发布时间:2024-06-21 20:20:14 人气:
ups不间断电源设备的技术应用
一、概述随着经济的飞速发展以及基层央行对网络建设认识的不断加深,中心机房建设和改造,近几年如火如荼。但随之而来的就是日益庞大的电费开销,中心机房在建设中的投资,其中电气、电源、制冷等系统设施占了一半以上的投资比例,高额的电能消耗使得整个数据中心运行成本居高不中心机房面临“建得起却用不起”的尴尬境地。
降低中心机房的运营成本和节能降耗成了基层央行有关部门关注的问题,节约能源可以从以下几方面入手。首先是机房环境的节能,包括制冷环境、供电环境;其次是从IT硬件设备节能,减少IT设备的能耗;最后是IT设备内部各集成电路的节能,比如CPU的节能等。UPS处于交流供电环节的最重要一环,机房几乎所有的IT设备由UPS供电,提高运行时的能效势在必行。UPS的节能必须从方案、电池、配电等方面全方位进行。
二、按需扩容的柔性规划
一般地市级中心机房的建设都不是一步到位,会考虑今后未来5到10年的需求,但是UPS一般都是一步到位,一次就安装了2套大功率的UPS并机,结果初期负载只有规划容量的10%~20%,没等承载所规划的负载就进入了设备淘汰期。这不仅造成投资的浪费,而且也无法使UPS运行在较高的效率点,造成电能的浪费。如何避免这种情况的发生,从UPS供电系统角度考虑,应该包括以下几个方面。
(一)供电方案设计
目前UPS供电方案主要有分散供电、集中供电2种。分散供电的特点是一台UPS为一台或多台负载设备供电。分散供电的好处是分散风险,不会因为一台UPS供电异常而造成大面积停电;缺点是UPS分散布置,不便管理,而且布线不易规划。另一种是采用集中供电方
案,由一套大功率的UPS供电系统直接对机房的所有负载供电。集中供电的好处是便于规划、管理方便、维护方便;缺点是如果UPS系统异常,容易引起大面积停电事故,此缺点可以通过采用各种并联构架来避免。因此,以上两种方案各有优缺点,目前的中心机房一般都采用集中供电方案,也集中了供电的风险。当机房UPS装机总容量超过一定限度时,建议将机房按几期规划分成几个区域进行供电。
(二)UPS在线并机扩容功能
机房UPS容量的规划,可以根据不同时期的负载容量要求采用逐步扩容的方案,使投资方案更经济,同时也能使UPS工作于较佳的效率点。目前中、大功率段的UPS均已经具备冗余并机功能,不仅提高了系统的可靠性,同时也为机房扩容提供了条件。只要规划时在UPS前后配电箱预留足量的空气开关,并在机房规划相应空间,即可实现UPS并机扩容功能。关键是并机的过程处理,多种品牌UPS并机时需要对UPS的设置进行修正,此时要求UPS必须在维修旁路状态工作,UPS由市电直接带载,如果此时市电波动较大甚至停电,将造成系统的大面积瘫痪。所以并机扩容必须具备在线并机功能,即UPS并机扩容时,只需将新增UPS软件修改至与原UPS系统一致后,在不关闭原有UPS系统的情况下直接将新增UPS并入原有系统即可,扩容前后,UPS均工作于在线模式下,避免切换至旁路供电的高风险操作。
(三)采用模块化UPS实现逐步扩容
目前,模块化UPS已经开始在国内应用,模块化UPS特点主要包括:可扩容、平均故障修复时间(MTTR)短、可经济实现“N+X”冗余并机。以台达C系~IJUPS为例,每个模块为20kVA,整个系统最大可扩容至160kVA,可以根据机房的实际容量需求,逐步扩容,只要在机房初期规划好配电容量即可。同时,实现“N+X”冗余比较划算,以60kVA的容量要实现“N+I”冗余为例,传统方案必须扩容一台60kVAUPS,而采用模块化UPS,则只需扩容一个20kVA的模块即可,节省大笔资金的投入。
三、提高UPS自身能效,优化负载效率曲线
目前UPS均为在线式双变换构架,在其工作时整流器、逆变器均存在功率损耗。以一个容量为60kVA的UPS为例,每度电按1.2元计算,UPS效率每提高1%,一年节省的电费为5045.76元。可见提高UPS的工作效率,可以为数据中心节省一大笔电费,也是降低整个机房能耗的最直接方法。因此采购UPS应尽量采购效率更高的UPS。
