新聞動態(tài)
當(dāng)前位置：首頁 > 新聞資訊 > 行業(yè)動態(tài)關(guān)于UPS實(shí)際使用中工頻UPS與高頻UPS 的選擇方式一直困擾著艾默生廣大用戶?，F(xiàn)在小編根據(jù)實(shí)際情況向大家介紹一下各自的優(yōu)勢。
從工頻UPS電源的工作原理、硬件配置、輸出的電源質(zhì)量、過載切換等四大方面講解其優(yōu)越性。
一、工頻UPS電源工作原理存在的優(yōu)越性
1.工頻UPS電源，用數(shù)字信號處理技術(shù)確保測量數(shù)據(jù)快速、靈活，從而產(chǎn)生快速的控制變量，確保對充電器及逆變的實(shí)時控制。
2.工頻UPS電源比高頻UPS電源具有更強(qiáng)大的短路保護(hù)能力及更強(qiáng)大的過載能力。
3.由于中國市電環(huán)境的極不穩(wěn)定和易受到一些外部情況的*，所以對短路能力及過載能力的要求也更高。采用工頻UPS電源，將極大地提高負(fù)載設(shè)備的安全性與穩(wěn)定性。
二、工頻UPS電源硬件配置存在的優(yōu)越性
1．從技術(shù)上，工頻UPS電源比高頻UPS電源多增加了輸入和輸出變壓器
(1).工頻UPS電源獨(dú)有標(biāo)配的輸入/輸出變壓器，使電流隔離免受輸入*。在工業(yè)環(huán)境中，有些外部設(shè)備是大的*輸入，如泵、發(fā)動機(jī)等等。這些*容易造成電流波動，影響負(fù)載的安全，因此，電流隔離對于這領(lǐng)域尤為重要。
(2).高頻UPS電源為了降低產(chǎn)品成本則不含這些組件，相應(yīng)的電流穩(wěn)定性就不如工頻UPS電源。
2．工頻UPS電源設(shè)備零部件設(shè)計(jì)的優(yōu)越性
(1).工頻UPS電源的零部件可根據(jù)客戶的規(guī)格和需要設(shè)計(jì)，每個零部件都能承受較高的額定功率且具有較長的壽命，旨在確保用戶設(shè)備操作過程的安全與持久。
(2).高頻UPS電源在設(shè)計(jì)上旨在降低成本，所以其零部件僅符合最低的額定功率要求。
3．對工業(yè)的苛刻環(huán)境有極強(qiáng)的適應(yīng)性
工頻UPS電源主要設(shè)計(jì)在苛刻的工業(yè)環(huán)境下使用，防護(hù)等級達(dá)到了IP54，而高頻UPS電源不具備這種適應(yīng)能力。
(1).工頻UPS電源設(shè)計(jì)的定位就是在工業(yè)環(huán)境中工作，如石化、電力、交通運(yùn)輸行業(yè)等等。應(yīng)用于各種苛刻的工業(yè)室外環(huán)境，防止外部輸入*，如高溫、高濕、粉塵、震動、腐蝕、爆炸危險型氣體及一些無法預(yù)測的環(huán)境。
(2).工頻UPS電源可適應(yīng)高溫環(huán)境0~55℃，相對濕度0%~95%，防塵、防雨水。諸如中國海洋石油公司，中國石化公司這樣規(guī)模的大公司選擇使用的工頻UPS電源產(chǎn)品，就是因?yàn)樗邆涓呖煽康目量坦I(yè)室外環(huán)境適應(yīng)能力。
(3).高頻UPS電源不是專為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)，所以只能安裝在清潔的、較安全的、可預(yù)測的環(huán)境中。如安裝于空調(diào)房、低溫、無塵等環(huán)境。
4．工頻UPS電源設(shè)備壽命的優(yōu)越性
工頻UPS電源設(shè)計(jì)壽命超過20年，而高頻UPS電源設(shè)計(jì)壽命為3~5年。
(1).根據(jù)工頻UPS電源銷售經(jīng)驗(yàn)，許多設(shè)備都能正常工作15至30年
