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模块化UPS的特点及其应用
时间:2017-03-02   作者:广东恩亿梯电源有限公司
 1 选择适合的UPS
 
  为了能够买到合适的UPS,用户必须谨慎地评估其在项目中的实际应用与需求。各品牌UPS都有其自身的特点,具体选择取决于实际项目中的需求。
 
  因此,仅仅知道负载的功率是远远不够的。即使所选的UPS能够给负载提供足够的功率,也并不意味着就是最好的选择。
 
  2 选择适合的UPS结构
 
  2.1 分散式UPS架构
 
  分散式UPS架构通常被用在对供电要求不太严格,且目前已有现成的供电系统以及机房较多且相对分散的场合,如图1所示。
 
 
 
  其优点为:
 
  (1)可扩展性好;
 
  (2)容易安装;
 
  (3)每台UPS均独立运行。
 
  其缺点为:
 
  (1)管理不便;
 
  (2)维修与保养复杂;
 
  (3)电能消耗多。
 
  2.2 集中控制式UPS架构
 
  集中控制式UPS架构适合用来保障整体系统负载,如图2所示。
 
  其优点为:
 
  (1)监控简单;
 
  (2)维护容易。
 
  其缺点为:
 
  (1)无冗余;
 
  (2)可扩展性较差;
 
  (3)占用空间较大。
 
  2.3 模块化冗余UPS架构
 
  模块化冗余架构是企业用户用来保护关键负载的最佳解决途径,如图3所示。
 
  其优点为:
 
 
 
  (1)监控简单;
 
  (2)可扩展性好;
 
  (3)供电模块有冗余;
 
  (4)容易维护;
 
  (5)运行成本低;
 
  (6)占地面积小。
 
  其缺点为:
 
  初期的购买成本比传统UPS要高。
 
  3 模块化UPS与传统UPS优势与特点的比较
 
  传统UPS的购买成本要比模块化UPS便宜10%~15%。然而,购买成本并不是决定总成本的唯一因素。传统UPS的运营成本比模块化UPS要高,因为模块化UPS可以减少能源消耗,从而降低运营成本。在很长一个时期内,成本的对比还是会更倾向于模块化UPS。因为即使当前的购买成本较高,但在第一年的使用过程中,其节省的费用就开始偿还给用户。
 
  3.1 运输成本比较
 
  传统UPS通常内置了输出隔离变压器,使得其重量往往比模块化UPS高出2~3倍。这就意味着需要多付出50%的运输费。美达电器TRIMOD系列模块化UPS可方便地运送到安装地点并完成安装,如表1所示。
 
  3.2 安装成本与占地面积比较
 
  传统UPS安装需要的占地面积(平方米)比TRIMOD模块化UPS要多2~3倍,如表2所示。
 
 
 
  3.3 可靠性比较
 
  UPS系统的可用性取决于平均无故障时间(MTBF)和平均故障修复时间(MTTR)。
 
  传统UPS的MTBF通常为150000h,MTTR为4~12h。
 
  TRIMOD模块化UPS的MTBF高达400000h,MTTR仅为5min,且还可以通过增加功率模块的冗余度来增加系统的MTBF。TRIMOD模块化UPS可配置为“N+X”的功率模块冗余系统,甚至当有功率模块故障时,也可保证系统零宕机。其强大的自诊断功能和模块化结构可大大减少MTTR。精确的指示和大屏幕显示可帮助用户立即确认故障点。模块化结构允许用户在不对负载造成任何影响的情况下,通过简单、快速地更换故障功率模块即可完成维修。
 
  3.4 能源消耗对比
 
  整机效率的提高意味着UPS减少了从市电获取的电能,因此也就减少了以热量形式散发到环境中的损耗。TRIMOD模块化UPS秉承了意大利优异的工业设计及制造技术,使得整机的效率提高到95%,减少了大量的能源浪费,也同样减少了对机房空调的需求。输入功率因数在负载20%时就能接近于1。另外,输入电流谐波失真THDI<3%,大大减少了对电网的污染,从而有效地保证同一电网内其他机电设备的正常工作。
 
  3.5 维护成本比较
 
  传统UPS因其结构复杂,维修过程相对繁琐,往往需要工程师携带大量的备件到现场逐个更换。由于其内部组成部件较多,故障点的判断比较困难,只能通过更换故障点的相关部件来完成维修,维修费用高昂;另外,由于维护工程师的水平差异,故障设备的修复时间也不同,一般需要4~12h,用户还要支付厂家维护工程师的人工费用。
 
  TRIMOD模块化UPS维修简便,在线5min内即可完成功率模块的更换。其UPS功率模块采用单进单出设计,故障时的维修成本比传统UPS低30%~50%(仅需要更换一个单相的功率模块);功率模块的重量很轻(7.9kg),且容易更换,一个工程师即可完成全部的工作。
 
 
 
  3.6 运营成本(蓄电池)比较(见图4)
 
  蓄电池是UPS系统的核心组成之一,它能在市电停电时及时放电,从而保证负载的不间断运行。只有保证蓄电池时刻处于最佳的状态下,负载才能够得到UPS的保护。
 
  传统UPS对于电池的充放电管理比较单一,往往采用恒流充电、长期浮充等简单的充电方式。长期的浮充不仅会使蓄电池极板硫化,降低容量,更影响了蓄电池的性能,也就降低了UPS供电系统的可靠性。快速老化的蓄电池需要频繁更换,其成本有时会超过购买UPS主机的价格,给用户带来了很大的维护成本压力。
 
  TRIMOD系列模块化UPS采用了“三阶段”智能充电系统,能够延长蓄电池30%的寿命。第一阶段,充电器在很短的时间快速补充蓄电池损失的能量;第二阶段,充电器的输出电压缓慢上升,后转为均充状态;第三阶段,由于充电电流的持续减少,充电器进入到12h时的浮充状态;最后,充电器将自动关闭,15天后重新开始对蓄电池补充电(假定这个阶段市电一直正常)。另外,TRIMOD模块化UPS会根据负载情况自动调整蓄电池的放电截止电压,可最大程度地保护蓄电池。由于该充电系统可显著提高蓄电池的性能,一方面提高了UPS系统的可靠性,同时减少了更换蓄电池的成本。
 
  3.7 扩容成本比较
 
  传统UPS需要扩容,用户还需要购买一台同品牌、同型号UPS。要完成设备的安装,需要提供更多的空间去放置一台新的UPS主机,而且必须重新设计新主机的电源系统。在新设备的安装调试时,还可能需要将原先的UPS关闭,这样负载将失去电力供应,对用户造成经济损失,如图5所示。
 
 
 
  TRIMOD模块化UPS具有良好的扩展性,用户可单独购买功率模块并在线对原主机升级扩容,且不需要重新调整UPS的供电系统及额外的设置。因此,TRIMOD模块化UPS不需要额外的空间以及除购买功率模块外的其它任何成本即可完成扩容。
 
  4 结束语
 
  应用UPS的主要目的是保护用户用电设备的不间断运行及保存敏感数据。在保证其可靠运行的基础上,还需同时考虑设备的扩展性、运行成本和维护成本。TRIMOD模块化UPS不仅可以给负载提供高质量的电源,还降低了能源消耗,为环境保护做出巨大的贡献。在UPS设备的8年使用期内,TRIMOD模块化UPS总体使用成本要比传统UPS低32%。
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