對于模塊化UPS,各廠家都宣稱自己的產(chǎn)品是真正的模塊化UPS,那么什么樣的UPS電源才是模塊化UPS?
對用戶來說,哪些參數(shù)特性才是需要關(guān)注的?哪些指標又是必須要滿足的?筆者認為,對用戶而言,主要可以從外部特性、電氣性能、系統(tǒng)設(shè)計、易用性設(shè)計、制造工藝、售后服務(wù)這6個方面進行考量。
1通過產(chǎn)品外部特性選擇:體積、模塊重量、走線方式、并柜方式
體積
隨著大數(shù)據(jù)與云計算的發(fā)展,出于大規(guī)模數(shù)據(jù)運算與降低能耗的考慮,數(shù)據(jù)中心越來越呈現(xiàn)出集中化趨勢。因此也要求UPS具備更小的體積、更高的功率密度、更靈活的安裝方式。占地面積小、單柜功率密度高的UPS將為用戶節(jié)省更多的機房租金。
目前一般模塊化UPS都可以做到功率柜單柜支持200kVA以上容量(約0.5~0.7m2,不包括配電開關(guān)柜)
系統(tǒng)容量
系統(tǒng)容量與模塊大小以及模塊可并聯(lián)數(shù)量有關(guān),理論上來說,使用CAN總線方案,一條CAN總線上最多可以連接49個節(jié)點。
單模塊容量/重量
目前各廠家的功率模塊容量從10kVA到50kVA均有產(chǎn)品提供,某些廠家的同一UPS系統(tǒng)中還可以使用不同的功率模塊。
較小的模塊容量意味著同等容量的系統(tǒng)中將會使用到更多的功率模塊,系統(tǒng)可靠性將會隨之降低(控制邏輯復(fù)雜、信號干擾增大,可能會因為單模塊故障導(dǎo)致整個系統(tǒng)故障);而較大的模塊容量在系統(tǒng)容量較低時,可能會冗余不足或造成容量浪費(如60kVA系統(tǒng)容量,如果使用50kVA模塊,必須使用兩個,考慮冗余至少需要三個)。
當然如果系統(tǒng)整體容量較大的話,可以選用容量較大的功率模塊。容量建議為20~40kVA比較合適。
從使用的角度而言,功率模塊重量不宜太大,一般建議小于45Kg,此時可保證兩人就能進行安裝與維護。否則在安裝位于機柜上部的功率模塊時,必須使用機械進行輔助操作,這將會增加安裝的復(fù)雜度并帶來工程成本的上升。
2通過電氣性能選擇:效率、諧波、均流度、功率因數(shù)、模塊休眠功能等
目前主流UPS廠家均可提供95%以上系統(tǒng)效率的中大容量UPS。系統(tǒng)效率指標越高越好。
有些UPS還具備節(jié)能模式,即UPS在電網(wǎng)質(zhì)量較好時工作在旁路模式,系統(tǒng)效率可高達99%。但此模式依賴于當?shù)仉娋W(wǎng)質(zhì)量,且必須做到在電網(wǎng)質(zhì)量不符合要求時能夠快速自動切換回市電模式。如廠家宣稱提供該功能,應(yīng)同時要求提供切換時間參數(shù),一般應(yīng)小于5ms,可保證負載不中斷。在電網(wǎng)質(zhì)量不好的地區(qū)、或UPS為單路輸入負載供電時,不建議啟用該模式。
3通過系統(tǒng)設(shè)計選擇:模塊控制方式、旁路控制方式等
模塊化 UPS 系統(tǒng)中各功率模塊之間需按照一定的控制方式來實現(xiàn)統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作。目前功率模塊的控制方式主要分為兩種控制邏輯模式:集中控制邏輯模式和分散控制邏輯模式??刂品绞降牟煌謩e代表不同的技術(shù)流派,目前并無統(tǒng)一的觀點,此處僅做簡單介紹。
(1)集中控制邏輯模式