(2).工頻UPS電源的設(shè)計(jì)方向就是延長系統(tǒng)持續(xù)工作的壽命，以符合需要長壽命保障的一些應(yīng)用領(lǐng)域，如石化廠或電站。所以，即便是工頻UPS電源早期的投入較高頻UPS電源大，但在20年以上的時間內(nèi)其產(chǎn)品都無需要更換設(shè)備，而且備品備件在停產(chǎn)后的后備儲存期也相對的比高頻UPS電源長很多。
(3).高頻UPS電源設(shè)計(jì)壽命僅為3~5年，5年后設(shè)備就需要更換。而且備品備件的儲備也極其有限。
5．方便的前端維護(hù)
工頻UPS電源系統(tǒng)自行維護(hù)時間很長，而高頻UPS電源系統(tǒng)自行維護(hù)時間較短。
(1).工頻UPS電源設(shè)計(jì)有方便的前端維護(hù)，并可在系統(tǒng)停產(chǎn)后長時間的提供備品備件，方便維護(hù)。且工頻UPS電源使用和維護(hù)服務(wù)期都超過20年。
(2).高頻UPS電源的購買、使用及更換時間相對較短。
三、工頻UPS電源輸出的電源質(zhì)量存在的優(yōu)越性
1．工頻UPS電源獨(dú)有的輸入輸出變壓器。使電流隔離免受輸入*的同時，也將提高最終電源輸出的質(zhì)量。在像石化領(lǐng)域一類的惡劣工業(yè)環(huán)境中，輸出電源質(zhì)量的優(yōu)劣，將直接影響整個工廠設(shè)備、人員的安全性及生產(chǎn)能力。
2．商務(wù)型的UPS電源并不具備上述組件，所以也不具備如此強(qiáng)大的功能。
四、工頻UPS電源過載切換存在的優(yōu)越性
強(qiáng)大的過載能力
工頻UPS電源設(shè)計(jì)有強(qiáng)大的過載能力。當(dāng)設(shè)備過載時，由于其具有的過載能力強(qiáng)，所以UPS電源切換至旁路運(yùn)行的可能性很小。這將大大增加系統(tǒng)的安全性。因?yàn)楫?dāng)切換至旁路運(yùn)行時，同則意味著負(fù)載不再由逆變器或蓄電池供電。
高頻UPS電源的過載能力相對工頻UPS電源較低，當(dāng)發(fā)生意外過載時，容易由UPS電源切換至旁路運(yùn)行，這將會把系統(tǒng)置于一個極不穩(wěn)定的狀態(tài)，增加了旁路開關(guān)因瞬時過載而跳閘的可能性，影響了系統(tǒng)的安全性。
輸出電壓精度高：<2%
過載能力強(qiáng)：110～130%的負(fù)載可以過載10分鐘，130～150%的負(fù)載可以過載1分鐘
充電電流大：4.5A（每個模塊）
支持變頻模式50Hz輸入、60Hz輸出或60Hz輸入、50Hz輸出
全數(shù)字化控制 模塊高頻機(jī)采用TI公司目前最先進(jìn)的DSP做為中央控制器，其強(qiáng)大的運(yùn)算能力可以將傳統(tǒng)UPS中大部分由硬件完成的控制功能全部由軟件替代實(shí)現(xiàn)，不僅可靠度和精確度大大提高，并且方便升級與維護(hù)。
智能充電方式 模塊高頻機(jī)采用了先進(jìn)的兩段式三階段充電方法，第一階段大電流恒流充電，快速回充約90%的電量；第二階段脈動充電，可以均化電池特性并將電池完全充飽；第三階段恒壓維持，保證電量不損失。這樣可以很好的兼顧快速充電與延長電池使用壽命的目標(biāo)，為用戶節(jié)省電池開銷。
N+X無線并聯(lián)冗余 采用先進(jìn)的無線并聯(lián)控制技術(shù)，相比于有線并聯(lián)減少了單點(diǎn)故障點(diǎn)（穩(wěn)態(tài)工作時即使并聯(lián)通信線故障也能正常工作），更提高了可靠度。
并機(jī)共用電池 模塊高頻機(jī)采用了雙電池輸入結(jié)構(gòu)和先進(jìn)的控制策略，并機(jī)系統(tǒng)完全共用同一組電池，大大節(jié)省了電池的開銷。
