專利名稱：一種idc機(jī)房d-ups供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)供電系統(tǒng)，尤其是指一種IDC機(jī)房D-UPS供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前使用的IDC供電系統(tǒng)的模式產(chǎn)生于五十年前，UPS供電系統(tǒng)環(huán)節(jié)則 是IDC供電系統(tǒng)的核心組成。它完成了系統(tǒng)中最重要的兩個(gè)基本功能改善 供電質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)不停電功能。雖然隨著IT技術(shù)的快速進(jìn)步，對(duì)供電系統(tǒng)的要 求在不斷地提高，但是目前廣泛使用的IDC機(jī)房D-UPS供電系統(tǒng)依然是由 AC/DC轉(zhuǎn)換器、DC/AC逆變器、各級(jí)配電柜、各級(jí)濾波器、STS轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) (雙路供電系統(tǒng)用)、電池組、變壓器等設(shè)備和環(huán)節(jié)組成。在實(shí)現(xiàn)以上兩個(gè)基 本功能的同時(shí)，UPS供電系統(tǒng)本身又帶來(lái)了新的問(wèn)題。圖5、 6是當(dāng)前UPS供電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)形式。從它的基本結(jié)構(gòu)和存在 的問(wèn)題可以看出其發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)也可看出這種系統(tǒng)存在以下諸多問(wèn)題(1) 系統(tǒng)可靠性存在問(wèn)題；系統(tǒng)復(fù)雜、單路經(jīng)故障點(diǎn)多、設(shè)備可靠性差、維護(hù)難度大等。(2) 系統(tǒng)電流存在諧波干擾問(wèn)題；系統(tǒng)中存在兩個(gè)諧波源-負(fù)載開(kāi)關(guān)電源和UPS。對(duì)電網(wǎng)和系統(tǒng)本身形成干擾、增加濾波設(shè)備、降低輸入功率因數(shù)和能源利用率，對(duì)地線系統(tǒng)提出苛刻要 求等。(3) 存在系統(tǒng)成本和能源消耗高的問(wèn)題；能源兩次轉(zhuǎn)換降低了效率、系統(tǒng)復(fù)雜性提高了購(gòu)置成本和運(yùn)行成本、電
流諧波的存在增加了濾波設(shè)備、輸入功率因數(shù)的低下降低了系統(tǒng)設(shè)備容量利 用率。
(4) 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題；系統(tǒng)復(fù)雜為標(biāo)準(zhǔn)化帶來(lái)困難，系統(tǒng)設(shè)計(jì)建造停留在手工業(yè)階段。
(5) 系統(tǒng)缺乏應(yīng)有的靈活性和可擴(kuò)展性、給后期改造、變更帶來(lái)問(wèn)題； 以計(jì)劃容量一次性投入、難以變更和擴(kuò)展，縮短了生命周期。
(6) 存在系統(tǒng)使用維護(hù)難度問(wèn)題。要求較高的維護(hù)水平，多供應(yīng)商和非標(biāo)準(zhǔn)化使故障修復(fù)困難。
當(dāng)前要解決的問(wèn)題歸納起來(lái)有三點(diǎn)提高系統(tǒng)可用性；解決系統(tǒng)中諧波電流的產(chǎn)生和治理問(wèn)題 提高系統(tǒng)的適應(yīng)性
(1) 抑制系統(tǒng)中諧波電流的產(chǎn)生和治理問(wèn)題加大零線規(guī)格和前端設(shè)備(變壓器、油機(jī)、配電開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等)容 量，以便降低諧波電流影響；改為12脈沖整流+ll次無(wú)源濾波器，PF=0,95， THDI《10%;6脈沖整流前加有源濾波器，輸入電流成正弦波PF=99， THDI《5%;改為PFC高頻整流，PF=0,99, THDI《5%;要求負(fù)載IT設(shè)備輸入開(kāi)關(guān)電源采用PFC高頻整流。(2) 提高系統(tǒng)可用性提高設(shè)備可靠性；設(shè)備降容使用，提高可靠性，并延長(zhǎng)使用壽命；增大成本，對(duì)設(shè)備采用冗余配置，使其有容錯(cuò)功能；
對(duì)系統(tǒng)采用雙總線冗余配置，不但有容錯(cuò)功能，還可最大限度地減少整個(gè)系統(tǒng)的單路經(jīng)故障點(diǎn)；配置模塊化UPS，有冗余功能，并大幅度降低故障修復(fù)時(shí)間； 提高設(shè)備智能監(jiān)測(cè)和管理功能，便于維護(hù)，并可把潛在的故障隱患消除在故障發(fā)生之前；采用集成化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，解決系統(tǒng)中各類(lèi)設(shè)備阻抗和連接方式的匹配問(wèn)題， 提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和集中管理問(wèn)題，并最大限度地減少安裝和維護(hù)過(guò)程 中的人為錯(cuò)誤。