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出版日期:2002-10-21 总期号:534 本年期号:39

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给数据系统保驾护航

中国电源协会理事 王其英

  当今UPS不仅已成为数据系统不可缺少的伙伴,甚至已广泛地深入到各个领域。人们可以承受服务器的宕机或系统的崩溃,但却无法容忍断电,因为一断电,所有的网络和平台就都处于瘫痪状态。于是对于用户来说,选购合适的UPS,给系统平台保驾护航就成为了当务之急。


  突破商家的误导


  UPS的品牌种类繁多,常常搞得用户眼花缭乱,再加上商家的商业宣传,更使用户不知所措,甚至有时被其误导。现举几个例子:


  中国电源协会理事、中国电源协会交流电源专业委员会副主任 王其英

  1、商家说:我的UPS输出电压频率非常稳定,甚至输入电压频率变化到53Hz,我的输出仍能稳定在50Hz。结果使得用户信以为真,大有输出不稳频的UPS就不能中标的气势。实际上这是一种误导。众所周知,用户对UPS要求的一个重要指标就是0切换,为了实现0切换,在允许的频率范围(比如3Hz)内输出频率对输入必须跟踪锁相,即输出频率等于输入频率效果最好(当然实际上做不到100%)。如果一个53Hz,一个50Hz,甚至连切换都实现不了,更谈不到0切换!

  2、商家说:我的UPS输入电压频率范围是50Hz±10Hz或以上,用户也觉得好,并把它写入标书。根据1中说的可知,实际上这50Hz±10Hz都送给了负载,尤其是50Hz-10Hz=40Hz会给负载造成不良影响—运算出错或监视器屏幕抖动。

  3、商家说:我的UPS有ECO运行方式,可使整机效率提高到97%,用户也觉得好,并把它写入标书。但是他不知道ECO运行方式就是旁路供电,输出电压根本不通过整流器和逆变器,是用牺牲UPS的性能来换取高效率,是一种不可靠的供电方式,因此一般不推荐使用。

  4、商家说:我的UPS负载(输出)功率因数是0.8,输出功率比功率因数为0.7的UPS高10%,用户也觉得好,并把它写入标书。实际上,对于计算机之类的负载而言,0.7的比0.8的好,原因是这种负载要求的无功功率一般比有功功率大,而功率因数是0.7的UPS给出的无功功率比0.8的高,可以实现和计算机的良好匹配。

  因此,建议用户应多抽出一些时间加强对UPS的了解,以避免在选型时失误。


  几个指标要重点关注


  很多用户对UPS了解甚少,这是因为用户和UPS的接触不象电脑那样频繁和深入。选择UPS,必须对下面的指标重点关注:

  1、 输入功率因数要高。

  由于输入功率因数的高低直接影响着输入电网电压的质量,即UPS的输入功率因数越低,所产生的电流谐波含量就越大,对电网的干扰也越大。带有谐波干扰的电网电压会再去干扰同线路上的其它用电设备。目前一般传统双变换UPS,尤其是容量较大的系列,其输入功率因数通常都偏低,甚至有的输入功率因数还不到0.8,一来干扰电网,二来容易使输入电路器材和器件老化。而且如果前面配发电机时,发电机要三倍于UPS的容量。即使选用12脉冲可控整流器, 功率因数一般也只能做到0.95左右,这要另外多花费15-20%的UPS的投资!高频机可以将功率因数提高到0.97,但容量在目前还做不太大。APC Silcon和日本三菱UPS可将输入功率因数做到0.99以上,理论上可以1:1地配发电机。

  2、 带负载能力要强。

  带负载能力强的UPS是用户最希望的。但目前大部分UPS输出有功功率的能力均不超过0.8,比如100KVA的UPS,其输出最大有功功率的能力就是80KW,这是逆变器的特性所决定的,而用户真的要带线性全载时,无论如何也给不出80KW来,理论上连60KW都给不出来。究其原因是因为功率因数是一个单值,比如0.7、0.8、0.9等,这种功率因数为单值的UPS只能带匹配负载才可以输出最大的额定功率,否则就必须降额使用。Delta、PowerStruXure、IMV Sitepro UPS的功率因数是一个范围:-0.6~1,所以功率因数为-0.6~1的UPS对各种负载都可匹配;并且Delta、PowerStruXure系统已做到KW=KVA,这种UPS 100KVA带线性负载时就可以给出100KW。

  3、 电流峰值系数要高。

  一般大容量的UPS后面带了很多设备,而这些设备内都有二次电源,而这些电源都在正弦波电压峰值上同时取电流,有时几个大负载工作状态碰巧赶在一起,出现瞬时大峰值比的脉冲,其比值往往会大于3:1。而一般UPS的电流峰值大都是3:1,由于承受不了上述的冲击,就屡转旁路,降低了UPS的寿命,同时也给用户一种不安全感。目前Matix、Delta、PowerStruXure C均可使电流峰值系数>5:1。

  4、效率要高。

  效率的高低直接影着UPS的故障率,但一般传统双变换UPS的效率大都在94%以下,通常92%左右就不错了。效率低不但增大了机器本身的故障率,降低了机器的寿命,而且使机房温度升高,影响其它机器的正常工作,浪费能量也是一个大问题。Delta变换、PowerStruXure C UPS系统的效率在非ECO运行方式下就可达到97%。

  4、 过载能力要强。

  过载能力越强,切换到旁路应急供电的几率就越低,对用户的安全用电就越有保障。过载能力强也说明UPS选用的逆变功率器件的功率越大,工作越可靠。比如Sicon(先控)UPS的ds1和ds2系列有着过载116% 8小时的能力;Best4000、Silcon与PowerStruXure C均有过载120%不限时工作的能力;Delta和PowerStruXure C UPS系统还具有过载200% 60秒的能力。这就大大降低了切换到旁路供电的几率,加强了用户安全用电的措施。

  如果能选到在上述指标上皆优的UPS,肯定就得到了“性能价格比”好的产品。

  至于输出电压稳定度、谐波失真、三相负载不平衡能力等一般都可满足要求,而且对价格的影响不大,一般不必作为重点来考虑。至于平均无故障时间MTBF,它固然是一个很重要的指标,但实际意义到底有多大值得讨论,因为这个值大都是计算出来的,尤其是中大容量UPS,甚至有的商家就顺口一说:几十万小时或几百万小时,一般说这是个虚值,不如看它的指标来得更实惠一些。


  电源和负载一体化


  电源和负载一体化是一个新概念。随着IT系统对UPS可用性(不仅仅是可靠性)要求的提高,为了满足5个9(99.999%)、6个9(99.9999%)或更高的可用性要求,单从UPS供电的角度做工作已经不够了,还必须从UPS的供电、配电、布线、开关、负载的摆放、负载的数据线和电源线的隔离与走向、系统的冷却、监控等作为一个整体考虑,并将其一体化。换言之,该UPS系统就是一个小机房,只要将负载(如计算机、服务器等)放入该系统标准19英寸机架中已准备好的位置,整个系统就可以运转了,这个一体化系统就是刚刚问世的PowerStruXure。PowerStruXure的供电功率分为A、B、C三档,是从6KVA~1280KVA的N+1冗余系统,再加上双总线的引入,可方便地配置各种不同规模、不同进度的数据中心。这就为分期投资的用户(比如IDC)、硬件管理能力不强的用户提供了方便,同时极大地提高了系统的可用性,为明天的UPS供电方案开辟了先河。