靈活的系統(tǒng)配置 模塊高頻機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)及易插拔功能，由UPS模塊、通訊模塊、配電盤以及部分選裝件再加上機(jī)柜組成。UPS模塊及通訊模塊可在線更換而不影響其它部分的正常工作，新加入的模塊不需要任何校準(zhǔn)動作就可以加入系統(tǒng)，擴(kuò)容和維護(hù)都非常方便。用戶可以根據(jù)需要選擇不同的模塊數(shù)構(gòu)造10KVA至200KVA之間某一個容量合適的UPS系統(tǒng)，配置非常靈活。對于將來的設(shè)備擴(kuò)容，只需再插入幾個UPS模塊，就可以輕松完成。如果用戶首次裝機(jī)時將開關(guān)與電力線留下裕量，以后當(dāng)負(fù)載量的增加時只要再購買UPS模塊就可以將UPS的容量擴(kuò)充，完全避免了傳統(tǒng)UPS首次設(shè)備投資過大的缺點(diǎn)，真正做到了“邊成長邊投資”，為用戶節(jié)省了寶貴的資金。
最優(yōu)化的供電系統(tǒng)拓?fù)洹 ∧K高頻機(jī)融合集中式與分散式供電拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)，從設(shè)計(jì)上引入了區(qū)域供電的理念。如果在一個大的數(shù)據(jù)機(jī)房內(nèi)分開幾個區(qū)域，每個區(qū)域配置一套或兩套（冗余備份）3A3UPS供電系統(tǒng)，直接放置于該區(qū)域負(fù)載旁邊，通過機(jī)柜上的配電盤進(jìn)行供電。這樣，每個區(qū)域內(nèi)是集中供電、集中管理，而區(qū)域間是獨(dú)立開的分散供電，布線也是獨(dú)立的。3A3UPS這種供電方式具備分散式的“配置靈活、允許逐步投資，不容易產(chǎn)生大面積癱瘓”的優(yōu)點(diǎn)，也具備集中式的“易于管理”的優(yōu)點(diǎn)。
人性化的操作介面及完善的電源管理軟件
并機(jī)系統(tǒng)采用大屏幕中文LCD作為操作介面，操作和信息讀取一目了然。搭配最新版的監(jiān)控軟件WINPOWER2003，電源管理變得更加容易。如果選配WEBPOWER、SNMP卡，更能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
極高的系統(tǒng)可用性 如果UPS在冗余兩個UPS模組以上，UPS的可用性可達(dá)99.999%以上，MTBF（平均無故障時間）長達(dá)1500萬小時以上。
最少的停機(jī)檢修時間
如果故障的UPS模塊數(shù)少于等于冗余的UPS模塊數(shù)，可以在不影響其它模塊工作的情況下在線更換故障的UPS模塊，這種情況下停機(jī)檢修時間為零；如果故障的UPS模塊數(shù)大于冗余的UPS模塊數(shù)，由于是采用更換UPS模塊的方式進(jìn)行維護(hù)，所以停機(jī)檢修時間不會超過5分鐘。
應(yīng)用領(lǐng)域
所有機(jī)房必備的UPS電源，同時也適用大廈，大型商場的電源保障。
工作模式 1.1+1并聯(lián)冗余
2.N+X冗余
3.塔式/機(jī)架式雙安裝模式和雙輸入/雙輸出、三進(jìn)三出兼容三進(jìn)單出
功率范圍：1KVA--200KVA
中國科學(xué)院計(jì)算所、高工。近20多年, 基于對各種UPS和發(fā)電機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行詳盡分析和研究的基礎(chǔ)上，參與金融、民航、地鐵、石化、光伏和半導(dǎo)體、軍用、BAT和電信等行業(yè)的大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房的一體化供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃、數(shù)據(jù)中心機(jī)房的驗(yàn)收與評估、現(xiàn)場故障的分析和排除以及協(xié)助設(shè)計(jì)院完善設(shè)計(jì)方案等工作，積累了豐富的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。