(3)提高系統(tǒng)的適應(yīng)性采用模塊化設(shè)計(jì)，局部系統(tǒng)有擴(kuò)容功能，減少系統(tǒng)運(yùn)行初期設(shè)備購(gòu)置成 本和運(yùn)行成本；采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建造流程，為系統(tǒng)安裝和可能的變更、 移動(dòng)和擴(kuò)容提供可能性；發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的旨在提出一種全新的IDC機(jī)房D-UPS供電系統(tǒng)，改變傳統(tǒng)的IDC UPS供電系統(tǒng)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，解決傳統(tǒng)IDC UPS供電系統(tǒng)存在的問(wèn)題，突破IDCUPS供電系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)步中的舉步為艱的尷尬境界；達(dá)到既大幅度降低建造和維護(hù)成本，同時(shí)又提高可靠性、降低能源損耗的目的。這種IDC機(jī)房D-UPS供電系統(tǒng)，包括主供電電源l、電池組組成的備用 供電電源4、 PFC整流器2，其特征在于A、 所述的備用供電電源4并聯(lián)在由PFC整流器2通往計(jì)算機(jī)負(fù)載3的 供電途徑中，并通過(guò)拔插熔斷器直接接計(jì)算機(jī)負(fù)載3的輸入端；B、 所述的主供電電源1取自于市電，并經(jīng)配置的隔離變壓器變壓處理后 送入后級(jí)PFC整流器2。
經(jīng)隔離變壓器處理后的主供電電源1的輸出電壓為三相線電壓190V± 25%;單相相電壓190V±25%。由PFC整流器2的輸出電壓為DC337V。所述備用供電電源4由25節(jié)12V電池組成。根據(jù)以上技術(shù)方案提出的這種全新IDC機(jī)房D-UPS供電系統(tǒng)，不僅徹底 改變了傳統(tǒng)的IDC UPS供電系統(tǒng)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，解決傳統(tǒng)IDC UPS供電系統(tǒng) 存在的問(wèn)題，突破IDCUPS供電系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)步中的舉步為艱的尷尬境界；既 達(dá)到大幅度降低建造和維護(hù)成本，同時(shí)又提高可靠性、降低能源損耗的目的; 同時(shí)也為該供電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和維護(hù)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。


附圖1為本發(fā)明的D-UPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖；附圖2為本發(fā)明D-UPS系統(tǒng)電性參數(shù)設(shè)置要求圖；附圖3為本發(fā)明D-UPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4為本發(fā)明的D-UPSPEC整流器電路原理圖；附圖5為不包括交流輸入環(huán)節(jié)的傳統(tǒng)UPS供電系統(tǒng)示意圖；附圖6為傳統(tǒng)UPS供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；附圖7為UPS供電系統(tǒng)備用能源串聯(lián)型配置框圖；附圖8為UPS供電系統(tǒng)備用能源串聯(lián)型配置的可靠性模型圖；附圖9為UPS供電系統(tǒng)備用能源并聯(lián)型配置框圖；附圖10為UPS供電系統(tǒng)備用能源并聯(lián)型配置的可靠性模型圖；附圖11為可預(yù)見(jiàn)非突發(fā)性故障設(shè)備的可靠性模型分析圖。
圖中1-主供電電源(市電)2-PFC整流器3-計(jì)算機(jī)負(fù)載4-備 用供電電源(電池組)具體實(shí)施方式
如附圖1 4給出的這種IDC機(jī)房UPS供電系統(tǒng)，本發(fā)明人將其稱之為 IDC機(jī)房D-UPS供電系統(tǒng)，它是對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)型IDC機(jī)房D-UPS供電系統(tǒng)的 一種開(kāi)拓性創(chuàng)新。這種IDC機(jī)房D-UPS供電系統(tǒng)，包括主供電電源l、電池組組成的備用 供電電源4、 PFC整流器2，其特征在于A、 所述的備用供電電源4并聯(lián)在由PFC整流器2通往計(jì)算機(jī)負(fù)載3的 供電途徑中，并通過(guò)拔插熔斷器直接接計(jì)算機(jī)負(fù)載3的輸入端；B、 所述的主供電電源1取自于市電，并經(jīng)配置的隔離變壓器變壓處理后 送入后級(jí)PFC整流器2。經(jīng)隔離變壓器處理后的主供電電源1的輸出電壓為三相線電壓190V± 25%;單相相電壓190V±25%。由PFC整流器2的輸出電壓為DC337V。所述備用供電電源4由25節(jié)12V電池組成。以下本發(fā)明人結(jié)合附圖進(jìn)一步闡述對(duì)已有技術(shù)的分析理解，并在對(duì)比的 基礎(chǔ)上進(jìn)一步介紹這種全新的IDC機(jī)房D-UPS供電系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明人多年來(lái)對(duì)現(xiàn)有IDC UPS供電系統(tǒng)傳統(tǒng)的應(yīng)用和理解，發(fā)明 人認(rèn)為1 、現(xiàn)在的IDC供電系統(tǒng)模式產(chǎn)生于50年前，隨著IT技術(shù)的進(jìn)步和對(duì) 供電系統(tǒng)要求的不斷提高，傳統(tǒng)的系統(tǒng)出現(xiàn)不斷復(fù)雜化、臃腫、成本迅速攀 升、效率低下、可靠性難以有效提高的趨勢(shì)。