当然UPS效率高不仅仅是满载时效率高,同时也必须具备一个较高的效率曲线,特别是在“1+1”并机系统时,根据系统规划,每台UPS容量不得大于50%,如果此次效率仅为90%以下,就算满载效率达到95%以上,也是没有意义的,所以要求UPS必须采取措施优化效率曲线,使UPS效率在较低负载时也能达到较高的效率。
除了提高UPS自身的效率之外,UPS的一些功能也可加以利用。比如像ECO经济运行模式,其原理是在较好的市电环境下,激活此功能,使UPS由静态旁路直接供电,此时逆变器处于待机状态,正常工作但不输出能量,_旦市电异常,UPS立即切换到逆变器供电状态,切换时间一般在1毫秒以内,由于逆变器处于待机状态,所以自身损耗很小,此时UPS的整机效率可以达~1J97%以上,比正常模式减少3%以上的损耗。
使用ECO模式必须具备2个条件:一是静态旁路必须采用两组高可靠晶闸管,不得采用接触器加晶闸管的组合,因为接触器吸合时接触点会打火,一般工作数百次之后就不能正常工作,而晶闸管则不存在此问题,同时可以缩短切换时间。二是建议在较好的电力环境下使用,比如一级供电单位等。
四、降低输入电流谐波,提高功率因数
谐波产生的根本原因是由于电力线路呈现一定阻抗,等效为电阻、电感和电容构成的无源网络。由于非线性负载产生的非正弦电流,造成电路中电流和电压畸变,称为谐波。谐波的危害包括:引起电气组件附加损耗和发热(如电容、变压器、电机等);电气组件温度升高,效率低,加速绝缘老化,降低使用寿命;干扰设备正常工作;无功功率增加,电力设备有功容量降低(如变压器、电缆、配电设备);供电效率低;出现谐振,特别是柴油发电机发电时更严重;空开跳闸、熔丝熔断、设备无故损坏。UPS对电网而言是一个非线性负载,在工作时会产生大量的谐波。以配置6脉冲整流器的UPS为例,其输入功率因数一般为0.75左右,谐波大于30%。降低UPS32作谐波的主要方法有以下几种。
(一)12脉冲整流器
其原理是在原有6脉冲整流器基础上,在输入侧增加一个移相变压器和6脉冲整流器。采用该技术方案后,可以将谐波降低至10%左右。优点是较为简单,谐波改善明显;缺点是对功率因数改善有限,价格略高。
(二)无源滤波器
依据LC滤波电路原理,对UPS产生的谐波进行滤除,并对功率因数进行补偿。优点是技术简单,成本较低;缺点是只能补偿将点阶次的谐波,同时受负载阻抗影响较大,无法适用于全功率段。
(三)有源滤波器
原理是利用可控的功率半导体器件向电网注入与谐波源电流幅值相等、相位相反的电流,使电源的总谐波电流为零,达到实时补偿谐波电流的目的。优点是可以补偿多个阶次的谐波,且不受负载阻抗大小的影响;缺点是购置成本较高。
(四)高频IGBT整流及PFC功率因数校正电路设计
整流器原理是采用高频率PWM控制IGBT导通,对输入电压波形进行分割,使输入的电流波形尽量接近正弦波,并对输入电压和电流相位差进行补偿。优点是体积轻,价格便宜,效果好;缺点是技术结构复杂,不易维护,受功率器件影响,目前容量大小受到限制。
以上几种技术,性能及投资对比,可以根据实际需求选择合适的方案。
五、电池管理及配电管理技术
UPS都配备了电池,用户在电池组上的投资往往占整个UPS供电系统投资的很大比例,甚至超过UPS本身的投资,而电池的使用年限明显低于UPS主机。由于电池主要材料是重金属铅、硫酸和不易分解的塑料,都会对环境造成严重的污染。因此减少电池使用数量,延长电池循环使用寿命,不仅节省直接和间接的电池投资,而且还减少整个机房设备对环境的污染。所以UPS可以通过以下几个技术实现电池的节能。
(一)并机共用电池组功能