自1990年起,先后出版《現(xiàn)代UPS電源及電路圖集》等5本UPS專著。90年代、在加拿大的McGill大學(xué)和荷蘭的Twente大學(xué)從事科研工作近4年(合作研究員)，并在IEEE、J.M.M.M及臺灣的電子月刊等雜志上發(fā)表學(xué)術(shù)論文20多篇。在國內(nèi)的各種電源雜志上發(fā)表論文300多篇。自1994年起，先后在創(chuàng)力公司(臺灣)、力博特公司(美)、愛克賽公司(美、即：伊頓公司)和艾默生網(wǎng)絡(luò)能源公司(美)等公司擔(dān)任技術(shù)總監(jiān)或高級技術(shù)顧問。1988年被授予"政府特別津貼"。
近年來，由于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展以及"互聯(lián)網(wǎng)+"下市場需求的爆發(fā)式增長，在數(shù)據(jù)中心UPS供電系統(tǒng)的建設(shè)中，越來越多地應(yīng)用高頻UPS供電方案。而推動這一發(fā)展趨勢的原因之一就是，高頻UPS產(chǎn)品相比較而言，具有效率更高、占地面積更小、重量更輕等優(yōu)異特性。
不過，客觀來講，多模塊型的第一代高頻UPS在給用戶的應(yīng)用帶來更多全新特性的同時，其技術(shù)研發(fā)上存在的一些短板，也給用戶帶來很大困擾，尤其是可靠性不足更成為第一代高頻UPS的 "硬傷"。因此，針對第一代高頻UPS在運(yùn)行中面臨的突出問題，迫切需要對產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)、設(shè)計(jì)理念進(jìn)行全面的完善，以此滿足用戶對系統(tǒng)性能越來越高的應(yīng)用要求。
傳統(tǒng)高頻UPS迫切需要升級換代
根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，提高數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的可利用率和節(jié)能降耗的運(yùn)行特性，選用具有高可靠性和高效率的UPS產(chǎn)品是其能否成功的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。那么，該如何衡量UPS的性能指標(biāo)？對于這個關(guān)鍵問題，我認(rèn)為，在IT/網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其所采用的虛擬技術(shù)相對固定的條件下，需要從可靠、高效、易維護(hù)、易監(jiān)測，這四個維度來綜合判斷UPS技術(shù)指標(biāo)的優(yōu)劣和產(chǎn)品性能的高低。
不可否認(rèn)的是，在市場的檢驗(yàn)下，高頻化技術(shù)在UPS產(chǎn)品的應(yīng)用越來越成熟已成為不爭的事實(shí)。從技術(shù)層面而言，第一代高頻UPS在提高效率方面，主要采取了兩個技術(shù)措施，一是以升壓型IGBT技術(shù)替換損耗較大的變壓器，二是利用接觸器取代逆變器輸出端的SCR型靜態(tài)開關(guān)。
事實(shí)證明，基于在技術(shù)層面的改進(jìn)，的確可以通過應(yīng)用高頻UPS產(chǎn)品來提升運(yùn)行效率，降低供電系統(tǒng)的損耗，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。但是，值得注意的是，對于采取升壓型的IGBT整流設(shè)計(jì)的第一代高頻UPS而言，在獲得效率提升等諸多優(yōu)點(diǎn)的同時，也付出了故障率相對增高導(dǎo)致可靠性降低、使用壽命相對縮短的代價。究其原因，就是IGBT整流器的抗瞬態(tài)高壓侵入的保護(hù)能力變差以及UPS并機(jī)功率模塊的數(shù)量過多。
