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浅谈通信机房UPS供电系统配置方案
不间断电源(UPS)在通信领域应用十分广泛。在通信机房中安装UPS(不间断电源)供电系统越来越普遍。一个设计良好的UPS供电系统能给负载提供优质电源。如何建立一个合理的、安全的UPS供电系统成为大家关注的问题。笔者从UPS供电系统配置各方面进行论述，以供同行参考。 1、对UPS前级供电系统的要求
UPS可以向负载提供稳压精度高、稳频、波形失真度小的高质量通信电源，并且在与静态旁路切换时可以做到供电无间断。但要做到这点，它的前级供电质量不容忽视。我们在设计通信机房前级供电系统时，应考虑以下几个方面：
(1)前级供电系统电源质量不宜太差，电压及频率应稳定在正常范围。一般地讲，大容量UPS主机输入电压范围应为380V±15％。电压过低，将使UPS备用电池频繁放电，终因长期处于欠压充电状态而大大缩短它的使用寿命；相反，电压过高，则易引起逆变器损坏。对于旁路输入，其电压和频率波动也有一定的范围，一般为额定电压±10％，额定频率±15％。如果前级电源变化范围过大，就会导致逆变器和旁路电源之间的切换被禁止或有间断。因此，如果通信机’房的前级电网在电压范围上达不到要求，应在UPS前级配置合适的抗干扰交流稳压电源，但不宜采用电子管型交流稳压器或磁饱和稳压器，因为这两类稳压器在开机时可产生瞬时高压，输出波形失真度也较大，易造成UPS故障。
(2)前级供电系统中不应当带有频繁启动负载，比如经常使用的电梯，频繁开启的空调等。原因是在这些负载开、关机时会出现瞬间高低压，使供电线路上电压波形失真度过大，造成UPS市电旁路供电与逆变器供电转换控制电路误动作，进而引起同步控制电路故障。所以在条件许可下，宜将UPS电源尽可置于电网输入的前端。
(3)前级供电系统中的交流发电机组容量应适当放大。大多数通信机房都备有发电机组，以解决较长时间停电难以供电问题。但在配置发电机组时，其容量应考虑不少于UPS电源额定输出功率的1.5~2倍，以保证发电机输出电压、频率正常，并改善其波形失真度。
2、UPS容量的确定
根据负载容量及性质，选择适当的UPS，既可保证UPS的供电质量，降低故障率，又可节省投资，提高经济效益。一般来说，UPS容量的确定主要是要满足当前负载的需要，同时，也要考虑几个因素：
(1)负载性质对UPS输出功率的影响。当前大部分UPS生产厂家在产品说明书中所给的输出功率都是指负载功率因数为-0.8(滞后)时的值，而UPS电源实际可带的负载量是与负载功率因数密切相关的。当负载为纯电阻性或电感性时，逆变器在额定功率下其有功功率将有所下降。所以在考虑UPS容量时，对不同的负载功率因数要进行功率折算。通常可作这样的估算：假设负载功率因数为-0.8(滞后)时UPS额定功率为1kVA，则当功率因数为-0.9和-1.0时，输出功率分别约为0.9～0.92kVA和0.74~0.77 kVA。对于计算机类负载，只要负载的峰值系数在UPS允许的范围内，UPS基本上可以输出额定功率，对于电感性负载，则需酌情加大UPS容量。
(2)UPS容量较负载不宜过大，以免使其过度轻载运行。过度轻载运行虽有利于降低逆变器的损坏概率，但可能造成市电停电时，电池放电电流过小而放电时间偏长，在电池保护装置故障时，电池组被深度放电，而遭永久性损坏。
蓄电池，电池，配电柜，机房内包括两台柜式空调；均不具备空气净化、恒温恒湿控制、漏水检测等功能。所以，建议机房使用专用精密空调；同时由于静电地板高度限制，建议使用上送风方式。受限于机房安装位臵的空间大小。目前了解到的大功率以及设备体积比较大的空调机组并未纳入本次评估。
根据现场实际环境，空调外机安装在楼顶，冷凝铜管从预留管道中敷设，为了保证建筑整体效果。
增加1台恒温恒湿精密空调。该空调每台制冷量为12.5KW，外观尺寸为600*500*1850（mm），满足我们现有机房对空间占用的需求。低故障率和高制冷率完全满足机房温控需要。
安装位臵为机房西北角。（安装位臵示意图图面左下角）
计算机机房UPS配备方案建议
一、配臵方案建议 1.1 容量 1.1.1 相关因素及说明
选配UPS过程中考虑容量问题时，列举决定容量大小的相关因素，并具体说明各因素与容量的具体关系。
确定UPS容量大小应参考因素主要有：实际负载容量、负载的类型、容量使用率、环境条件、UPS的类型及实际负载能力、潜在扩容需求等。实际应用中应考虑：
A、 实际负载容量
