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全新的UPS電源容量需求?

UPS不間斷電源

數據中心UPS不間斷電源需求取決于多種可變因素。開發配置工具并確定UPS電源的估計容量,可滿足企業當下和未來的需求。當企業需要一臺不間斷電源單元時,該如何對容量需求進行計算?部分ups電源廠家是按照額定千瓦(kW)參數進行分級的,而另一些UPS不間斷電源廠家按照千伏安(VA)參數進行分級的。

UPS不間斷電源術語與現狀



   UPS不間斷電源的千瓦(KW)和千伏特安培(kVA)僅僅簡單意味著1000瓦特或1000伏特安培——而k(千)前綴用于較大量級的數字。


  對直流電路來說,物理學的基本規律是瓦特=伏特x安培。交流(AC)電源為我們的建筑物和設備供電。對于電力公司來說交流電源更具有效率,但當其到達設備的變壓器,它會展現出一種稱為電抗的特性。


  電抗降低會降低視在功率(伏特安培)中的有用功率(瓦特)。這兩個數的比值稱為功率因數(Power Factor,PF www.chinaroot.net)。

因此,交流電路的實際功率公式是瓦特=伏特x安培x功率因數。不幸的是,大多數設備的PF都不固定,但其數字一般是1.0或更少,1.0的PF一般是指一只燈泡。


  大型UPS不間斷電源系統是基于PF 0.8的數值設計的,這意味著一個10萬伏特安培UPS不間斷電源只能支持80千瓦的電力負載。


  大多數大型商業UPS不間斷電源系統現在是按照PF 0.9的數值設計的。這讓我們認識到當今大多數的計算技術對UPS不間斷電源的PF值都在0.95和0.98之間。有些系統甚至被設計成PF值為1,這意味著千伏特安培千瓦額定值是相同的(100千伏特安培 = 100千瓦)。然而,由于IT負載不會對這些UPS系統表現出1.0的PF值,實際的負載限制取決于千伏特安培的參數。


  不論參數是如何標明的,在真實世界的數據中心100 KVA UPS不間斷電源事實上將無法支持100千瓦的負載。真正了解您設備容量的唯一方法是閱讀UPS顯示器。負載百分比會告訴您的設備在多大程度上接近最大千瓦值或千伏特安培值,但要注意,這一比例會會在負載最重的一相上展示出來,并非總計的UPS容量。


  UPS不間斷電源系統是三相電源設計。在美國,您可以在任何一個相位和所謂的中性導體之間獲得120伏特,而在任意兩個相位導體之間,您可以獲得208伏特(而不是220或是240伏特)電壓。在歐洲,您在任一相位和中性線之間可獲得230或240伏特。相位間是不連接的。除非所有三個相位之間的負載接近相等,否則您不會像顯示器所展示那樣接近最大總容量。您需要進一步檢查所有三個相位之間的負載以確定該數值。舉例來說,某臺100 kVA的UPS不間斷電源擁有0.9的PF數值,或90 kW容量。如果相位A加載到95%,相位B加載到60%,、而相位C只有25%,UPS不間斷電源將仍然有40 kVA或36kW處于未使用狀態。盡管度數95%之多,這40%的剩余容量。


  UPS不間斷電源的kW或kVA的容量都不能被超出額定值,但由于較高的PF數字,當今通常是kW這一參數更加重要。然而市面上也有部分UPS系統的功率因數經過校正,使得這些產品的kW和kVA額定數值是相同的。


UPS電源系統的標牌數據

  計算UPS電源單元的尺寸需求時,最大的問題是如何確定它們的實際負載。許多數據硬件制造商仍然在其制造的設備上無法提供足夠的數據,或是提供容易讓人誤導的數據。大廠商通常會在他們的網站上鏈接有配置器。如果使用正確,這些配置工具往往會給出相當準確的信息。但是沒有工具可以為您提供總負載的準確估計。需要您自己來獲取實際的數字。


  使用標牌(數據)。上面通常是合法的參數,通常會給出一個比該單元將能達到的伏安額定值更高的數值。例如,想象某單元標牌上顯示可在90至240伏電壓,以4至8安培電流下可提供500瓦特(W)電源。


  數字是與實際不符的。電流數據相對于電壓數值偏大。如果假設額定電壓120伏特,額定電源8安培,您得到960的伏特安培。該數據乘以0.95將得到912瓦。沒有哪個電源的效率會這么低,以至于電源幾乎從來沒有在全功率運行。因此,這是極不可能的,這個裝置將能再超過500瓦的功率,但如果您想保守計算的話,乘以1.1可以計算出550瓦的輸入功率值。


  不要被雙線設備所蒙騙。當電源提供共享負載時,人們往往會認為其中任何一個應該能夠承載滿負載。因此,一臺具有兩個500瓦電源的單元仍然應該只有單線來計算。

UPS電源容量參數

  估算出了實際負載,在實際運行UPS電源時應按照實際額定容量的80%來規劃。這能夠為高峰操作環境留出空間,給您安裝副本設備時候能提供相應的容量,允許您從退役的舊有設備中獲得一點點增長。對于規劃負載有80kW,1.0PF值,額定功率為100 kVA/100 kW的UPS不間斷電源設備,您如果保持相位平衡在5%以內則足以應付。UPS具有0.9的PF值時,需要更高的額定kVA值;125 kVA將提供給您112.5 kW的容量,這也會為您提供一些額外的空間。


  見到近期用電會有大幅增長,考慮購置一臺模塊化的UPS設備。有兩種類型可選:一種是整體容量會高于您的需求,但只安裝所需的物理UPS和蓄電池模塊,另一種是系統的總容量較高,但采用固件配置的方式來限制其輸出功率不會高于所需要的數值。無論哪種方式,只買對的不選貴的,當需要額外的容量時再進行購買。節省的不僅僅是資本成本。當UPS不間斷電源加載到更高的容量時,它的運行效率也會更高,因此也節省了電力運營成本。當然,有了2N的冗余UPS不間斷電源,實際上您會以一半的總負載運行每臺UPS不間斷電源,這使得它的容量更為至關重要。其運行效率很低時可低于40%。


  考慮的是發電機負載。不同的UPS不間斷電源設計對發電機呈現出不同的電氣特性。您的電氣工程師或設施電工需要同時檢查UPS不間斷電源和發電機兩者的特性,以確保在緊急情況下UPS不間斷電源負載突然切換到發電機時,發電機不會停止運轉。

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