需要重點(diǎn)提及的是，由于同一機(jī)柜中并機(jī)功率模塊的數(shù)量不斷增多，不僅會導(dǎo)致"并機(jī)環(huán)流"問題更加突出，而且還會使得系統(tǒng)調(diào)控難度相對加大。同時，第一代高頻UPS還有一個很重要的問題，就是如果電池組"帶N線"還會存在更多故障隱患，進(jìn)一步降低系統(tǒng)的可靠性。
針對第一代高頻UPS產(chǎn)品在性能上存在的缺陷，應(yīng)該采取什么應(yīng)對策略？我認(rèn)為，針對這些問題的有效解決方式，就是需要廠商針對第一代高頻UPS的短板之處，在技術(shù)研發(fā)層面上予以針對性改進(jìn)，促使產(chǎn)品進(jìn)行升級換代，在"不犧牲可靠性"'的前提下，設(shè)計(jì)出效率盡可能高的第二代高頻機(jī)。
多維度對比兩代產(chǎn)品的性能優(yōu)劣
目前，在第二代高頻UPS的研發(fā)上，艾默生網(wǎng)絡(luò)能源已經(jīng)首開先河，以給用戶提供更加穩(wěn)定、可靠和高效的高頻UPS產(chǎn)品為出發(fā)點(diǎn)，率先在市場上成功推出了Liebert eXL大功率UPS，以針對性的研發(fā)設(shè)計(jì)解決了此前多模塊型第一代高頻UPS面臨的問題，以新理念新技術(shù)顛覆了傳統(tǒng)高頻UPS形態(tài)，標(biāo)志著高頻UPS進(jìn)入了2.0時代。
對于這樣一款具有劃時代意義的創(chuàng)新產(chǎn)品，需要審慎評估其實(shí)際性能。然而，通過在幾個關(guān)鍵方面的實(shí)際對比，我們不難發(fā)現(xiàn)，這款大功率UPS所具備的顯著特性。
相比較于第一代高頻UPS的多模塊設(shè)計(jì)，Liebert eXL大功率UPS采用了類似于高可靠的工頻機(jī)的設(shè)計(jì)方案，即單相功率模組的設(shè)計(jì)方式，并且在一個系統(tǒng)內(nèi)配置了三個功率模組，這個全新的設(shè)計(jì)理念最大的好處之一就是徹底解決了環(huán)流問題，環(huán)流是0。我認(rèn)為，這也是第二代高頻UPS和第一代高頻UPS的一個根本區(qū)別。Liebert eXL大功率UPS在設(shè)計(jì)上的另一個關(guān)鍵點(diǎn)是，完全采用了電池組"不帶N線"的電池充/放電設(shè)計(jì)方案，可以消除掉因電池組"帶N線"可能產(chǎn)生的種種故障隱患。
此外，從其他一些設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)也不難發(fā)現(xiàn)Liebert eXL大功率UPS的優(yōu)勢何其鮮明。例如，第一代高頻UPS在通風(fēng)設(shè)計(jì)上，一般采用前進(jìn)風(fēng)后出風(fēng)的方案，而Liebert eXL大功率UPS采用了前進(jìn)風(fēng)上出風(fēng)方式，這一設(shè)計(jì)所帶來的最大優(yōu)勢，就是使系統(tǒng)可以靠墻部署，能夠更高效地利用空間資源，從而為用戶節(jié)省了機(jī)房占用面積。
根據(jù)對比，我們可以客觀地得出結(jié)論，同目前市售的多模塊型第一代高頻UPS以及模塊化UPS相比，Liebert? eXL大功率UPS在最大程度提升UPS系統(tǒng)可靠性，確保97%高效率的前提下，還在大幅提高UPS冗余并機(jī)供電系統(tǒng)的可利用率、電池組配置的靈活性和設(shè)備安裝的適應(yīng)性等方面具有領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢。