UPS電源設計思路探討

1、現有UpS設計方案

數據設備初建時，以使用交流電源為主，所以大多配置UpS設備為其供電。

在配置UpS設備時，由于要考慮用電設備擴容的需要，加之早期UpS設備無法擴容，只能按數據設備遠期負荷考慮配置。這樣就造成初期建設投資偏高，系統建成投產后，設備利用率又偏低。

下面以某樞紐樓BOSS系統為例，2006年，該樞紐樓新建BOSS系統，設備負荷情況詳見下表1、表2.

表1本期新增設備負荷情況

表2遠期設備負荷情況

依據以上設備負荷情況，還有UpS廠商提供的UpS輸出功率因數為0.8（功率因數為有功功率與視在功率之比，以COSΦ表示。在交流電路里，電壓乘電流是視在功率，而能起到做功的一部分功率即有功功率則小于視在功率）。同時考慮負載的功率因數（按0.8考慮），當負載的功率因數與UpS的輸出功率因數不一致時，應留意保證UpS的容量能提供給負載足夠的有用功率和無用功率，并以此為原則計算UpS的容量。

依據計算，需配置250kVAUpS,當時考慮支撐系統的緊要性，采用了雙母線配置方式，即配置了2套250kVAUpS設備，每套按1+1并機系統考慮。由于UpS設備本身諧波分量難以控制到要求的數值，非得配置濾波設備來降低諧波分量。UpS設備配置及供電系統見下表3及圖1。

表3設備配置表

圖1傳統UpS（1+1）雙母線系統圖

2、模塊化UpS設計方案

由于傳統UpS設計的局限性及設備本身的一些問題，如今一種機架式的模塊化UpS正在悄悄地引起一種革命性的變革，它的引入必將引起不間斷電源新的革命。模塊化UpS目前比較有代表性的結構有兩類：一類是功率模塊化UpS,另一類是完全模塊化UpS.功率模塊化UpS由機架加功率模塊構成，功率模塊中包括傳統UpS的整流、濾波、充電、逆變器等部分，但靜態旁通與系統的部分監控和顯示共用一個機架，各模塊獨立控制并聯運行，機架上的顯示控制模塊僅作為用戶開關UpS主機和進行網絡化監控平臺。完全模塊化UpS由機架加單體模塊構成，每個單體模塊內部都裝有整個UpS電源與控制電路，包括整流器、逆變器、靜態旁路開關及附屬的控制電路、CpU主控板，每個UpS模塊均有獨立的管理顯示屏。

我們同樣往日面的案例為根據，假設采用完全模塊化UpS設備，配置方案如下：

依據近期的負荷，結合遠期發展需求，UpS系統同樣按雙母線配置方式考慮，可配置2套UpS設備，每架只需配置2個UpS模塊（每塊50kVA）即可滿足本期需求，采用1+1冗余方式配置，主用1個模塊，冗余1個模塊，若其中的一個模塊發生故障，它將自動脫離系統，由其它模塊持續給負載供電，以保證系統的正常運行；2套模塊化UpS系統采用雙母線供電工作方式，主設備交流配電屏分別從2套UpS輸出屏各引接1路，當1套UpS故障時，由另1套UpS承擔全部負載供電，保證設備安全運行。

采用模塊化UpS設備后，無需配置濾波設備就可滿足諧波含量≤5%的要求，UpS設備配置及供電系統見下表4及圖2.

表4設備配置表

圖2模塊化UpS（1+1模塊冗余）雙母線系統圖

3、兩種UpS設備的比較

對以上兩種設計方案所配置的UpS設備，可以從以下幾個方面進行比較。

（1）設備安裝及機房占地面積。

其一，模塊化UpS采用先進高頻技術，提高了功率密度，縮小了UpS模塊的體積，其模塊本身就是一臺UpS,UpS模塊安裝于標準機架中，相對于傳統UpS節省了占地面積與空間，便于安裝與維護。

其二，模塊化UpS采用先進的整流技術具有強抗干擾能力及較低的諧波失真度，一般正弦波輸入電流的總諧波失真度（THD）

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