共用电池组原理是通过特殊的整流器隔离故障,使并机系统中的2台或多台UPS的整流同步,母线均流,使系统中的各台UPS母线直接并联,然后将满足系统后备时间要求的电池并联后接人并联母线系统中,实现电池的共享,减少电池投资。以“1+1”为例,传统的UPS方案,系统后备—小时,考虑其中一台UPS故障时,UPS2的电池不能为UPS1使用,所以UPS1和UPS2必须各配置一套-4,时的电池组,才能保障系统在断电后还能备用一小时。采用共用电池组方案后,因为UPS1故障后,系统中的电池仍能为UPS2提供能量,所以整个系统仅需配置一套一小时电池即可。这不仅节省了电池直接投资,同时也节约机房在空间、承重及空调等方面的投资,也降低了对环境的污染。
(二)智能电池管理技术
影响电池寿命的因素有很多,主要包括温度、充电、放电、循环次数等。如果能够对上述几个因素进行综合处理,可以大大延长电池的使用寿命,延长电池更换周期,节约电池投资。UPS的智能电池管理击包括:电池均浮充管理(均浮充控制)、充电温月智能放电终止电压控制,除此之外还应具备电动检测和电池漏液检测功能。另外还可以选压范围较宽的UPS,减少电池放电次数。通过上述几种技术,可大幅度延长电池寿命2--3年。
(三)智能UPS配电管理技术
原理是通过侦测UPS电池电压或者管理时间,实现对机房中不同等级负载的多次下电保护功能,减少电池投资,提高电池使用率。智能UP理技术主要有2种方案:软件实现方式及硬式。以台达UPS为例,其软件方式是在UPS监控中,在负载服务器安装Deltashutd0wnAgent关机代理程序。当市电异常并满足电池电压或者定时条件时,会自动保存系统程序,然后关闭服务器。
硬件方式是UPS输出配置一个智能配电屏,通过PLC侦测UPS电池电压或定时要求,当满足上述条件时,智能配电屏根据设定分时关断某路输出。目前此方案已经在国内多条地铁的UPS供电系统中应用。
六、结束语
中心机房节能必须从上至下,或者从基础设施到核心设备全方位抓起,UPS是整个交流供电环节的核心所在,做好UPS的节能不仅可以节约大笔的设备投资和维护费用,同时也大幅度地降低了后期的运行成本。
后备箱220V电源为什么直接用不了
后备箱220V电源直接用不了是因为电瓶不行了,逆变器坏了,先测量电瓶工作电压是否正常,放电是否正常,都正常,就是逆变电源故障,此电源只可在发动机运转时使用 ,电源上的 LED 指示灯绿色持续光,正常运行,指示灯熄灭,蓄电池电压过低,请等待蓄电池电压恢复正常。后备箱220V电源的使用
超过某个规定温度时,220伏电源会自动断电,在连接的电气装置消耗功率过大或环境温度过高时,断电可防止过热,经过一段时间冷却下来后,电源又会自动重新接通,所连接的接通的装置随即自动重新激活,因此,当电源由于过热已断电时,要关闭连接的电气装置。
蓄电池电压过高,请等待蓄电池电压恢复正常,220V电源温度过高,请取下用电器,等待绿灯亮,220V电源输出过载,请取下用电器,重新发动发动机后可以恢复正常运行,外部短路,请取下用电器,重新发动发动机后可以恢复正常运行。
用12V3000W的逆变器给新电瓶充电要充多久
新电瓶的充电很有讲究,电瓶按技术要求加入电解液后,要等到电解液完全泡透电瓶极板,约需2-4小时,然后才能“充电”,第一次充电叫“激活充电”,电流要适中,一般取电瓶容量的1/10,即100Ah的电瓶充电电流不大于10A,视电瓶的技术状态,起始电压高,充电电流相对取小一些,时间要长一些,约10-12小时,当电压达到标称最大值,比如14.8V,电瓶产生大量气泡时可停止充电,中途停止一两个小时再充,通电后马上又大量冒泡就说明已经可以了,充足后就放电,待电压下降到标称电压的85%时,比如10.5V,再充足电,这样就可以正常使用了。最终目的是要把极板上的电解液所需的成分完全释放到电解液中。
以上情况说明用逆变器给电瓶进行初充电或正常充电都是不明智的。
12v电瓶怎么土办法激活
看电解液液位是否低。如果电解质低,可以添加。不贵。每个1元。把它加进去。目前车用电池有三种:普通电池、干负荷电池和免维护电池。普通蓄电池:普通蓄电池的极板由铅和氧化铅组成,电解液为硫酸水溶液。其主要优点是电压稳定,价格低廉;缺点
