华为UPS电源机架式UPS2000-G-6KRTS电源

华为UPS电源机架式UPS2000-G-6KRTS电源

UPS电源一般由主机和蓄电池组两部分组成，主机在其安装投用后一般运行比较稳定，而蓄电池组也多采用免维护密封铅酸蓄电池，可以看出UPS电源的日常检查工作相对容易。然而，化工生产装置一般处于*运行状态，对计算机、DCS等设备依赖较高，此时为实现供电的高可靠性，难以对UPS电源进行系统的检查、维护。因此，在化工生产装置停工期间对已*运行的UPS电源进行系统检查和电池养护有重要意义。

1、熟悉掌握UPS电源

石化公司各生产装置因情况不同，存在品牌、型号、规格不同的UPS电源。首先要根据设备实际情况熟悉其主机的型号、规格、参数，做到了解其运行模式，熟悉操作面板，掌握正确的操作方法。

2、场地维护

UPS电源主机对环境温度要求不高，+5℃一40℃都能正常工作，但要求室内清洁，少尘，否则灰尘加上潮湿会引起主机工作紊乱。维护工作包括对主机外壳进行擦拭，对所处的室内环境进行清理。

3、切换测试

UPS电源的运行模式有市电供电模式、旁路供电模式、电池供电模式、故障模式。UPS对生产装置中起关键作用的计算机、DCS等设备提供可靠电源，当市电发生异常或掉电时，UPS必须可靠动作，实现模式切换。切换测试需要操作UPS控制面板实现市电模式、旁路模式、电池模式的转换，并观察显示面板能否正确显示切换过程，确认所带负载工作能否正常连续工作。

4、吹扫、检查主机

正确停电顺序。为避免元器件受高电压冲击，应当注意要先使其负载设备逐个关闭或切除，再令主机空载运行lOmin待机身内热量排出后，后按面板“关”键完成关机。UPS电源关机以后，还应继续静置一段时间，待机内热量进一步释放。

吹扫前，应确认UPS电源处于停机状态，有条件的应切断市电电源、蓄电池组电源。由于UPS电源三相输入端设有滤波电容，市电断电后端子间仍存有高电压，应逐一将其对地放电。完成吹扫后，应检查UPS电源内部部件是否完好，有无发热痕迹；检查功率元件连线的连接端子有无松动，若有松动则应拧紧；检查UPS电源中功率驱动元件和控制印刷板各插件连接是否可靠，功率器件是否变色，有无焦糊；检查直流电容、交流电容有无漏液、冒顶膨胀等现象，检查电感器件是否变色绝缘漆，是否脱落；检查进线电缆外观有无龟裂、破损；检查机内各电源完好程度，是否安装牢固；检查UPS机壳是否可靠接地。

在大型石油化工自动控制领域，除DCS、SIS、PLC、机组状态监测等系统直接采用220V交流电源外，其它的现场仪表、控制室内辅助仪表大多数都是使用24V直流电源，特别是联锁系统中间继电器、联锁电磁阀、联锁阀门阀位回讯器等都是使用直流电源，因此直流电源密切关系到整个仪表系统和装置的。

1、电源系统的架构

直流电源系统的设计主要考虑以下几个因素：

1）性能指标。主要包括输出电流电压、EMC认证、保护、纹波系数、安装方式等；

2）供电模式。集中供电还是分散供电，可根据生产装置规模和自动化程度的高低所确定的用电负荷决定采用何种方式。大型石化生产装置，仪表自动控制系统的规模都比较大，所需的直流电源的功率也比较大，采用集中供电方式；

3）可靠性和性。一般大型稳压电源的可靠性高于小型的；

4）可维护性。尽管单台直流电源的MTBF达到5万小时，但并不是每台直流电源都能*运行5万小时，因此直流电源的可维护性对连续性强的石化企业显得十分重要。为提高可靠性和可维护性，需要采用冗余方式来搭建直流供电系统，冗余方式有1﹕1冗余和2﹕2冗余方式。

2、冗余均流稳压电源系统搭建应注意的问题

利用模块化电源来扩展容量，实现大功率电源供电系统应注意以下几个问题：

1）每个直流稳压电源模块单元应具有输出自动均流功能；

2）每个直流稳压电源模块单元必须内置解耦二极管，并且有负载均流线，保证同一组冗余安装的每个电源模块的输出电流相同，直流电源按1:1或2:2冗余安装，分别接受两路交流供电，实现双回路供电，程度的保证整个供电系统的可靠性和性；

3）通过 N+1，N+2 冗余实现容错功能，实现带电热插拔，便于对电源系统进行在线维护，实现供电系统的不间断供电。所有电源模块并联扩容后，总电源系统的源电压效应，负载效应，瞬态响应等技术指标都应保持在系统所要求的技术指标范围内；

