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谈高频机型UPS的零地电压问题

来源:中国电源学会 作者:王其英 更新时间:2011-7-5 11:26:03

摘要:据权威调查机构赛迪顾问报告显示,高频机型UPS的销售额从2006年的12亿元增加到2010年的21.1亿元,上升了近76%;而工频机型UPS销售额则由2006年的14.1亿元下滑到2010年的12.7亿元,下降了近10%。高频机型UPS销售额这么高,说明用户还是普遍接受的。如果零地电压指标不合格,那么高频机型UPS是如何进入用户机房的?又是如何验收通过的?

  1.关于高频机型UPS的零地电压问题
  
   一次偶然的机会,我看到了一本关于建设数据中心时如何选择设备的白皮书,据说这本白皮书颇具权威性,可以说是候补国标。当翻阅本书至有关UPS选型一节时,在工频机型UPS与高频机型UPS性能比较的一览表中发现了两个数字,即高频机型UPS的零地电压为1.710V,而工频机型UPS的零地电压都小于1V。不禁心生疑惑,时至今日,高频机型UPS发展到这么多年怎么会有这么糟糕的指标?现在绝大多数的数据中心机房建设都要求UPS的零地电压小于1V,如果高频机型UPS有这样的零地电压指标恐怕没有几个用户会采用。那么具有这种指标的高频UPS是个别现象呢,还是具有普遍性呢?至少从该白皮书上看还是具有普遍性。白皮书中说“一般会在1.710V”之间,关键问题是那么多厂商生产的高频机零地电压指标都是如此的高吗?据了解,那只是个别厂家的不成熟产品初期才会有这种现象。因此,这不能一概而论,并不代表其他厂商生产的高频机也是如此。
  
  据权威调查机构赛迪顾问报告显示,高频机型UPS的销售额从2006年的12亿元增加到2010年的21.1亿元,上升了近76%;而工频机型UPS销售额则由2006年的14.1亿元下滑到2010年的12.7亿元,下降了近10%。高频机型UPS销售额这么高,说明用户还是普遍接受的。如果零地电压指标不合格,那么高频机型UPS是如何进入用户机房的?又是如何验收通过的?因为在笔者参加验收的所有机房中还没有一家放松对零地电压1V的要求。其实,在笔者了解的所有高频机型UPS生产厂家的产品中,其高频机型UPS的零地电压都是小于1V,而在笔者参加所有检测验收的数据中心机房中,不论是高频机型UPS还是工频机型UPS,其最终的零地电压也都在1V以下。这么看来上述1.710V的指标值不但不具有普遍性,而且是几乎很少,即使有也是凤毛麟角,而且也是很好解决,这不是什么技术难点。比如笔者这几年中就只遇到一家高频机型UPS零地电压是7V,在用户的要求下采用很简单的措施,花了很小的代价,在不改变原来任何结构和布线的情况下就降到了0.4V。
  
   就是说,在实际中高频机型UPS的零地电压只有个别的不成熟产品才大于1V。而且零地电压再高,采取相应的措施也很容易降下去,根本不算什么问题。那么,高频机型UPS的零地电压问题作为与工频机型UPS比较的一个劣势写在这本白皮书里就没有什么必要了。
  
  2.零地电压的产生机制
  
   交流市电零地电压如图1所示,图中AB是零线的长度,R是零线分散电阻,UBE是零地电压。根据基尔菏夫定律可以看出零线电流IN是三相电流的矢量和
  
   IN=Ia+Ib+Ic(1)
  
  零线上的电压UR就是零线上的电流和零线电阻的乘积,即
  
  UR=INR(2)
  
   由于地只是一个参考点,而且零线在变电站就和地接在了一起,所以零地电压就是零线上的电压。这样一来就清楚了,只要减小零线上的电压就是降低了零地电压。从式(2)中可


图1交流市电零地电压图

   以看出只要减小零线上的电阻就可以减小零地电压,这就可以通过加粗零线来实现,很简单,实际上在好多地方就是这样解决的。UPS的零地电压更是很容易地做到1V以下,因为从逆变器到机柜的输出端距离很短,甚至不到1m,零线加粗非常容易,这根本就不是问题。到了用户以后,由于配电的关系,在远离UPS输出的地方测试零地电压也许会高一些,但这不是UPS的问题;也有的原来没安装UPS前的零地电压就高,这也不是UPS的问题。工频机型UPS由于有隔离变压器,零地电压高可以用变压器次级接地来解决。
  

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