集中控制邏輯通常需要一個獨立的集中檢測控制模塊單元(控制模塊),檢測市電的頻率和相位,然后向每個UPS模塊發(fā)出同步脈沖,無市電時可由晶振產(chǎn)生同步脈沖,通過各個UPS 模塊的鎖相環(huán)控制來保證各單元輸出電壓同步??刂颇K還要檢測負載的總電流,然后除以并聯(lián)UPS 模塊數(shù)作為各個UPS 模塊均流的參考值,與各模塊電流比較后求出偏差值并調(diào)整各模塊輸出電流,達到均流的效果。
(2)分散控制邏輯模式
分散控制邏輯模式是將并聯(lián)控制單元做到每個模塊上,通過一定的方式(一般根據(jù)各模塊的排序進行選擇)來選擇一個UPS功率模塊做主控模塊,其他模塊作為從控模塊。當UPS 系統(tǒng)中的一個功率模塊出現(xiàn)故障時其余模塊仍可以工作,當主控模塊出現(xiàn)問題時可通過切換來使得另外一個功率作為主控模塊,使系統(tǒng)繼續(xù)正常運行。
4通過易用性設(shè)計選擇:操作方便、維護簡單、支持熱插拔、監(jiān)控屏幕等
熱插拔功能
根據(jù) 《YD/T 2165-2010 通信用模塊化不間斷電源》的定義,模塊化UPS應(yīng)由輸入配電部分、輸出配電部分、功率模塊、監(jiān)控模塊等組成。模塊具有以下屬性: A、機械上具有獨立的框架結(jié)構(gòu); B、具有完整獨立的功能; C、模塊之間應(yīng)能協(xié)同工作。
功率模塊
包括整流、逆變、充電(可選)、功率因數(shù)校正和相關(guān)控制電路,功率模塊是UPS系統(tǒng)的主要模塊,UPS系統(tǒng)正常工作模式下具有熱插拔和并聯(lián)冗余工作功能。
監(jiān)控模塊
其負責(zé)實時監(jiān)視UPS系統(tǒng)工作狀態(tài)、采集和存儲UPS系統(tǒng)運行參數(shù),故障記錄存儲和故障診斷,應(yīng)具有熱插拔功能。
5通過制造工藝選擇:結(jié)構(gòu)件、導(dǎo)軌、三防漆、生產(chǎn)工藝等
結(jié)構(gòu)件的要求
模塊化UPS電源因功率密度較高,其機柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)件需要具備更強的承重能力,在一些特殊區(qū)域還應(yīng)具備一定的抗震能力。這時應(yīng)要求廠家提供抗震的加固組件,同時提供通過相關(guān)抗震測試的有效證明文件。對于內(nèi)部使用銅排進行連接的地方,應(yīng)能滿足UPS最大通過電流,溫度的升高不應(yīng)超過正常范圍。
模塊化UPS因為需要對功率模塊、旁路模塊等進行熱插拔動作,對模塊的工藝要求較高。如尺寸必須嚴格一致,否則會出現(xiàn)插不準的情況;接插件必須經(jīng)過嚴格測試,防止多次插拔后出現(xiàn)接觸不良或變形等問題;同時為方便維護,功率模塊插槽中還應(yīng)設(shè)置導(dǎo)軌,方便用戶輕松插拔功率模塊。另外還要注意結(jié)構(gòu)件邊緣是否光滑,維護操作是否方便等。
6通過售后服務(wù)選擇:廠家實力、交付能力、維護網(wǎng)點、備件采購等,PS生產(chǎn)廠家眾多,產(chǎn)品質(zhì)量也參差不齊,用戶應(yīng)該如何選擇UPS的品牌?
首先,選擇有自研實力的廠家。UPS行業(yè)的銷售主要分代理銷售和廠家直銷兩種,其中代理銷售是中小功率產(chǎn)品的主要模式,大功率UPS一般采用廠家直銷或廠家配合代理商銷售的模式。應(yīng)區(qū)分代理和原廠的區(qū)別(有些代理商往往通過貼牌生產(chǎn),宣稱是自己的產(chǎn)品)。
應(yīng)選擇大的代理商或廠家,以免后續(xù)使用出現(xiàn)維保糾紛。應(yīng)要求廠家或代理提供原廠證明文件,查詢廠家的人員規(guī)模、生產(chǎn)規(guī)模、銷售數(shù)據(jù)等信息。保證廠家提供的是自主研發(fā)產(chǎn)品,以免出現(xiàn)問題時廠家技術(shù)人員不能及時解決。