| 摘要：本文为“UPS供电系统的设计”讲座的第五讲，以电信机房为例进行探讨，从供电系统的配置到电信机房用UPS的主要特点逐一进行了阐述，供业界人员参考。 |
（4）蓄电池组的寿命
UPS蓄电池组可能长期不放电而处于浮充状态，故障率必然增高，因此UPS本身设计有蓄电池管理功能，对所使用蓄电池的充电过程进行监控，浮充电压作为环境温度的函数自动调节，并周期性对蓄电池进行测试检查，如有故障将及时警告用户。
（5)抗干扰能力
UPS的作用是实现双路电源的不间断相互切换，提供一定时间的后备时间，稳压，稳频，隔离干扰等。它能够将瞬间间断，谐波干扰，电压波动，频率波动，浪涌等电网干扰阻挡在负载之前。由于UPS自身逆变器的输入直流总线和外接蓄电池组均与用户原有的电源系统无任何直接的电气连接，所以不会对用电设备产生任何传导干扰。另外，为防止对外的辐射干扰，UPS在结构上采用钢架式结构，外壳采用防锈钢板折弯而成，有极强的屏蔽性，符合电磁兼容性要求，譬如某品牌UPS在设计中特意在流线型塑料外壳内衬了2mm厚的防锈钢板，同时还采用了高射频干扰(RFI)滤波器，在保持了优美外观的同时避免了对人体及其它设备的辐射干扰，对于蓄电池组+逆变器供电方式而言，由于逆变器电源与机房所用的直流电源是同一个蓄电池组，而逆变器采用的是高频脉宽调制工作方式，其反灌噪声干扰必然会串入到传输系统的输入端，将严重影响信号传输品质。
（6）电气性能
由于蓄电池+逆变器电源用量小，生产厂家规模小，其实力难以同UPS生产厂家相提并论。UPS做为一个完整独立的电源系统，在世界上已应用几十年，技术成熟，可靠性高，其平均无故障工作时间在理论上可达几十万小时，生产厂家规模庞大，而逆变器生产厂家规模较小，电气性能标准较低。
（7）网络通信
为适应现代通信网络飞速发展的需求，要求UPS或逆变器必须拥有极强的网络管理功能。某品牌UPS向用户提供了两个RS232接口，1个计算机干接点接口和1组远程报警继电器触点，其完善的网络管理软件可适应不同的操作系统，可对16台UPS同时进行监控，可监测多达170多种参数。其特有的Life2O00远程监控软件可以使用户的UPS天天都处于专业工程师的监控之中，确保其运行的可靠性。而对于蓄电池+逆变器而言，由于其生产规模和使用范围的限制，很少有厂家能提供如此强大的软件功能。
综上所述，蓄电池+逆变器在控制技术，抗干扰，网络管理，功率等级，可靠性等方面均无法达到在线式UPS的水平。电信用户应根据自身现状和需求来选择交流供电方案。总的来说，逆变器成本低、体积小、蓄电池组可靠性高。但UPS可管理性、可扩展性、节电性能均较好。
2 电信机房用UPS的主要特点
大量的运行实践表明，UPS供电系统所提供的逆变器电源质量的高低，是影响系统能否向它的最终用户提供高质量、高可靠性和安全的365天的“全天候”的信息增值服务的关键因素之一。当今判断一套电信UPS供电系统的质量高低的标准应该是，该套供电系统具有以下技术特性。
2.1 高输入功率因数
要有较高的输入功率因数铲（Fin）。输入功率因数一方面反映UPS对市电的使用率，另一方面也反映对市电的干扰程度。传统的功率因数是正弦电压与正弦电流相位差的余弦，即
Fin=COSφ
式中一电压电流相位差。
当电压是正弦波而电流为脉冲波时，其功率因数Fin的表达式变为
Fin=γCOSφ
式中，γ=I1/I，称为输入电流畸变系数，φ 1为基波电流I1与输入电压的相位差，I为输入电流有效值。
（1）在理想波形时
①功率因数只和电流电压之间的相位差有关;
②由于电流是正弦波，是无谐波干扰成分，因此只存在对市电的利用率问题，功率因数的补偿也比较简单，只需加移相电容就可以了。
（2）在非理想波形时
①功率因数不但与电流(基波)和电压之间的相位差1有关，而且还与输入电流的畸变系数有关，即使电流(基波)和电压之间的相位差1=0，即电流(基波)和电压的中心线重合时，Fin不为1，而且随着电流脉冲宽度的变窄而减小;
②由于电流脉冲的前沿比较陡，所以电流的谐波频率比较高，向空间的发射能力就比较强。
而UPS的输入电路如果是二极管整流器或者是晶闸管整流器时，它们的输入功率因数不完全是由相位差造成的，而是由干扰性很强的电流脉冲引起的。这些高次电流谐波一路通过电缆窜入设备形成串模干扰;另一路以电磁的形式辐射出去，对附近的设备形成射频干扰，尤其是使无线电通信无法正常进行。
2.2 高可靠性
电信机房要求UPS常年连续提供高质量的交流电源。这就意味着，在UPS供电系统的运行中既不允许出现任何瞬间供电中断的停电事故，也不允许出现由普通的市电经交流旁路直接向用户负载供电的局面。为此，提出UPS供电系统应满足如下要求:
①UPS单机本身的“故障率”低，目前大型UPS产品的平均无故障工作时间(MTBF)为20～40万小时;
②采用具有高度容错功能的“N+1”型UPS冗余并机系统来进一步提高UPS供电系统的可靠性(“1+1”型冗余并机系统的典型MTBF值可达140～200万小时);
③在整套UPS供电系统中，不应存在单点瓶颈性故障隐患。允许在UPS逆变器电源连续供电的条件下，执行“不停电”的维护和检修操作。万一用户设备端出现短路故障时，应将故障的影响范围缩小到尽可能小的范围;
④要求UPS本身具有100%的可用性。这是因为如果向通讯网供电的UPS的可用性为99%时，就会造成通讯网每年停机87.6h;当UPS的可用性为99.9%时，就会造成通讯网每年停机8.76h，即使UPS的可用性高达99.999%，它也可能造成通讯网每年停机5.26min。由此可见:通讯网对UPS供电系统可用性的要求是何等之高。按照当今UPS的技术水平，唯一能完善地解决这个问题的办法是采用双总线输入+UPS冗余直接并机供电系统十双总线输出+负载自动切换开关的供电方案才有可能使可用性达到接近100%的目标。这是一种具有高度容错能力的冗余供电系统，只要设计妥当，就可以消除可能出现在通讯网供电系统中的单点瓶颈故障隐患。
评论表单加载中...