4）采用冗余技术，当某单个电源模块单元发生故障时，不影响整个电源系统的正常工作，电源系统应确保电源系统的高可靠性；

5）确保每个供电单元分担负载电流。即通过并联均流应使整个电源系统像一整体一样工作，同时通过并联均流技术使整个供电系统的性能得到优化；

6）按《石油化工仪表供电设计规范》(SH/T3082-2003)，每台交流/直流电源前后均有空气开关，更换任一台直流电源，不影响其它直流电源正常工作；

7）将所有电源模块的电源状态触点串联之后送到DCS或PLC系统进行报警，当任一电源模块出现工作异常时就发生报警信号，操作人员能时间知道并通知相关维护人员处理，从而避免故障扩大。

仪表电源系统的设计由于跨电气和仪表两，且受项目投资的限制，往往缺乏考虑，只进行简单的冗余，容易造成一些不的因素，给日后生产埋下巨大的隐患，一旦形成整改十分困难。

这种电源，具有转换时间短（转换时间易满足各种情况下的要求），持续工作时间长，工作可靠的特点。所以这种电源应用较为普遍。尤其是大中城市、大中型工厂取得这种电源比较容易。对于公共建筑和厂房，由于生产和工作需要，当具有电网备用电源时，应首先利用它做为应急照明电源。对于要继续维持生产的备用照明及消防水泵房的备用照明，应与生产电力设备、消防泵使用同一备用电源，一般自电网取得。

2）柴油发电机组电源

对于应急发电机组，由于电机投入运行需要较长时间，经常处于后备状态的机组，停电时自启动时间约需15s，因此只能做为疏散照明和备用照明的应急照明电源，而不能单独用于照明。专门为应急照明设置发电机组是不经济的，也是不合理的。

3）蓄电池电源

蓄电池电源可分为：灯内自带蓄电池、集中设置的蓄电池组、分区集中设置的蓄电池组三种类型。灯内自带蓄电池即自带电源型应急灯，这种方式供电可靠性高，转换迅速增减方便，线路故障无影响，电池损坏影响面小。缺点是投资大，持续照明时间受容量大小的限制，运行管理及维护要求高。这种方式适用于应急照明灯数不多，装设较分散，规模不大的建筑物。集中或分区集中设置的蓄电池组电源，优点是供电可靠性高、转换迅速，与自带蓄电池方式相比投资较少，管理及维护较方便。缺点是需要专门房间，电池故障影响面积大。

4）组合电源：即由以上任意两种或两种以上电源组合的供电方式。

由于上述几种电源的结构、可靠程度都不同，对系统的要求和应用范围也不同。所以在实际当中只选择某一种应急照明电源有时是很难满足要求的，也很难做到可靠、经济合理。这时就有必要选择两种或两种以上的应急照明电源。

当应急照明电源是取自电网的独立电源时，要求由外部引来两路独立电源供电，确保一路故障时，另一路仍继续工作。

应急照明配电系统应自成体系，保证在火灾情况下，切除非消防负荷后，系统仍可供电。此种方式供电容量和供电时间不受限制，转换时间容易满足要求。但是在重大灾害时，其供电可靠性可能遭到破坏。因此，对于规模较大的高层建筑和一些特别重要的建筑仅采用此种方式做应急照明电源是不够的，这时就有必要配以发电机组或蓄电池做为应急照明电源的必要补充和加强。

发电机组供电方式的优点是供电容量和供电时间基本不受限制，不足之处是转换时间较长，不能用于照明及某些对转换时间要求较高场所的备用照明。需要用于这种场所时，应采用由蓄电池组供电的应急照明灯具做为过渡照明。高层建筑及一些特别重要的大型建筑，宜采用这种由发电机组与蓄电池组合作为应急照明电源的供电方式。

结束语：在实际建筑工程中，应急照明电源的选择应根据建筑物的层数、规模大小、复杂程度、建筑内停留和流动人员的多少、建筑物内的生产和使用特点、火灾危险程度及建筑物的重要程度，以及其他应急电源的设置情况等等，综合考虑并进行技术经济分析比较，选择出的应急照明电源。组合电源方式具有二种以上电源的优点，单方缺点可以互补。虽然投资较大，但由于可靠性高，在高层建筑和一些特别重要的大型建筑中仍普遍采用。

UPS电源系统 如何构建数据中心绿色UPS电源系统

UPS电源作为数据中心中常用的供电保障设施、供配电系统中损耗的环节，是构建绿色数据中心*的一部分，绿色化不可避免。UPS电源在保护负载的同时，带来的负面影响，主要包括电能损耗和电网污染两个方面，笔者将就这两个方面的具体影响及如何达到绿色的目标分享一些自己的经验。

