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浅谈模块化UPS电源技术方案设计

2012-06-18 10:59
林契于宸
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我们同样以前面的案例为依据,采用传统UPS设备占地面积约为13平方米。

  采用模块化UPS占地面积约为5平方米。

  (2)建设投资。

  在供电系统建设初期,传统UPS设备无法扩容,只能按照设备远期负荷需求考虑,面对层出不穷新技术、新设备的应用,设备用电需求难以准确估计,使得UPS设备容量产生过高的估计,造成采购成本过高。而模块化UPS通过可扩充的模块结构有效解决了这一问题,其模块化结构能够很方便地安装和扩容,它可以帮助用户在未来发展不明确的情况下分阶段进行建设和投资。即满足了后期业务的发展需求,又降低了用户的初期建设成本。

  我们同样以前面的案例为依据,装机容量按年增长20%考虑,投资比较如下表。

  表5投资比较表

  以上投资不包括电池配置的考虑,若考虑电池配置,模块化UPS的优势将更加明显。

   (3)并联冗余与可靠性。

  在机架式模块化UPS中,功率模块部分是并联冗余的,即功率部分是由许多模块并联在一起并均分负载,它们不分主从,互不依赖,并且均分负载。即使有一个功率模块发生故障退出,也不影响整个系统工作。采用传统UPS系统,为保证安全需采用“1+1”或“N+1”的关联冗余方式,这不仅增加了采购、安装及维护成本,而且一般情况下只能容错一次。而机架式模块化UPS系统,用户只需购买相应的功率模块,即可实现“N+X”的故障冗余,容错率大大提高。

  传统UPS供电系统出现故障后,由于系统过于复杂,难以准确判断故障点,并且受限于维修人员的技术水平和工作经验、备件储备等客观原因,造成故障排除时间过长。而且UPS维修时均采取转旁路的方式,在这种情况下负载完全不受UPS保护,此时如果发生电源中断、过载等故障,将会造成严重的问题。而机架式模块化UPS可以有效解决这些问题,因为其所有的模块都是热插拨,热插拨技术可以允许单体功率模块在不需停电的前提下任意进入或退出UPS系统,从而实现无需专业技术人员到场,无需专门的仪器即可进行系统在线维修。

  (4)节能与环保。

  绿色环保已经成为社会各行业产品发展的必要趋势。随着各种政策的出台,要求无污染的绿色电源设备已成为必然发展趋势,以前各种用电设备及电源装置产生的谐波电流严重污染电网,模块化UPS采用电子式调整技术使输入谐波失真低于5%,整流器使用IGBT技术,可将输入功率因数提高到0.99接近于1,从而大大降低对电网的污染程度。

  节能减排在当今已成为基本国策,节约能源已成为企业发展和竞争的需要。

  节电也是节能的一种体现,模块化UPS相比传统UPS设备在节电方面显得更为突出。

  我们可通过年节电费用做一比较,下面我们根据设计满载情况来比较,同样以上面的案例为依据,传统UPS和模块化UPS的输出功率都为250kVA即200kW,传统UPS的输入功率因数为0.9,效率为80%.模块化UPS的输入功率因数为0.99,效率为95%.通过计算,可得出UPS的输入功率(输出功率/效率)。传统UPS输入功率=200/80%=250kW,模块化UPS输入功率=200/95%=210kW.这样就可计算出UPS的热损耗(输入功率-输出功率):传统UPS热损耗=250-200=50kW,模块化UPS热损耗=210-200=10kW.

  假设每度电按0.8元计算,模块化UPS相对传统UPS每年可节电:

  40*8760*0.8=28万元。

  以上是按满载情况比较得出每年节电28万元,如果以初建时负载率特别低的实际情况比较,节电效果将会更加明显。

  四、结论

  模块化UPS相对于传统UPS系统而言,具有高可用性、高适应性、高可管理性的特点,在便于设备安装、节省占地空间、减少初期建设投资、方便维修、节能减排等各个方面都有明显的优势。因此,模块化UPS设备将成为新一代的UPS,将会被越来越多的企业用户所选择。

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