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通信机房绿色UPS电源解决方案

文章发布时间:2011-04-28 09:58来源:upsclan.com 作者:upsclan 关注次数:

 

通信机房绿色UPS电源解决方案

 

台达ups电源 通信机房绿色UPS解决方案

 随着国家对节能、环保的大力提倡,以及能源供应成本越来越高,越来越多的用户开始重视信息机房用UPS的绿色电力供应问题。

        据统计:通信业每年消耗200亿度以上的电能;各种能耗费用超过100亿元人民币;耗电总量在各行业中排名第14,随着业务的不断增长,以上数据还在逐年增加。面对激烈的竞争,能耗成本对通信企业的压力也越来越大。因此,中国电信2008年提出万元业务收入能耗同比下降3%以上的节能减排宏观控制目标,中国移动也提出能耗三年降低40%。

        要实现以上节能目标,在各个环节的能耗控制就显得非常有必要。众所周知,通信行业的中小信息机房数量众多,UPS作为一个特殊且重要的不间断电力转换设备,在这些机房中是一个必不可少的设备。针对这些UPS设备的节能、环保措施就显得意义重大。

        以下就通信企业中小信息机房用UPS应具备哪些特点才能真正做到绿色、节能进行一些讨论?
一、信息机房用绿色节能UPS应具备哪些特点:
        UPS的整机效率要高,特别是在低负载量时
UPS是电力转换设备,转换效率高低,直接觉得了客户要为UPS设备支付多少电费。但是,因为UPS转换效率是和负载量相关的,一般来讲,满载时UPS效率最高。而实际应用中,大多数用户的负载量都小于50%,负载量低于30%的也非常多,因此低负载量时的效率高低,更能体现节能意义。UPS设备是24小时不间断工作的,若转换效率提升一个百分点,对UPS设备众多的通信客户来讲,其节省下的电费是相当可观的。

UPS输入功率因子高,输入电流谐波小
        输入功率因子越高,表明UPS对市电的利用率越高,即无功功率消耗越低;输入电流谐波越小,则UPS对对市电的污染越小,谐波损耗的能量越小。
        这是因为,对市电来讲,UPS是一个整流性负载,会产生谐波污染,会产生无功功率消耗。这些都是供电单位不希望看到的。
        1)无功功率消耗太大,会增大UPS上端输配投资,即线径、空开容量需增大;还会增大线路损耗等等。因此电力部门一般会要求用电设备的功率因子不能低于0.92(广东地区),否则,客户会被罚款。
2)电电力谐波的主要危害有:
A.引起串联谐振及并联谐振,放大谐波,造成危险的过电压或过电流;
B.产生谐波损耗,使发、变电和用电设备效率降低;
C.加速电气设备绝缘老化,使其容易击穿,从而缩短它们的使用寿命;
D.使设备(如电机、继电保护、自动装置、测量仪表、电力电子器件、计算机系统、精密仪器等)运转不正常或不能正确操作;
E.干扰通讯系统,降低信号的传输质量,破坏信号的正确传递,甚至损坏通信设备。
因此,UPS产生的谐波应该越低越符合环保要求。一般,当UPS的PF≥0.99,THDI≤5%时,对市电的污染基本可以忽略了。

可扩容性,即能方便的扩大UPS的容量。
        对通信机房来讲,信息设备是随着服务量的增加而逐步投入的。因此,对UPS来讲,其负载量会逐渐增加,这就要求,UPS在一定范围内可以根据负载量的增加而增容。对用户来讲:
        A. 客户可按需配置UPS容量,使UPS处于较高效率的功率段,节省电能消耗,避免了不必要的UPS容量浪费。使用者选用UPS时,往往会考虑到容量增大的需要,先期投入时,选用的UPS容量较大,但电信业务是缓慢增长的,这就造成相当时期内,UPS负载量相对较低,导致的低负载量时UPS效率低下,损耗增大。同时,一部分宝贵的UPS容量资源也被白白浪费。
        B.若UPS容量不够,按传统解决方案,则必须采购新的UPS,不但造成重复投资,而且浪费宝贵的机房空间。因此,UPS的可扩容性也绿色UPS解决方案的一个重要因子。

