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通信機房綠色UPS解決方案

作者: 時間:2012-06-29 來源:網(wǎng)絡 收藏

1 引言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/176815.htm

隨著國家對節(jié)能、環(huán)保的大力提倡,以及能源供應成本越來越高,越來越多的用戶開始重視信息電力供應問題。

據(jù)統(tǒng)計:業(yè)每年消耗200億度以上的電能;各種能耗費用超過100億元人民幣;耗電總量在各行業(yè)中排名第14,隨著業(yè)務的不斷增長,以上數(shù)據(jù)還在逐年增加。面對激烈的競爭,能耗成本對企業(yè)的壓力也越來越大。因此,中國電信2008年提出萬元業(yè)務收入能耗同比下降3%以上的節(jié)能減排宏觀控制目標,中國移動也提出能耗三年降低40%。

要實現(xiàn)以上節(jié)能目標,在各個環(huán)節(jié)的能耗控制就顯得非常有必要。眾所周知,行業(yè)的中小信息數(shù)量眾多,作為一個特殊且重要的不間斷電力轉(zhuǎn)換設備,在這些中是一個必不可少的設備。針對這些設備的節(jié)能、環(huán)保措施就顯得意義重大。

以下就通信企業(yè)中小信息機房用UPS應具備哪些特點才能真正做到、節(jié)能進行一些討論。

2 信息機房用節(jié)能UPS應具備哪些特點

2.1 UPS的整機效率要高(特別是在低負載量的時)

UPS是電力轉(zhuǎn)換設備,轉(zhuǎn)換效率高低直接決定了客戶要為UPS設備支付多少電費。但是,因為UPS轉(zhuǎn)換效率是和負載量相關(guān)的,一般來講,滿載時UPS效率最高。而實際應用中,大多數(shù)用戶的負載量都小于50%,負載量低于30%的也非常多。因此,低負載量時的效率高低,更能體現(xiàn)節(jié)能意義。UPS設備是24小時不間斷工作的,若轉(zhuǎn)換效率提升一個百分點,對UPS設備眾多的通信客戶來講,其節(jié)省下的電費是相當可觀的。

2.2 UPS輸入功率因子高,輸入電流諧波小

輸入功率因子越高,表明UPS對市電的利用率越高,即無功功率消耗越低;輸入電流諧波越小,則UPS對對市電的污染越小,諧波損耗的能量越小。這是因為對市電來講,UPS是一個整流性負載,會產(chǎn)生諧波污染及無功功率消耗。這些都是供電單位不希望看到的。

(1)無功功率消耗太大,會增大UPS上端輸配投資,即線徑、空開容量增大;還會增大線路損耗等等。因此,電力部門一般會要求用電設備的功率因子不能低于0.92(廣東地區(qū)),否則,客戶會被罰款。

(2)電電力諧波的主要危害有:

①引起串聯(lián)諧振及并聯(lián)諧振,放大諧波,造成危險的過電壓或過電流;

②產(chǎn)生諧波損耗,使發(fā)電、變電和用電設備效率降低;

③加速電氣設備絕緣老化,使其容易擊穿,從而縮短使用壽命;

④使設備(如電機、繼電保護、自動裝置、測量儀表、電力電子器件、計算機系統(tǒng)、精密儀器等)運轉(zhuǎn)不正?;虿荒苷_操作;

⑤干擾通訊系統(tǒng),降低信號的傳輸質(zhì)量,破壞信號的正確傳遞,甚至損壞通信設備。

因此,UPS產(chǎn)生的諧波應該越低越符合環(huán)保要求。一般,當UPS的PF≥0.99,THDI≤5%時,對市電的污染基本可以忽略了。

2.3 可擴容性,即能方便的擴大UPS的容量

對通信機房來講,信息設備是隨著服務量的增加而逐步投入的。因此,對UPS來講,其負載量會逐漸增加,這就要求,UPS在一定范圍內(nèi)可以根據(jù)負載量的增加而增容。對用戶來講:

(1)客戶可按需配置UPS容量,使UPS處于較高效率的功率段,節(jié)省電能消耗,避免了不必要的UPS容量浪費。使用者選用UPS時,往往會考慮到容量增大的需要,先期投入時,選用的UPS容量較大,但電信業(yè)務是緩慢增長的,這就造成相當時期內(nèi),UPS負載量相對較低,導致的低負載量時UPS效率低下,損耗增大。同時,一部分寶貴的UPS容量資源也被白白浪費。

(2)若UPS容量不夠,按傳統(tǒng),則必須采購新的UPS,不但造成重復投資,而且浪費寶貴的機房空間。

因此,UPS的可擴容性也是綠色UPS的一個重要因子。

2.4 高可用性

高可用性反應了UPS的可靠性和可維護性方面的性能。我們講,綠色、節(jié)能不能以犧牲供電可靠性為代價。因此,把設備的可用性也列為通信用綠色、節(jié)能UPS特點之一。

可用性越高,負載不間斷地運行越能夠得到保障。提高可用性可從三個方面考慮,一是提高系統(tǒng)自身的可靠性,即平均無故障時間越長越好??善骄鶡o故障時間再長,也不能保證UPS設備不出故障。因此,第二方面是采取冗余的方法,即一個UPS設備壞了,可由其另一UPS設備來頂替。第三,故障的UPS設備要在最短的時間內(nèi)維修好,即平均維修時間要短。

具體應該具備:

①UPS系統(tǒng)本身可靠性要高;

②采用模塊化設計,最大程度縮小維修時間;

③UPS系統(tǒng)自身要具有冗余功能,即某部分故障,可用相同功能的部分來代替,不影響系統(tǒng)正常工作。

2.5 生產(chǎn)、制造過程的綠色化,符合RoHS指令

通信行業(yè)的綠色、節(jié)能實現(xiàn)的是企業(yè)自身的降耗,同時也應該以保護環(huán)境、以人類健康為己任。鉛是重金屬,在電子設備的生產(chǎn)制造過程中,會造成重金屬污染,會污染環(huán)境,影響人們的身體健康。因此,為了避免電子設備生產(chǎn)制造過程中的重金屬污染,生產(chǎn)過程應該導入無鉛制程,即RoHS,像歐盟已經(jīng)要求進口產(chǎn)品必須符合RoSH制程。

綜上所述,綠色UPS應該是節(jié)能的、高可用的、環(huán)保的不間斷動力解決方案。

3 為滿足通信信息機房用戶對綠色不間斷動力解決方案的需求,中達推出DELTA C(超越) UPS解決方案

3.1 臺達的綠色UPS解決方案的是如何滿足前述要求的

3.1.1 轉(zhuǎn)換效率高,特別是在低負載量時的效率

DELTA C UPS采用專利的IGBT整流技術(shù)和三級逆變器設計,極大的提高整機轉(zhuǎn)換效率。如下圖,DELTA C UPS20KVA模塊的效率曲線見圖1。

通信機房綠色UPS解決方案效率曲線

圖1 效率曲線

從圖中可以看到,當負載量不到2kW時,即10%(2/18)左右時,其轉(zhuǎn)換效率就達到了90%,隨著負載量增大到30%(6/18)時,效率達到了94%以上,以后負載量進一步增大時,效率甚至達到了95%。因此,DELTA C UPS的轉(zhuǎn)換效率,無論滿載還是輕度負載,其效率都非常高,長期使用,可以為用戶節(jié)省大量的電費。

3.1.2 UPS輸入功率因子高,輸入電流諧波小

DELTA C UPS采用了IGBT整流設計,采用數(shù)字訊號處理器(Duble-DSP)及空間向量脈波寬度調(diào)變(SVPWM:Space Vector Pulse Width Modulation)技術(shù)等專利技術(shù),使得輸入THDI可以做到≤5%,PF≥0.99。很好的解決了UPS對市電諧波污染以及高市電利用率的問題。下圖為輸出電流諧波實測波形:

通信機房綠色UPS解決方案 輸出電流諧波

(黃色為UPS輸入電流波形)

圖2 輸出電流諧波

3.1.3 可擴容性

DELTA C UPS采用模塊化設計理念,一臺UPS可由一到多個功率模塊組成,每個功率模塊為20kVA,用戶只需根據(jù)目前的負載情況和以后的負載增加情況,選擇適當容量的UPS,等到負載增加后,用戶只需增加功率模塊,即可方便的增大UPS的容量,無需新增一臺UPS??纱蠓?jié)省用戶投資和減少機房占地面積。更重要的是,還能使UPS處于適當?shù)呢撦d狀態(tài),始終使UPS處于較高轉(zhuǎn)換效率,達到最大化的節(jié)能。如下圖所示。

通信機房綠色UPS解決方案

圖3 方便的擴容

3.1.4高可用性

(1)由于DELTA C UPS正是采用了模塊化的設計,故當UPS損壞時,只需將損壞的UPS模塊更換掉即可修復UPS,極大的縮短了UPS的查找故障的時間和維修時間。每個功率模塊只有25kG,甚至客戶自行就可以更換。

(2)DELTA C UPS的整流器和逆變器、監(jiān)控模塊都采用了獨立DSP來控制,極大的簡化了電路設計,減少零部件,提高了系統(tǒng)可靠性。

(3)DELTA C UPS的輔助電源電路和靜態(tài)開關(guān)控制電路都采用冗余的設計,即輔助電源和靜態(tài)開關(guān)都設計為2路,互為備份??杀WC系統(tǒng)長期穩(wěn)定可靠運行。

(4)DELTA C UPS可以記錄500筆事件數(shù)據(jù),即使斷電也不會丟失。方便故障原因查找。

(5)維護旁路開關(guān)。具有電子式保護功能,當誤操作時,UPS也不會因此而損壞。

(6)可管理性。超大屏幕,強大的監(jiān)控功能,2個獨立的SNMP插槽,RS232、干接點等。

以上措施都很好的解決了高可用性的三方面的問題:系統(tǒng)自身的可靠性高、系統(tǒng)自身具有冗余性、系統(tǒng)故障時維修時間短。

3.1.5 生產(chǎn)制造工程的綠色化

DELTA UPS不止在國內(nèi)銷售,還出口歐、美等地,因此DELTA UPS產(chǎn)品早在2006年就開始進行RoHS制程改造,目前所有產(chǎn)品全部符合RoHS制程。

3.2 臺達綠色UPS解決方案符合行業(yè)的發(fā)展需求,在通信行業(yè)得到了大量的應用

以下簡單舉兩個例加以說明。

3.2.1廣州電信某機房使用臺達C系列60kVA UPS,組成集單機、冗余、綠色為一體的供電解決方案。(如下圖)

通信機房綠色UPS解決方案

圖4 廣州電信某機房供電解決方案

3.2.2東莞移動某機房采用2臺臺達C系列40kVA UPS組成并聯(lián)冗余供電系統(tǒng)。(如下圖)

通信機房綠色UPS解決方案

圖5 東莞移動某機房并聯(lián)冗余供電系統(tǒng)

4 總結(jié)

環(huán)保節(jié)能長久以來即為臺達電子的經(jīng)營使命,“節(jié)能、環(huán)保、愛地球”是臺達電子的企業(yè)口號。因此,臺達C系列綠色UPS解決方案,就是在這樣的企業(yè)環(huán)境下誕生的,其設計之初,就一直將綠色、環(huán)保、節(jié)能等指針放在首要位置考慮。因此,DELTA C UPS是完全符合綠色、環(huán)保需求的,為通信行業(yè)客戶提供了真正的綠色UPS解決方案。相信,隨著綠色動力解決方案的不斷普及,它會為客戶帶來更多的價值提升。同時也會為通信企業(yè)的環(huán)保節(jié)能目標的實現(xiàn)貢獻力量。



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