山特ups不間斷電源C3K在線式內(nèi)置電池3KVA

從構(gòu)造上看，山特UPS設(shè)備能夠分為后備式、在線互動式、雙轉(zhuǎn)換在線式、Delta轉(zhuǎn)換在線式等類型，其中前兩種主要用于小容量負(fù)載（≤5kVA），Delta轉(zhuǎn)換在線式技術(shù)受專利維護(hù)，因而，大型數(shù)據(jù)中心主要采用雙轉(zhuǎn)換在線式UPS設(shè)備。

     傳統(tǒng)的雙轉(zhuǎn)換在線式UPS設(shè)備采用可控硅整流，主要的問題是諧波電流畸變率（THDi）高(10-30%)，轉(zhuǎn)換效率低(85-92%)。

     隨著電力電子器件的開展，呈現(xiàn)出IGBT取代可控硅整流的趨向，IGBT整流的優(yōu)勢是取消變壓器，因此降低了本錢，同時有比擬好的輸入特性，在較寬的負(fù)載范圍內(nèi)，能夠?qū)HDi控制在5-10%之間，有的益處是效率的提升，通常在87-95%之間。目前，IGBT整流型UPS的牢靠性比可控硅整流型略低。

2UPS冗余設(shè)計(jì)

     由于山特UPS設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜，因而本身容易發(fā)作毛病，設(shè)備冗余能夠進(jìn)步可用性，UPS系統(tǒng)便有了N、N+X、2N、”市電+U電“等架構(gòu)。

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N系統(tǒng)滿足根本需求，沒有冗余的山特UPS設(shè)備。它的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡單，硬件配置本錢低廉；由于UPS工作在設(shè)計(jì)滿負(fù)荷條件下，因而效率較高。其缺陷是可用性低，當(dāng)UPS發(fā)作毛病，負(fù)載將轉(zhuǎn)換到旁路供電，無維護(hù)電源；在UPS、電池等設(shè)備維護(hù)期間，負(fù)載處于無維護(hù)電源狀態(tài)；存在多個單毛病點(diǎn)。

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N+X并聯(lián)冗余系統(tǒng)是指由N+X臺型號規(guī)格相同且具有并機(jī)功用的UPS設(shè)備并聯(lián)組成的系統(tǒng)，配置N臺UPS設(shè)備，其總?cè)萘繛橄到y(tǒng)的根本容量，再配置X臺（X＝1～N）UPS冗余設(shè)備，允許X臺設(shè)備毛病退出檢修。相關(guān)于“N”系統(tǒng)，“N+X”系統(tǒng)在UPS配置上有了一定的冗余，系統(tǒng)牢靠性有所進(jìn)步，同時帶來了系統(tǒng)配置本錢的增加、系統(tǒng)負(fù)荷率的降低以及效率降低。N+X系統(tǒng)在本錢增加不多的前提下進(jìn)步了可用性，因而，在數(shù)據(jù)中心得到了普遍的應(yīng)用，但是該系統(tǒng)在UPS輸出端依然存在單毛病點(diǎn)，實(shí)踐項(xiàng)目中由此形成的系統(tǒng)宕機(jī)屢見不鮮。

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2N，為了消弭單點(diǎn)毛病，高等級數(shù)據(jù)中心通常采用2N冗余系統(tǒng)。該系統(tǒng)是指由兩套或多套UPS系統(tǒng)組成的冗余系統(tǒng)，每套UPS系統(tǒng)N臺UPS設(shè)備的總?cè)萘繛橄到y(tǒng)的根本容量。該系統(tǒng)從交流輸入經(jīng)UPS設(shè)備直到雙電源輸入負(fù)載，完整是彼此隔離的兩條供電線路，也就是說，在供電的整個途徑中的一切環(huán)節(jié)和設(shè)備都是冗余配置的，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，每套UPS系統(tǒng)僅承當(dāng)總負(fù)荷的一局部。這種多電源系統(tǒng)冗余的供電方式，克制單電源系統(tǒng)存在的單點(diǎn)毛病瓶頸，關(guān)于少數(shù)單電源設(shè)備的狀況，可經(jīng)過裝置小型STS設(shè)備，保證其供電牢靠性。采用2N冗余系統(tǒng)可用性得到明顯進(jìn)步。

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2N冗余系統(tǒng)的缺陷也十分明顯，設(shè)備配置多、本錢高，通常狀況下效率比N+X系統(tǒng)更低。

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“市電+U電”供電架構(gòu)由百度提出并在其自建M1數(shù)據(jù)中心范圍應(yīng)用，它在N+1系統(tǒng)根底上做了改良，UPS設(shè)備配置不變，將效勞器等雙電源設(shè)備的其中1路改由市電直接供電，消弭了單點(diǎn)毛病，牢靠性較N+1系統(tǒng)大大進(jìn)步，同時，UPS系統(tǒng)的損耗降低為原先的50%。UPS系統(tǒng)整體效率提升至95%以上。UPS?ECO形式帶來了效率的提升，其代價是IT負(fù)載由市電供電，UPS必需不時監(jiān)視市電狀態(tài)，并在發(fā)現(xiàn)問題且當(dāng)該問題尚未影響負(fù)載時，疾速切換到逆變器供電。這個聽起來簡單，但實(shí)踐操作起來十分復(fù)雜并且需求承當(dāng)很多風(fēng)險以及潛在的負(fù)面影響。