12v电瓶怎么土办法激活
看电解液液位是否低。如果电解质低,可以添加。不贵。每个1元。把它加进去。
目前车用电池有三种:普通电池、干负荷电池和免维护电池。普通蓄电池:普通蓄电池的极板由铅和氧化铅组成,电解液为硫酸水溶液。其主要优点是电压稳定,价格低廉;缺点是比能量低(即每公斤电池储存的电能),使用寿命短,日常维护频繁。干充电池:它的全称是干式充电铅酸电池,它的主要特点是负极板具有很高的储电能力,完全干透后两年内就可以将获得的电量保存下来。使用时,只需加入电解液,等待20-30分钟即可使用。免维护电池:免维护电池由于自身的结构优势,消耗的电解液非常少,使用寿命期间基本不需要补充蒸馏水。它还具有耐冲击、耐高温、体积小、自放电小的特点,使用寿命一般是普通蓄电池的两倍。市面上免维护电池也有两种:第一种是购买时一次性添加电解液,以后使用时无需维护(添加补充液);另一种是电池本身出厂时就已经添加了电解液,而且是密封的,用户根本无法添加补充液。电池在汽车的使用中起着重要的作用。如果不能正常供电,发动机和车载动力系统就会出现故障或停止运转。所以平时一定要好好保养,避免出现发动机无法启动或者车行中途突然熄火的窘境。我们只需要在每次检查发动机时花一两分钟来维护电池。
以下是电池维护的三个技巧:
1.用湿布擦洗电池外部,擦拭干净面板和桩头(即正负极头)上容易引起漏电的灰尘、油污、白粉等污垢。经常擦洗电池和电池堆。
2.打开电池的水盖,看看水位是否在正常位置。一般电池侧面都有上下标记线,供大家参考。如果发现水位低于下标线,必须加蒸馏水。如果不能马上得到蒸馏水,可以使用过滤后的自来水应急。不要加太多水。标准是加到上下标线中间。
3.检查发电机充电是否正常。如果有三用电表,发动发动机后,测量电池两极电压,必须超过13V才算正常。如果发现充电电压过低,需要请专业人员检查充电系统。如果没有三用电表,可以采用目测的方法:发动机启动后,打开电池水盖,看看各舱是否有气泡。正常情况是水面不断冒出气泡,加油越多,气泡越多。如果发现没有冒泡,很可能是充电系统有问题。注意:这次检查会产生氢气,所以检查时不要吸烟,以免发生爆炸和火灾。
电池维护和检查
1.始终注意电池液体的高度,并保持在上限和下限之间(高-低)。如果电池液太多,很容易溢出腐蚀车身,如果电池液太少,就不能充分发挥动力。
2.如果电池桩头上有白色腐蚀粉,用热水清洗擦拭,然后涂一层黄油,降低腐蚀程度。
3.确认电池是否可靠。
4.电量耗尽后尽量不要再充电,否则会降低电池寿命。
5.一般电池寿命在两年左右。如果您发现汽车启动困难,请尽快更换电池。
12v电瓶转220v用多久
12v电池转到220v可能需要6个小时。12伏电池可以转换成220伏电压,车载逆变器已经作为一种装置,可以将DC12V DC转换成与城市电源相同的AC220V交流电,是一种方便的车辆电源转换器。
车载电源逆变器在国外市场受到广泛欢迎。在国外,由于汽车的高度普及,在工作或旅行时,逆变器可以用来连接电池,驱动电器和各种工具工作。功率逆变器是将电池的DC电压转换成220伏的交流电压。功率逆变器能够逆变电压的时间长短,与电器的功率和电池的容量有关。电池容量越大,逆变器工作时间越长,逆变器带来的负载功率越大,逆变器工作时间越短。
使用车载电源逆变器的注意事项:
1.严格按照用户手册使用变频器;
2.逆变器的输出电压为220伏交流电,这220伏在很窄的空范围内,可以移动,所以要格外小心。应放在安全的地方,特别是远离儿童,防止触电。不用时最好切断其输入电源;
3.不要将变频器放在阳光直射或加热器的出口附近。变频器的工作环境温度不应超过40℃。 12v电瓶怎么土办法激活 12v电瓶转220v用多久 @2019
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