金融行業(yè)UPS電源的解決方案

引言

　　隨著中國的改革開放，近年來，不斷的有外資銀行涌入中國，對金融行業(yè)市場帶來一定的影響，引發(fā)新一輪的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及IT硬件投資的需求。因此，對于IT硬件設(shè)備廠商，特別是UPS廠商都帶來一定的市場機(jī)會。雖然全球金融危機(jī)時至今日尚難言見底，但中國金融業(yè)在全球金融市場中的表現(xiàn)可謂是"風(fēng)景這邊獨好"。隨著國家經(jīng)濟(jì)刺激計劃的逐步推進(jìn)，銀行的信貸規(guī)模迅速擴(kuò)大，這無疑有利于中國銀行業(yè)的整體表現(xiàn)。隨著金融業(yè)的發(fā)展，全球領(lǐng)先的多元化動力管理公司伊頓公司針對銀行業(yè)，提出了UPS電源整理解決方案，并成功應(yīng)用于某外資銀行。

　　1 對UPS系統(tǒng)的基本要求

　　1.1 寬廣的輸入電壓范圍

　　UPS的輸入電壓范圍代表了UPS適應(yīng)電網(wǎng)的能力，同時電壓范圍寬廣也有著降低用戶投資成本，節(jié)能環(huán)保的作用，該項目電源系統(tǒng)要求后備延時時間在15分鐘和8個小時，這樣在系統(tǒng)中就需要投入大量的蓄電池，UPS寬廣的輸入電壓范圍可以有效的減少電池的充放電次數(shù)，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。

　　1.2 高整機(jī)效率

　　IT機(jī)房的用電量非常大，每年花在電上的費用是非常巨大的，所以在選用用電設(shè)備時，效率尤為重要。所以在銀行業(yè)IT機(jī)房電源系統(tǒng)在選用UPS時，效率是非常重要的一項參數(shù)。

　　1.3 風(fēng)扇的智能管理功能

　　UPS的散熱基本是靠風(fēng)扇來完成，如果風(fēng)扇出現(xiàn)故障或者轉(zhuǎn)速不夠，UPS的運行就會出現(xiàn)問題，而大多廠商的UPS對風(fēng)扇都沒有預(yù)告警的功能，此次項目，針對風(fēng)扇提出了轉(zhuǎn)速在線檢測的功能，從而能有效的延長風(fēng)扇使用壽命。

　　1.4 體積小、重量輕

　　此次IT電源系統(tǒng)機(jī)房在11層，要求UPS具有體積小，重量輕的要求，從而能達(dá)到機(jī)房承重的要求，同時，動力機(jī)房空間也非常有限，在選用設(shè)備時在保證設(shè)備質(zhì)量的基礎(chǔ)上最好能選擇何積小、重量輕的設(shè)備，以便節(jié)省機(jī)房使用空間。

　　2 對節(jié)能環(huán)保的基本要求

　　2.1 符合ROSH環(huán)保要求

　　要求UPS具有綠色環(huán)保功能，其本身也應(yīng)該符合綠色環(huán)保的要求，所以在選用UPS時，要看生產(chǎn)廠商是否通過了RoHs標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.2 高輸入功率因數(shù)、低輸入諧波電流

　　綠色的UPS一定要有高輸入功率因數(shù)，低諧波電流。高輸入功率因數(shù)，可以使UPS對市電的利用率提高，減小無功損耗，達(dá)到節(jié)能的效果。諧波電流低，可以減小UPS對電網(wǎng)的污染，達(dá)到環(huán)保的功能。同時，提高輸入功率因數(shù)及降低輸入電流諧波失真還可以減小UPS輸入端的線纜，保險，空開等容量，減少發(fā)電機(jī)匹配的容量，降低用戶的投資成本等等。

　　最好的解決UPS輸入功率因數(shù)和諧波電流的問題的方法就是選用采用高功率全I(xiàn)GBT整流逆變UPS，這種UPS無須外加濾波器就可以使用輸入功率因子提升至≥0.99，諧波電流降至3%以下。

　　3 對電池的要求

　　UPS之所以稱為不間斷電源，主要的原因是有電池的存在，因此電池能否穩(wěn)定運行，直接影響著UPS的穩(wěn)定運行，客戶要求電池采用國外知名品牌，同時要求對電池進(jìn)行在線的監(jiān)控，具體要檢測到電池的單體電壓、電流和內(nèi)阻。

　　從該項目的這幾點需求來看，UPS的綠色環(huán)保以及UPS的可靠性是用戶最關(guān)心的重要指標(biāo)。

　　4 EatonUPS電源解決方案

　　針對于該項目的需求，伊頓公司經(jīng)過全面的分析后，提供了一套目前在業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)可的可靠性最高的雙總線供電方案。UPS設(shè)備采用伊頓的主打產(chǎn)品伊頓9390-120kVA和伊頓9155-10kVAUPS產(chǎn)品。伊頓9390-120kVAUPS系統(tǒng)產(chǎn)品是伊頓公司推出的三進(jìn)/三出的最新一代的中大容量功率的UPS不間斷電源。功率從40-160KVA,其設(shè)計目的是為了滿足當(dāng)今計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對集中供電的需要，非常適合各種系統(tǒng)的應(yīng)用場合。

　　下面針對于客戶的需求，來詳細(xì)敘述伊頓9390-120KVA系統(tǒng)是如何來解決的。

　　4.1 綠色節(jié)能

　　1）極寬的輸入電壓范圍：伊頓9390-120kVAUPS系統(tǒng)采用的是全I(xiàn)GBT整流逆變技術(shù)，在滿載的情況下可以達(dá)到輸入電壓范圍為正負(fù)20%，因此最大限度的減少了蓄電池的放電次數(shù)。

