UPS以及ATSE在電力信息交流低壓供電系統中的應用

經驗人：蘇雪娟

UPS以及ATSE在電力信息交流低壓供電系統中的應用

經驗人：蘇雪娟

隨著電力信息技術不斷的快速發展，信息機房原有UPS電源及其配電系統無法滿足實際工作需求，本文以某供電公司電力信息機房UPS改造為例，介紹了UPS和ATSE設備的工作原理在電力信息交流低壓供電系統中的應用及對供電連續可靠和供電質量的重要作用。

隨著電力企業信息機房信息設備的逐漸增加，電源系統的電源質量以及供電可靠性提出了很好的安全需求，需要UPS電源系統能夠提供穩定、安全以及可靠的無中斷全天候的優質電源服務。在實際的應用中，UPS有兩個作用：一是改善電能質量，消除市電中可能存在的電壓波動、脈沖干擾甚至斷電等情況；二是應急情況使用，防止市電突然中斷而造成信息機房的信息設備、基礎設施等無法正常工作。

UPS電源簡介

UPS介紹

UPS（Uninterruptible Power System），不間斷電源，其電壓功率穩定，主要由5個部分構成：蓄電池、AC/DC變換的整流器，DC/AC變換的逆變器，輸入電路（如主路、旁路、電池等）以及逆變和旁路輸出切換電源。工作原理分為三種，即后備式、雙變換式和互動式。本文中的實例采用的是后備式，即市電正常時，蓄電池為充電狀態，市電通過穩壓濾波輸出供給負載設備，而當市電斷電時，逆變器將蓄電池的直流電轉變成穩定的交流電輸出給負載設備。

UPS容量選擇和配置

通常用有功功率P（單位：W）來標注信息機房設備的總功率，視在功率S（單位：VA）認定為UPS電源的額定容量。而由于信息機房設備多為主機和網絡設備，有功功率和無功功率對UPS的選擇都會產生影響，P=S×cosφ ，cosφ是功率因數，取值為0.65，則

計算的時候，需將設備的有功功率P換算成視在功率S：

其中K 為負載系數。一般情況下，設定感性負載系數K=0.3，阻性負載系數K=0.7，容性負載系數K=1。有額定電壓和額定電流的設備，其視在功率為S=UI，其中取額定電壓為220V，所有負載和：

UPS容量應該以機房實際負載需求為基礎，一般應是其額定功率的25％～70％，同時還應預留3～5年的擴容的可能容量。經過公式（3），計算出信息機房內設備容量大致為90kW，按照（1）公式計算得出應選用60KVA的UPS電源容量。

ATSE開關功能介紹

圖1 ATSE開關示意圖

ATSE（Automatic transfer Switching equipment），雙電源自動切換開關設備，如圖1所示。在電源系統中該設備用于主備電源之間的自動切換。 ATSE包括兩個兩部分：開關本體和控制器。而開關本體也有兩種，分別為PC級（整體式）和CB級（斷路器）。PC級：兩個電源之間能夠自動切換，但不能分斷短路電流；CB級：不僅能使兩個電源之間自動切換，而且能分斷短路電流。控制器用來檢測主備電源的工作情況，當主備電源發生故障時，控制器即發出指令，開關本體將負載設備從主電源自動轉換到備用電源。

所以ATSE開關是信息機房UPS電源系統中不可缺少的電氣設備，保障信息機房供電的質量和可靠性，發揮著其他設備無法替代的作用。

圖2 某公司機房配電系統示意圖

UPS及ATSE在信息機房中的應用實例

UPS以及ATSE開關是保障信息機房供電可靠運行的重要控制設備。以某供電公司信息機房電源系統為例，其配電進線采用兩路市電電源互為主備，市電電源通過ATSE開關進行相互切換，兩臺配電柜分別向兩臺UPS主機提供電源，如圖2所示。所以只要電源系統的兩路市電不同時斷電，即保證其中一臺UPS持續向重要設備供電。ATSE開關的自動切換理論實踐控制在100ms。目前該公司信息機房的兩套UPS設計為雙母線供電，所以其主電源不斷電，負載就一直由主電源供電。

從圖中可以看出，如果UPS1輸出發生改造、檢修等無法持續供電的情況時，ATSE開關將自動切換到運行正常的UPS2輸出上，確保機房內重要核心設備可靠用電。為了進一步保證各個信息系統供電的可靠性，機房內的所有機柜都從UPS1和UPS2輸出母線上分別引兩路電源到各個PDU設備上，并且機柜內的每臺設備都保證雙電源分別從兩個PDU設備取電，保證了每臺設備都同時由兩臺UPS供電。

總結

本文詳細闡述了UPS及ATSE在某公司信息機房供電系統中的應用實踐，證實了在信息機房交流低壓供電系統中，UPS以及ATSE設備在確保重要負載設備的供電質量以及供電連續性、可靠性等方面起著舉足輕重的作用，在電力企業機房的配電系統中得到廣泛應用。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.23.031