UPS电源设计思路探讨

1、现有UpS设计方案

数据设备初建时，以使用交流电源为主，所以大多配置UpS设备为其供电。

在配置UpS设备时，由于要考虑用电设备扩容的需要，加之早期UpS设备无法扩容，只能按数据设备远期负荷考虑配置。这样就造成初期建设投资偏高，系统建成投产后，设备利用率又偏低。

下面以某枢纽楼BOSS系统为例，2006年，该枢纽楼新建BOSS系统，设备负荷情况详见下表1、表2.

表1本期新增设备负荷情况

表2远期设备负荷情况

依据以上设备负荷情况，还有UpS厂商提供的UpS输出功率因数为0.8（功率因数为有功功率与视在功率之比，以COSΦ表示。在交流电路里，电压乘电流是视在功率，而能起到做功的一部分功率即有功功率则小于视在功率）。同时考虑负载的功率因数（按0.8考虑），当负载的功率因数与UpS的输出功率因数不一致时，应留意保证UpS的容量能提供给负载足够的有用功率和无用功率，并以此为原则计算UpS的容量。

依据计算，需配置250kVAUpS,当时考虑支撑系统的紧要性，采用了双母线配置方式，即配置了2套250kVAUpS设备，每套按1+1并机系统考虑。由于UpS设备本身谐波分量难以控制到要求的数值，非得配置滤波设备来降低谐波分量。UpS设备配置及供电系统见下表3及图1。

表3设备配置表

图1传统UpS（1+1）双母线系统图

2、模块化UpS设计方案

由于传统UpS设计的局限性及设备本身的一些问题，如今一种机架式的模块化UpS正在悄悄地引起一种革命性的变革，它的引入必将引起不间断电源新的革命。模块化UpS目前比较有代表性的结构有两类：一类是功率模块化UpS,另一类是完全模块化UpS.功率模块化UpS由机架加功率模块构成，功率模块中包括传统UpS的整流、滤波、充电、逆变器等部分，但静态旁通与系统的部分监控和显示共用一个机架，各模块独立控制并联运行，机架上的显示控制模块仅作为用户开关UpS主机和进行网络化监控平台。完全模块化UpS由机架加单体模块构成，每个单体模块内部都装有整个UpS电源与控制电路，包括整流器、逆变器、静态旁路开关及附属的控制电路、CpU主控板，每个UpS模块均有独立的管理显示屏。

我们同样往日面的案例为根据，假设采用完全模块化UpS设备，配置方案如下：

依据近期的负荷，结合远期发展需求，UpS系统同样按双母线配置方式考虑，可配置2套UpS设备，每架只需配置2个UpS模块（每块50kVA）即可满足本期需求，采用1+1冗余方式配置，主用1个模块，冗余1个模块，若其中的一个模块发生故障，它将自动脱离系统，由其它模块持续给负载供电，以保证系统的正常运行；2套模块化UpS系统采用双母线供电工作方式，主设备交流配电屏分别从2套UpS输出屏各引接1路，当1套UpS故障时，由另1套UpS承担全部负载供电，保证设备安全运行。

采用模块化UpS设备后，无需配置滤波设备就可满足谐波含量≤5%的要求，UpS设备配置及供电系统见下表4及图2.

表4设备配置表

图2模块化UpS（1+1模块冗余）双母线系统图

3、两种UpS设备的比较

对以上两种设计方案所配置的UpS设备，可以从以下几个方面进行比较。

（1）设备安装及机房占地面积。

其一，模块化UpS采用先进高频技术，提高了功率密度，缩小了UpS模块的体积，其模块本身就是一台UpS,UpS模块安装于标准机架中，相对于传统UpS节省了占地面积与空间，便于安装与维护。

其二，模块化UpS采用先进的整流技术具有强抗干扰能力及较低的谐波失真度，一般正弦波输入电流的总谐波失真度（THD）

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