1、高运行效率是绿色UPS电源的基本要求

我国电力供应中，火电占比在70%以上，其中绝大部分的火电是靠燃煤来实现的。因此，节约电能，就是减少煤的燃烧，进而减少二氧化碳和有有害气体以及灰尘的排放，对改善我国环境污染和雾霾天气意义重大。在UPS电源主要的应用场景数据中心中，大约10%电量为UPS电源所消耗，每年我国数据中心中UPS电源电力损耗即达80亿kWh。因此绿色UPS电源需要具备较高的运行效率，以减少能源消耗。

UPS电源效率与其类型与原理紧密相关。传统数据中心中使用较多的工频UPS电源因内置输出变压器用于升压、使用高损耗拓扑与器件、设计粗放等原因一般效率仅90%左右;高频UPS电源取消了变压器，一般效率可达到94%;模块化UPS效率在高频UPS电源的基础上通过精细化设计一般均可达到96%。

但需要注意的是UPS电源效率非实际运行效率。UPS电源效率在60%以上的负载率段获得，并随着负载率的下降而下降。但在实际运行中，UPS电源系统一般采用N+X冗余或双母线配置，而为了满足未来3-5年的供电需求增长，UPS电源系统容量配置也会大于建设初期实际容量需求，因此UPS电源的负载率很难超过40%。也即，要使UPS电源实际运行在高效率，必须关注UPS电源在低负载率下的效率。

随着业界对效率问题的重视，低载高效UPS电源在技术比较*的厂商均已实现，如施耐德、华为等厂商的模块化UPS电源系列在40%时即可达到96%的效率，比传统UPS电源运行效率大幅提升。

2、改善电能质量，绿色UPS电源需减少对电网的污染

就像用水企业使用干净的水之后可能排放污水一样，电力负载在从电网取电的同时，也可能反馈污染给电网。其中非线性负载是电网比较常见的污染源，包括UPS电源在内的电力电子设备的前级整流装置均属于该类型。随着数据中心的集中化和规模持续增大，10MW级别的数据中心已屡见不鲜，为确保电能质量，避免干扰其他用电设备的正常工作，必须减少UPS电源等电力电子设备对电网的污染问题。UPS电源对电网的污染主要体现在功率因数和输入电流谐波畸变两个方面。

用电设备功率因数的降低，将使无功功率增加和设备总需用电流变大，从而加大线路的损耗，且使相应的线缆、空开、变压器等变配电设备选型及成本升高。以500kVA UPS电源为例，工频UPS电源的各类配电器件选型均大于高频UPS电源。

而电流谐波畸变率THDi则导致电压畸变，干扰其他设备正常工作;大量的3 次谐波流过中性线时，导致损耗增加。电网高次谐波还会导致继电保护和自动装置误动作，并使电气测量仪表计量不准确。

传统工频UPS电源使用相控整流，其整流器有6脉冲和12脉冲两种，分别由6个晶闸管和12个晶闸管组成。因为其一个市电周期内只能开关一次，电流波形难以有效控制，故该整流器输入电流谐波大，功率因数低。而高频UPS电源采用高频开关整流器，通过快速开通与关断调整工作回路使电流为与电压同相同频的正弦波形，从而减小输入电流谐波，提升功率因数。不同类型UPS电源谐波值与功率因数如下：

由谐波与功率因数指标来看，工频UPS电源不是绿色UPS电源系统。事实上，工频机为了改善谐波与功因指标，以达到电能质量的标准要求，常采用谐波滤波器来进行治理。客户不仅需要额外投资，还需要承受因滤波器带来了电能成本增加和机房空间损失。

3、构建绿色UPS电源系统

如上所述，绿色UPS电源系统应具备高效率、高功率因数、低谐波污染等特点。如何构建绿色UPS电源系统，可以从以下三个方面改进。

1)在UPS电源选型时优先选用原理上更绿色的机型。工频UPS电源在市场上具有较长的应用历史，也因此赢得了不少偏爱，但工频UPS电源是一种不折不扣的高损耗，高污染机型;随着技术的进步，高频UPS电源以及可用性更高的模块化UPS电源无论是从绿色的角度还是从可靠性、易用性等角度都*可以取代工频机

2)UPS电源系统建设尽量避免一步到位，而根据业务需求按需部署。超前规划与部署是UPS电源负载率低、效率低的关键原因，导致初期投资大而浪费严重的问题。对此问题一种比较好的解决方案是采用模块化UPS电源。模块化UPS可在线扩容，避免传统UPS电源在线扩容风险高的缺点。而容量可根据负载的增长而扩展，二者始终处于匹配之中，使每一分投资都得到了合理利用，且提高了运行效率，节约了运营成本。另外，提升UPS电源设备利用率也可以有效降低谐波值，提升功率因数。