        高可用性反应了UPS的可靠性和可维护性方面的指标。绿色、节能不能以牺牲供电可靠性为代价,因此,我们把设备的可用性也列为通信用绿色、节能UPS特点之一。
        可用性越高,负载不间断地运行越能够得到保障。提高可用性可从三个方面考虑,一是提高系统自身的可靠性,即平均无故障时间越长越好,可平均无故障时间再长,也不能保证UPS设备不出故障。因此,第二方面是采取冗余的方法,即一个UPS设备坏了,可由其另一UPS设备来顶替。第三,即故障的UPS设备要在最短的时间内维修好。即平均维修时间要短。具体应该具备:
UPS系统本身可靠性要高;
采用模块化设计,最大程度缩小维修时间。
        UPS系统自身要具有冗余功能,即某部分故障,可有相同功能的东西来代替,不影响系统正常工作。
        生产、制造过程的绿色化,符合RoHS指令。通信行业的绿色、节能实现的企业自身的降耗,同时也应该以保护环境、以人类健康为己任。
        铅是重金属,在电子设备的生产制造过程中,会产生造成重金属污染,它会污染环境,影响什么的身体健康。因此,为了避免电子设备生产制造过程中的重金属污染,生产过程应该导入无铅制程,即RoHS,像欧盟已经要求进口产品必须符合RoSH制程。
        综上所述,绿色UPS解决方案应该是节能的、高可用的、环保的不间断动力解决方案。

二、为了满足通信信息机房用户对绿色不间断动力解决方案的需求,中达推出了DELTA C(超越)UPS解决方案。
台达的绿色UPS解决方案的是如何满足前述要求的呢?
要求1.转换效率高,特别是在低负载量时的效率。
        DELTA C UPS采用专利的IGBT整流技术和三级逆变器设计,极大的提高整机转换效率。如下图,DELTA C UPS20KVA模块的效率曲线: 


 
通信机房绿色UPS电源解决方案
 


 
        从图中可以看到,当负载量不到2kw时,即10%(2/18)左右时,其转换效率就达到了90%,随着负载量增大到30%(6/18)时,效率达到了94%以上,以后负载量进一步增大时,效率甚至达到了95%。因此,DELTA C UPS的转换效率,无论满载还是轻度负载,其效率都非常高,长期使用,可以为用户节省大量的电费。

要求2. UPS输入功率因子高,输入电流谐波小
        DELTA C UPS采用了IGBT整流设计,采用数字讯号处理器(Duble-DSP)及空间向量脉波宽度调变(SVPWM:Space Vector Pulse Width Modulation)技术等专利技术,使得输入THDI可以做到≤5%,PF≥0.99。很好的解决了UPS对市电谐波污染的问题。下图为输出电流谐波实测波形:

 


 
通信机房绿色UPS电源解决方案
 

黄色为UPS输入电流波形
要求3. 可扩容性
        DELTA C UPS采用模块化设计理念,一台UPS可由一到多个功率模块组成,每个功率模块为20KVA,用户只需根据目前的负载情况和以后的负载增加情况,选择适当容量的UPS,等到负载增加后,用户只需增加功率模块,即可方便的增大UPS的容量,而无需新增一台UPS。可大幅节省用户投资和减少机房占地面积。更重要的是,还能使UPS处于适当的负载状态,始终使UPS处于较高转换效率,达到最大化的节能。如下图:

 


 
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要求4.高可用性
        由于DELTA C UPS正是采用了模块化的设计,故当UPS损坏时,只需将损坏的ups模块更换掉即可修复UPS,极大的缩短了UPS的查找故障的时间和维修时间。每个功率模块只有25KG,甚至客户自行就可以更换。
        DELTA C UPS的整流器和逆变器、监控模块都采用了独立DSP来控制,极大简化了电路设计,减少零部件,提高了系统可靠性。
        DELTA C UPS的辅助电源电路和静态开关控制电路都采用冗余的设计,即辅助电源和静态开关都设计为2路,互为备份。可保证系统长期稳定可靠运行。
DELTA  C UPS可以记录500笔事件数据,即使断电,也不会丢失。方便故障原因查找。
维护旁路开关,具有电子式保护功能,当误操作是,UPS也不会因此而损坏。
可管理性。超大屏幕,强大的监控功能,2个独立的SNMP插槽,RS232、干接点等。
要求5.生产制造工程的绿色化。
        DELTA UPS不止在国内销售,还出口欧、美等地,因此DELTA UPS产品早在2006年就开始进行RoHS制程改造,目前所有产品全部符合RoHS制程。

        三、总结:环保节能长久以来即为台达电子的经营使命,“节能、环保、爱地球”----台达企业口号,因此,台达持续致力于提升产品效率及开发替代能源
 

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