電廠專用的山特UPS電源,為三相輸入單相輸出的中功率電源系統(tǒng)。之所以選擇該結(jié)構(gòu),是由于大部分電廠的負(fù)載都是單相負(fù)載,這樣設(shè)計的好處是能夠簡化相應(yīng)的配電線路,方便專業(yè)人員對線路進行定時的維護保養(yǎng),而三進單出UPS則是由內(nèi)部電路的純單向設(shè)計,主要表現(xiàn)為逆變器為單向輸出。經(jīng)過相應(yīng)改造的三進單出喲PS,是在原有基礎(chǔ)上加上了三進單出變壓器,來進行改造的,但是這樣的改造結(jié)果會使得整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)處于不穩(wěn)定,在長時間使用過程中,會造成一些隱患故障,影響到系統(tǒng)的使用壽命和使用。
而在比較了正常的UPS主機和經(jīng)過改裝后的變壓器之間的區(qū)別之后,我們對兩者的使用成本和采購成本進行了綜合分析,發(fā)現(xiàn),無論是在長時間使用的穩(wěn)定性方面,還是購置成本的投入方面,采用正常的UPS系統(tǒng),都是經(jīng)濟有效的方案,所以在采購系統(tǒng)時,一般要選擇真正的三進單出UPS,不能僅考慮眼前的經(jīng)濟效益,應(yīng)該將眼光放得長遠,用動態(tài)的思維來分析整個過程,只有通過這一過程的分析,才能夠發(fā)現(xiàn)采用真正的三進單出變壓器才能夠保證整個系統(tǒng)運行過程的和。在UPS效率設(shè)計選型時需要注意的是,UPS的逆變器是將直流功率直接轉(zhuǎn)換為交流功率進行輸出的。
一般來說采取這種改造方式在使用過程中,由于增加了變壓器,會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的運行效率會得到降低,一般的工作效率僅僅為正常工作效率的95%,另一方面,由于變壓器處于1/3的不平衡電流,這會使得山特UPS電源的可用容量受到影響,造成一定的降低,所以需要使用更高視在功率的UPS主機,其容量一般為額定輸出容量的兩倍。由于在系統(tǒng)內(nèi)增加了不同的部件,導(dǎo)致主機的尺寸也需要進一步的增加,這樣一來主機的放置區(qū)域可選范圍就會變少,而且相應(yīng)的成本也會上漲,導(dǎo)致購置成本增加。
在工業(yè)生產(chǎn)中,一般的直流電壓都在400~460伏左右,而電廠所使用的電壓規(guī)格則為220伏,由于兩部分之間的電壓規(guī)格存在區(qū)別,所以需要進行轉(zhuǎn)換,而由此會出現(xiàn)一個問題,在直流電壓降低的過程中,逆變器的開關(guān)電流就會隨之增大,而損耗和電流的平方成正比,隨著電流的不斷增加,過程中的電流損耗也在不斷增加,使得整個系統(tǒng)的使用效率不斷減少。
而且在使用過程中,大電流需要配套大容量功率的開關(guān)器件,而較低的直流電壓也需要較高變比的變壓器,這些隱形的開支都會造成整個系統(tǒng)運行開支成本的增加。如果再考慮到設(shè)備使用一段時間后會出現(xiàn)磨損,老化零件更換的成本,整個成本的投入會非常大,所以在選擇配置時,一定要根據(jù)實際生產(chǎn)情況,選擇適合的設(shè)備減少過程中額外出現(xiàn)的成本增加,保證整個成本能夠處于一個可控的狀態(tài)內(nèi)。為了能夠進一步提高供電過程的可靠性,一般電廠在運轉(zhuǎn)過程中需要配置兩臺山特UPS電源組成抗魚系統(tǒng)為負(fù)載供電與之配套的,還有隔離變壓器,交流電壓調(diào)節(jié)器,作為旁路電源接入系統(tǒng)內(nèi),保證整個系統(tǒng),能夠處于穩(wěn)定正常的運行狀態(tài)。
有一種觀點認(rèn)為,反饋保護裝置本身可能會降低系統(tǒng)的可靠性,因為它是一個組件,就也可能會出現(xiàn)故障失敗。
這是非常真實的,但有很多因素要考慮。這些因素包括組件通常如何發(fā)生故障失敗,其在系統(tǒng)中如何使用以及可能的影響。
如果反饋接觸器故障關(guān)閉,并且在供電丟失時不打開,那么直到靜態(tài)旁路開關(guān)發(fā)生故障,都不會影響UPS系統(tǒng)的運行;需要發(fā)生第二次故障才會影響UPS系統(tǒng)的運行。該系統(tǒng)將幾乎像一個沒有反饋保護的系統(tǒng)。無論如何,這種故障失敗是罕見的。
另一種更典型的故障模式是反饋接觸器未按照適當(dāng)需求被打開或關(guān)閉。在實踐中,這意味著如果有相應(yīng)的需要時,旁路線路不可用。只有一條靜態(tài)旁路線路的系統(tǒng)將失去所有旁路容量;那些具有多個靜態(tài)旁路,而且每個都有自己的反饋接觸器的,僅會損失部分容量。
請注意,只有當(dāng)主旁路電源可用時,UPS旁路線路才可用——旁路管路可用性不能高于其供電。顯然,具有相關(guān)控制電路的反饋保護裝置的可靠性遠遠高于主電源,因此對旁路線路總體可用性的影響可以忽略不計。
具有反饋保護和短路靜態(tài)開關(guān)檢測的山特UPS電源可以隔離故障的靜態(tài)旁路開關(guān),任何時候這都是系統(tǒng)的關(guān)鍵故障,并將消除系統(tǒng)中的單點故障。
現(xiàn)在隨著高壓直流供電系統(tǒng)的發(fā)展,一路市電+一路高壓直流保障電源的供電方案逐漸興起,該供電方案既利用了市電無轉(zhuǎn)換損耗直接為負(fù)載供電的特性,又在保障電源側(cè)由電池組直接為負(fù)載提供斷電保障,系統(tǒng)可用度比后備式山特UPS電源系統(tǒng)提高很多,互聯(lián)網(wǎng)公司已經(jīng)在自用數(shù)據(jù)中心中小批量使用。
對于UPS并聯(lián)系統(tǒng),相互無關(guān)聯(lián)的輸入市電,其電壓、頻率、相位不可能完全相同,在UPS并聯(lián)系統(tǒng)轉(zhuǎn)旁路運行時,由于各臺UPS旁路輸入存在電位差,可能會燒損UPS設(shè)備。
這就是不間斷電源(UPS)成為數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵組成部分的原因。但是,如果UPS電源本身存在問題怎么辦?就像服務(wù)器機架或空調(diào)機組一樣,它們也是復(fù)雜的設(shè)備,不能免于故障。這就是強大的UPS維護計劃至關(guān)重要的原因。
但是當(dāng)壞的情況發(fā)生時,并且UPS電源無法充分支持關(guān)鍵負(fù)載,它會轉(zhuǎn)換到旁路模式,從而在設(shè)備周圍提供自動電源路徑,并看到負(fù)載在主電源供電時運行,直到山特UPS電源重新上線運營。