　　2）極高的整機(jī)效率：伊頓9390-120kVAUPS系統(tǒng)在滿載的時候，整機(jī)效率高達(dá)94%，而對于該項目UPS是在半載以下的情況下工作，效率仍然高達(dá)93%，大大減少了用戶的運行成本。

　　3）極高的輸入功率因數(shù)：伊頓9390-120kVAUPS系統(tǒng)，輸入采用的是IGBT整流技術(shù)，UPS的輸入電流完全的跟蹤輸入電壓，輸入功率因數(shù)可以高達(dá)0.99。伊頓9390-120KVAUPS系統(tǒng)采用的是主動式治理諧波的方式，伊頓高頻開關(guān)技術(shù)的優(yōu)越性，使得UPS本身就不會產(chǎn)生諧波，因此無需治理，諧波含量很容易的就控制到5%以內(nèi)。

　　4.2 可靠性

　　1）風(fēng)扇管理：伊頓9390-120KVAUPS系統(tǒng)的風(fēng)扇采用的是抽屜式的結(jié)構(gòu)，便于更換。采用N+1式冗余風(fēng)扇，任何一只風(fēng)扇發(fā)生故障，都不會影響整機(jī)的冷卻效果。

　　2）DSP數(shù)字控制：伊頓9390-120kVAUPS系統(tǒng)采用了32位DSP數(shù)字控制芯片，在UPS系統(tǒng)內(nèi)部全部為數(shù)字控制，整機(jī)內(nèi)部沒有一塊電位器，不僅僅提高了對事件的處理速度，同時也大大提高了整機(jī)運行的可靠性，避免了模擬控制隨著時間的變化，參數(shù)漂移的缺陷。

　　3）控制電源：對于UPS本身的核心電源，伊頓9390-120kVAUPS系統(tǒng)內(nèi)部是采用兩塊冗余的邏輯電源作為它的核心控制電源，任何一塊電源發(fā)生了故障，都不會影響整機(jī)的正常運轉(zhuǎn)。

　　4）輸出變壓器：對于伊頓9390-120kVAUPS系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)配置不含輸出隔離變壓器，因為采用IGBT整流技術(shù)的UPS，不需要變壓器就可以直接逆變輸出380V。

電池在線檢測系統(tǒng)e#

　　4.3 電池在線檢測系統(tǒng)

　　針對于該項目，伊頓提供美國GNB原裝電池，為了滿足電池單體在線測試的要求，伊頓公司配置了全球先進(jìn)的在線電池管理系統(tǒng)CellWatch系統(tǒng)。Cellwatch系統(tǒng)是美國NDSL公司的主打產(chǎn)品，憑借其優(yōu)越的性能，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在UPS以及開關(guān)電源的行業(yè)中，為全世界的廣大用戶，節(jié)省了電池方面的運行成本。

　　CellWatch電池監(jiān)控系統(tǒng)可以實時在線的監(jiān)測到各個電池單元的工作狀態(tài)，電池電壓、電流、溫度以及電池內(nèi)阻。同時通過監(jiān)測CU單元中的4個告警干接點信號，可以方便的通過RS485總線，將告警信息上傳到TMS系統(tǒng)中。通訊方式可以基于MODBUS-TCP/IP協(xié)議來傳送，也可以基于RS485來傳遞告警信息。

CellWatch系統(tǒng)原理圖

　　5 系統(tǒng)方案原理圖

　　本項目采用雙電源供電系統(tǒng)，每路總線由兩臺9390-120kVAUPS組成1+1并機(jī)系統(tǒng)，同時，還配置了9155-10KVAUPS，為用戶的小型服務(wù)器提供不間斷的供電保護(hù)。

　　該系統(tǒng)優(yōu)勢：兩路總線是完全獨立的系統(tǒng)，當(dāng)其中任何一路總線發(fā)生故障時，由另外一路總線自動的承擔(dān)全部負(fù)載。同時，并機(jī)UPS系統(tǒng)配置了手動維修旁路開關(guān)，在保證為用戶提供不間斷電源的同時，進(jìn)行UPS的在線維修。變壓器也配置了維修旁路開關(guān)，能夠方便用戶實時的對隔離變壓器的各個接線端子進(jìn)行檢修。另外，該系統(tǒng)在設(shè)計的初期就考慮到用戶機(jī)房空間的問題，因此，所有的UPS和隔離變壓器都是靠墻擺放的，均是真正的前維護(hù)產(chǎn)品，詳情請參考機(jī)房平面布置圖。

雙總線電源供電系統(tǒng)原理框圖

　　從上圖可以清晰的看到，每路總線都是配有發(fā)電機(jī)作為其后備電源，同時，兩路總線的市電輸入是不同的市電輸入，最大限度的保證了UPS始終能處于正常的工作狀態(tài)。

并機(jī)系統(tǒng)深化圖

　　上圖為每路總線的1+1并機(jī)系統(tǒng)深化圖，對UPS和隔離變壓器都配置了相應(yīng)的維修開關(guān)，同時，每臺UPS系統(tǒng)，都配置了相應(yīng)的電池組，以達(dá)到不間斷的為用戶提供可靠純凈電源的目的。

　　6 結(jié)語

　　在政府的宏觀調(diào)控下，我國的金融行業(yè)并沒有出現(xiàn)象發(fā)達(dá)國家金融機(jī)構(gòu)那樣動蕩的局面，這為中國UPS市場的發(fā)展提供了良好的外部環(huán)境。同時，在金融危機(jī)的惡劣影響下，大量的外資銀行不斷的涌入中國大陸市場，這必將導(dǎo)致UPS的金融市