高壓直流（HVDC）不連續(xù)電源系統(tǒng)

     雖然一切國度的市電都是交流，但是IT設(shè)備內(nèi)部都采用直流供電，這就為直流供電提供了可能。事實(shí)上，通訊行業(yè)采用直流48V供電曾經(jīng)有幾十年的歷史，電力行業(yè)也長期采用直流220V作為斷路器等設(shè)備的操作和控制電源（直流屏）。

    傳統(tǒng)UPS設(shè)備存在效率低、牢靠性差、靈敏性和擴(kuò)展性差、毛病后不易修復(fù)等問題，所以業(yè)內(nèi)不斷在尋覓交換UPS的計(jì)劃。

  現(xiàn)有主流的高壓直流供電系統(tǒng)圖，與通訊行業(yè)48V直流系統(tǒng)架構(gòu)根本分歧。與傳統(tǒng)雙轉(zhuǎn)換在線式UPS系統(tǒng)的主要區(qū)別，是取消了逆變環(huán)節(jié)，蓄電池掛接在直流母線，與整流器并聯(lián)，同時為IT設(shè)備供電。由于直流電源拓?fù)浜唵危蚨÷瘦^UPS有所降低，因采用模塊化設(shè)計(jì)，可在線維護(hù)。

散布式不連續(xù)電源系統(tǒng)

     山特UPS或HVDC通常采用集中式供電計(jì)劃，集中式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是能夠完成資源共享，降低本錢，其缺陷是系統(tǒng)毛病范圍大，影響面廣。

     山特UPS也有小型機(jī)散布式供電計(jì)劃，但是多套散布式小型機(jī)系統(tǒng)與1套集中式大型UPS系統(tǒng)相比，小型機(jī)的數(shù)量多，毛病點(diǎn)多，本錢高，因而大中型數(shù)據(jù)中心不會采用散布式UPS系統(tǒng)。

    雖然有如上問題，但是關(guān)于散布式不連續(xù)電源系統(tǒng)的探究，歷來沒有中止過。谷歌和Facebook都在探究散布式不連續(xù)電源系統(tǒng)在IDC數(shù)據(jù)機(jī)房中的應(yīng)用。

谷歌是早停止效勞器自研定制的互聯(lián)網(wǎng)公司，同時也早放棄了集中式UPS電源計(jì)劃，轉(zhuǎn)將蓄電池散布到每臺效勞器電源直流12V輸出端。市電正常時，進(jìn)入效勞器電源轉(zhuǎn)換成DC12V為效勞器主板供電，同時為蓄電池提供浮充電源，市電停電后，由DC12V母線并聯(lián)的蓄電池繼續(xù)給主板供電，直到柴油發(fā)電機(jī)啟動后回復(fù)交流供電。谷歌早期采用鉛酸電池供電，因效勞器內(nèi)部高溫招致鉛酸電池毛病率高，后改為鋰電池計(jì)劃。蓄電池的后備時間為分鐘級（通常為1-3分鐘）。?此計(jì)劃的優(yōu)點(diǎn)是大大簡化了IT設(shè)備前端供電系統(tǒng)，缺陷是效勞器電源需求深度定制。

Facebook自建數(shù)據(jù)中心的供電系統(tǒng)采用DC48V離線備用系統(tǒng)。為每6個9kW的機(jī)柜配置1個鉛酸蓄電池柜，輸出為DC48V，效勞器電源采用AC277V和DC48V雙輸入，市電正常時作為主用，市電中綴后由蓄電池輸出DC48V為效勞器供電。蓄電池后備時間為45秒。此計(jì)劃的系統(tǒng)效率與240V?HVDC?Offline計(jì)劃及DC12V散布式系統(tǒng)相當(dāng)。

隨著業(yè)內(nèi)對數(shù)據(jù)中心能耗關(guān)注日益加強(qiáng)，國內(nèi)近幾年呈現(xiàn)了一種新型的散布式DC240V電源設(shè)備，同樣采用離線計(jì)劃，市電正常時，直接輸出市電電源，市電停電后，由內(nèi)部鋰電池提供DC240V輸出。?這種計(jì)劃的優(yōu)勢是IT設(shè)備無需定制，只需兼容DC240V供電即可。其缺陷是電源內(nèi)部存在AC220V和DC240V的切換，系統(tǒng)牢靠性降低；鋰電池串聯(lián)數(shù)量多，單只電池毛病會影響系統(tǒng)的牢靠性。?從實(shí)踐應(yīng)用效果看，某互聯(lián)網(wǎng)公司租用的數(shù)據(jù)中心一年中發(fā)作十幾起電源毛病，證明此架構(gòu)還需完善。

將來開展趨向

     過去，計(jì)算機(jī)作為一種十分嬌貴的設(shè)備，雙轉(zhuǎn)換山特在線式UPS消弭了市電電能質(zhì)量問題，但帶來了6-10%的電能損失以及其本身牢靠性低的問題。

     經(jīng)過冗余能夠進(jìn)步系統(tǒng)牢靠性，UPS開展出主備供電、N+1冗余并機(jī)、雙總線、散布冗余等計(jì)劃，相應(yīng)帶來的是本錢和能耗的進(jìn)一步增加。

     為了防止UPS設(shè)備毛病率高的問題，國內(nèi)提出并已范圍部署了直流240V電源系統(tǒng)，大局部IT設(shè)備能夠直接兼容直流供電。