3)在实际运行中，可加强电网、负载监测及各环节能耗测量，获取实际运行数据。在系统允许的情况下，使用更节能的智能休眠工作模式或ECO模式。对于损耗过大的供配电环节，可从TCO角度综合考虑，适时进行改造。

各种备用电源的特点是什么 EPS电源与其他备用电源的比较

1、UPS电源的特点

1）可实现不间断供电。

2）*带载工作。

3）带电机类负载需要扩容或加缓启动措施。

4）蓄电池处理有生态破坏问题，应做环保处理。

2、柴油发电机特点

1）容量大,噪音大，产生公害。

2）排烟中有大量的二氧化硫，污染大气，严重影响环保。

3）在高层建筑中，柴油发电机组一般放在地下室，设计难度大，造价高，进风、冷却、排烟、减震、消音等设施都需要充分考虑，需要房间。

4）日常维护必须到位，工作量大。

5）存在火灾隐患。因为内部有一油罐，万一失火，后果难以设想。发电机房内需使用水喷雾灭火，费用则越来越高。

3、应急电源（EPS电源）的特点

1）电网有电时，处于静态，无噪音;无市电时，其噪音小于60db。不需排烟、防震处理。而且具有无火灾隐患的特点。

2）自动切换，可实现无人值守，节能，电网供电与EPS电源供电相互切换时间为0.25S，特殊情况下可实现零切换。

3）可在不加软启动设备的情况下直接带电机类负载

4）使用可靠、主机寿命长达20年以上(不包括蓄电池)。

5）适应恶劣环境，可放置于地下室或配电室，甚至建筑竖井里可以紧靠应急负荷使用场所就地设置，减少供电线路。

6）蓄电池处理有生态破坏问题，应做环保处理。

UPS电源输入功率因数对电网和负载的影响

UPS电源作为供电系统的一个重要环节，它同时又是电网的负载，因此与其他负载一样，它的输入功率因数同样是衡量它是否对电网存在污染的一项重要的电性能指标。输入功率因数低时，就意味着它在从电网吸收有功功率的同时，还要吸收无功功率，其结果是增大系统的配置容量，影响系统的供电质量，降低UPS电源的工作效率，增大UPS电源的运行成本。如果配置一台输入功率因数为0.8，输入功率为100KVA的UPS电源，在UPS电源输出满负荷的情况下，UPS电源要从电网吸收80KW的有功功率，同时还要吸收60KVAR(乏)的无功功率，那么就需要对该系统配备150KVA的用电容量。如果用柴油发电机供电，那么就需要2~4倍容量的油机，当然配电设备(开关、变压器和传输等)的容量和成本也要大幅度的增加。

各种电路结构形式的UPS电源的输入功率因数也不同，后备式和在线互动式UPS电源的输入功率因数等于UPS电源输出负载的功率因数，当市电正常时，它们的调压环节不具备功率因数调控功能，但它本身也不对电网增加功率因数失真。传统双变换式UPS电源的输入端AC/DC变换器是可控整流滤波电路，由于高次谐波的影响，其输入功率因数极低，只有0.8左右，而且与UPS电源输出负载的性质无关。在输入端采用了高频整流的传统双变换式UPS电源，以及由高频变换串并联补偿电路构成的UPS电源输入功率因数都很高，在很大的输入电压和负载范围内都可达到0.99,而且与UPS电源输出负载性质无关。

设备配置

主机：

UPS2000-G-6kVA：输出功率5.4kW/6kVA，根据负载功耗及冗余要求选择并机数目

蓄电池：

根据负载功率及备电时间选择备电方案

选配件：

通讯卡

• 干接点卡：可选配干接点卡，直接通过I/O信号对UPS的状态进行监控
• SNMP卡：可选配SNMP卡，便于UPS实现组网监控
• Modbus卡：可选配Modbus，插入到UPS主机的选配卡插槽，便于UPS实现组网监控

电池包

标准电池包：提供标准后备时间(约5min-30min)

配电选件

• PDU：通过这个选配件可以实现输入输出功率流控制和保护，扩展输出插座，实现在线维护等功能
• STS(16A)：可以为重要负载在两路电源之间做有间断切换
• 隔离变压器：为有特殊安全要求，或者有电压转换要求的客户而开发的

其他选件

• 电池温度传感器：电池温度传感器用于检测电池温度
• 温湿度传感器：可用于检测UPS主机环境湿度以及温度
• 导轨组件：主机用作机架式时配合使用