淺談UPS（不間斷電源）技術在單位機房建設供電系統中的應用

摘 要：UPS（不間斷電源）技術在中心機房中發揮的重要的作用，能夠提高企業自身的發展能力.我們知道在機房內建有供電系統、空調系統和內部計算機服務器等電子設備，這些設備在工作中會消耗大量的能源。運用UPS技術就是起到降低機房的能源問題，直接減少投資和運營開支。

關鍵詞：中心機房；節約能源；UPS

1 UPS（不間斷電源）概念：即不間斷電源，它以逆變器為主進行恒壓恒頻的一種儲能裝置。作用是：輸入的市電經整流濾波后，一方面經逆變后變成純凈的50Hz、220V交流電壓輸出；另一方面經充電器輸出直流電給電池組充電，在市電中斷時，由電池組經逆變電路逆變成220V、50Hz的交流電輸出，零時間自動轉換，有效地保證輸出不間斷的電源，全面解決市電中存在的電源故障，提供高層次的電源保護，適用于保護關鍵系統、重要數據。

2 設計

設計對機房建設是最重要的，在設計中我們會考慮需求時間、需求目的和要求，不能一次就安裝了幾套大功率的UPS并機，沒等到滿足需求時設備已經淘汰了，這不僅造成投資建設的浪費，造成能源的浪費。如何避免這種現象的發生，就要從UPS系統來考慮，應該包括以下幾個方面。

2.1 供電設計

目前UPS供電主要有分散式、集中式。分散式就是每一臺UPS為一臺或多臺負載設備供電。分散式特點是不會因一臺UPS供電故障而造成大面積停電，分散風險，UPS分散廣布置多，不便管理，而且布線不易設計。另一種是采用集中式，只有一套大功率的UPS供電系統直接對機房的所有負載供電；特點是容量設計、方便管理、方便維護，UPS一旦系統異常，容易引起大面積停電事故。

2.2 采用模塊化

目前，模塊化UPS在我國已大量廣泛應用，它的特點是：采用標準的結構設計，每個系統由功率和監控模塊、靜態開關組成。它的功率模塊可并聯，可平均分擔負載。如出現故障自動退出，由它的功率模塊來承擔負載。所有的模塊都支持熱拔插，可以在線更換，維修最方便安全。

2.3 擴容

UPS擴容根據不同的負載容量要求，主要采取逐步擴容方法。它是利用現在UPS中的冗余并機功能，提高了系統的可靠性，同時也方便機房擴容。在機房設計中留出相應空間，在配電箱中預留足量的空開，即可實現UPS并機擴容。在并機中最關鍵是處理過程，如何將不同品牌不同功率的UPS并機擴容，工作故障少運行正常，這是擴容首要解決的問題，我們在建設中很好地解決了這個問題，我們的經驗是將要并機的UPS利用自身系統進行了軟件修正，和現運行UPS系統保持一致統一，這樣在并擴容時就真接并入，這樣就可避免出現故障大面積斷電，造成直接經濟損失。

3 降低諧波電流

諧波電流就是將非正弦周期性電流函數按傅立葉級數展開時，其頻率為原周期電流頻率整數倍的各正弦分量的統稱。頻率等于原周期電流頻率k倍的諧波電流稱為k次諧波電流，k大于1的各諧波電流也統稱為高次諧波電流。

諧波電流的主要危害：1.使電氣設備過熱，效率低，加速老化，降低使用壽命；2.干擾設備正常工作；3.增加無功功率，降低有功容量；4.降低供電效率；5.出現諧振。

降低諧波的現有的幾種主要方法：

3.1 高頻整流及功率校正

優點是體積小，價格低，收效不錯；缺點是工作維修不方便，技術含量高，容易受其它設備等因素影響。

3.2 無源濾波

優點是技術簡單，成本低；缺點是受負載阻抗影響較大，無法適用于全功率段。

3.3 有源濾波

優點是不受負載阻抗大小的影響；缺點是購置成本高。

3.4 改進脈沖整流器

優點是簡單，效果好；缺點是成本太高，不能全面消除濾波

以上幾種方法可以根據實際需求來選擇。

4 提高UPS工作效率

UPS在工作時均存在功率損耗，如果UPS效率每提高1%，一年節省的電費將非常客觀，也可以為單位節約資金，所以說采購效率更高的UPS，是整個機房建設中最重要的第一步。此外還可以利用UPS的一些功能來提高工作效率，降低損耗。比如運行經濟模式，就是很好的市電環境下，UPS系統通過旁路EMC濾波向負載供電，逆變待機；當旁路電壓/頻率超出一定范圍時，則UPS采用雙變換工作模式，整機工作效率高達98%，比一般的UPS工作模式相比可以節省8%的損耗。

5 結束語

全篇文章主要寫了中心機房的UPS供電系統從設計、購買到如何提高工作效率、降低能耗等幾個方面的一些自已在工作中的體會，我認為在機房建設中UPS系統是供電系統核心，是不可缺少的重要組成部分，我們要從單位實際需求出發，預算成本，盡可能購買高效率的UPS，采用合理的并機擴容方法，降低諧波，提高功率，節約資金。

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作者簡介：林旭東（1969.4-），男，福建，學歷：本科，助理工程師， 研究方向：電子科技應用。