这是决定UPS容量大小的根本因素。UPS的输出能力必须达到或超过负载需要才能保证正常供电。实际应用中要考虑UPS是采用集中式供电还是分布式供电。采用集中式供电的负载总量应是将机房所有由UPS供电负载的功率累计。采用分布式供电的则根据每台UPS所带负载不同确定。
通常电气设备的负载容量称为视在功率，用S表示，单位VA。视在功率包含有功功率P（单位W）和无功功率Q（单位Var），其大小的关系是S2=P2+Q2。这里我们将有功功率与视在功率的比值称为功率因数，纯阻负载的功率因数为1，容性负载的功率因数一般在0.6~0.7。 B、 负载的类型
如上所述，不同类型的负载其有功功率和无功功率的比例不同，但UPS需向负载同时提供足够的有功功率和无功功率，则实际输出能力受负载类型所限制。对于计算机类负载，UPS基本上可以输出额定的功率，如果负载是阻性或电感性的，则UPS的输出功率有所下降，需要加大UPS容量。例如功率因数为0.7的1KVA UPS，带计算机负载可以带满1KVA，带纯阻性负载多只能带700VA（这时有功功率是700W），带电感性负载则更低。因此在计算负载容量时，对以W值表现功率的阻性、感性负载，应折算成VA值，一般地计算方法是：阻性负载的VA值=W值÷0.7；感性负载的VA值=W值÷0.3。
C、 UPS容量使用率
由于计算机机房设备有各种开关电源类的非线性负载及各类打印机负载，这些负载冲击电流大，如果供电UPS容量过小，长期重载运行，容易出现波形失真，而且易造成输出末级功率器件过流，加上重载引起的发热量，对系统可靠性明显不利。对于大功率UPS，一般建议容量使用率控制在0.6~0.8。
当然UPS容量也不宜过大。UPS带很小的负载虽然有利于可靠性，但过度轻载运行，一则浪费了投资，二则在市电长时间停电时，电池一直小电流放电，容易发生深度放电引起损坏。 D、 环境条件
UPS的工作温度一般应控制在0~40℃范围内。如果温度过高、通风条件不好，则不利于散热，应降额使用。另外海拔高度也有影响，海拔超过1000m后每升高1000m，UPS应降额5%使用。
E、 UPS的类型及实际负载能力
不同类型的UPS其带载能力有所不同。工频机的输出能力较好，而高频机的实际带载能力只有工频机的0.9倍。另外一些厂商的产品，可能存在实际负载能力较标称容量低的现象，这是产品的可信性问题，用户在应用时不得不考虑这一因素。设备的潜在
扩容需求。
配臵UPS容量应考虑设备今后扩容需要，留有一定余量，将来负载增加了，不至于再次购臵UPS。另外，尽量选用具有并机功能的机型，必要时可通过UPS并机成倍扩大输出容量。同时，在配臵UPS的输入输出配电柜时，应将线缆及空开留有一定余量，方便日后扩容。 1.1.2 容量计算方法及说明
容量的计算公式及相关文字说明。 A、 负载容量的确定
a) 列出UPS所要保护的设备清单。
b) 每一设备的铭牌或说明书上均标有额定功率或额定电压电流。将其折算成视
在功率S。
统扩容的需要
如果初选择UPS没有考虑余量，则一旦设备增加，超出UPS的负荷能力，就必须重新购臵一台新的UPS，不仅浪费了投资，而且可能受到场地摆放的限制、在布线安装工作方面也带来诸多不便。
所以在选择UPS时，需要考虑2~3年内扩容的可能性，适当增加UPS功率容量，毕竟单位KVA容量UPS的价格，随着UPS容量的增大而下降，增出容量的成本比单买同样容量的UPS要节省许多。另外，尽量选用具有并机功能的机型，必要时可通过UPS并机成倍扩大输出容量。同时，在配臵UPS的输入输出配电柜时，应将线缆及空开留有一定余量，方便日后扩容。
1.2 使用建议
UPS挂接电子设备应遵循哪些原则
UPS负载应该是以计算机为核心的各类精密设备，一般为容性或阻性负载，避免使用感性类负载如日光灯、空调、电风扇、电动工具、复印机、大型打印机等，因为感性类负载对UPS的冲击很大，极易造成UPS的逆变器损坏或相关精密负载设备受到干扰，在不得不使用的场合下，必须加大UPS的功率容量。
工作方式如何选择（单机、多机串联/并联运行）
对于普通计算机设备或小型网络，由于不是关键性的设备，一般采用单台UPS供电，其可靠性基本满足负载要求。对于中大型的网络等关键性的设备，设备数量多、影响面大，出现供电问题后果非常严重，则单机的可靠性还不能满足，需要采用多机冗余供电的方式。
计算机机房UPS主要有几种冗余方式
串联备份从电方式 输出主从备份方式 冗余并联供电方式
采用何种冗余方式，主要考虑UPS的功率容量、负载对可靠性的要求程度、设备的投资经费。