2、 系統(tǒng)中存在的問(wèn)題大多是系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)產(chǎn)生的；系統(tǒng)中的諧波電流不是外界影響的，負(fù)載諧波電流是供電不當(dāng)產(chǎn)生的，UPS輸入諧波是UPS 自己產(chǎn)生的。3、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)本身造成了系統(tǒng)的復(fù)雜性，可靠性低下，在IDC傳統(tǒng)供電系統(tǒng)的使用中，使用者最擔(dān)心的是系統(tǒng)設(shè)備本身發(fā)生故障，為了可應(yīng)付平 均每年一次市電故障掉電，使用者不得不投入巨大的人力物力以應(yīng)付系統(tǒng)本 身隨時(shí)可能發(fā)生的故障；4、 投入成倍的成本搞冗于并機(jī)系統(tǒng)，雙總線系統(tǒng)，是設(shè)備和系統(tǒng)可靠性不高而采取的不得己行為，并非不停電功能的需要。正是基于對(duì)傳統(tǒng)IDC UPS供電系統(tǒng)的上述認(rèn)識(shí)，本發(fā)明人提出了建立在 可靠性理論基礎(chǔ)上的這種全新理念的IDC機(jī)房D-UPS供電系統(tǒng)。本發(fā)明人認(rèn)為1、傳統(tǒng)技術(shù)方案之所以存在可靠性低下的根本原因，在 于原方案的系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)策略進(jìn)入了認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)。機(jī)房不停電供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其功能的最基本的條件是必須有兩路能源一 路主供電電源(市電)， 一路備用供電電源(電池組)。主供電電源(市電)是可能故障掉電的，這是建立UPS供電系統(tǒng)的初衷；其中的備用供電電源(電池組)應(yīng)該是實(shí)現(xiàn)不停電連續(xù)供電的底線，是保險(xiǎn)。電池設(shè)備的故障是可預(yù)見(jiàn)性的，并且故障發(fā)生是緩慢漸變的，非突發(fā)性 的，只要維護(hù)好，定期檢測(cè)更換故障隱患，就可以做到萬(wàn)無(wú)一失，因此電池 具備了 "底線"、"保險(xiǎn)"的后備能源的條件。但遺憾的是，傳統(tǒng)UPS設(shè)計(jì)方案并沒(méi)有給電池組(備用供電電源)發(fā)揮 作用的充分條件，電池組并沒(méi)有直接放在負(fù)載的前面為負(fù)載"保駕"，而是把 它放到了UPS主機(jī)設(shè)備中。因此在市電掉電時(shí)，電池組卻要通過(guò)UPS主機(jī)設(shè)
備中最不可靠的環(huán)節(jié)-逆變器向負(fù)載供電。正是最不可靠的環(huán)節(jié)-逆變器造成 了備用供電電源的不可靠。因此多年以來(lái)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員一直在為解決UPS主機(jī)設(shè)備的可靠性而積極努力，從而造成傳統(tǒng)的UPS供電系統(tǒng)不斷復(fù)雜化、臃腫、成本迅速攀升、效率低下、可靠性難以有效提高的根本原因。
上述問(wèn)題出現(xiàn)的根源在于系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想的認(rèn)知上即不停電供電的主角究竟是主能源？是由UPS設(shè)備組成的供電系統(tǒng)？還是備用能 源？。傳統(tǒng)UPS供電系統(tǒng)的主角是UPS組成的供電系統(tǒng)，因?yàn)槭须姾蛡溆秒?池都要經(jīng)過(guò)UPS設(shè)備組成的供電系統(tǒng)才能像浮在供電。
顯然，本發(fā)明人認(rèn)為主角應(yīng)是備用電源。
因此本發(fā)明人力主把備用能源直接放在負(fù)載前面，市電掉電時(shí)由高可靠 地備用能源直接給負(fù)載供電，那末備用能源不僅可在市電掉電時(shí)向負(fù)載供電， 當(dāng)市電正常而供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，也可保證負(fù)載的正常運(yùn)行。
2、關(guān)于可靠性理論與系統(tǒng)的配置保證IT負(fù)載連續(xù)可靠工作的關(guān)鍵在于主供電電源(市電)和備用供電電 源(電池組)的配置方法。在附圖6給出的傳統(tǒng)UPS供電系統(tǒng)中，配置了兩 路能源市電輸入+UPS系統(tǒng)；備用電池+逆變器。
作為可靠性的判斷應(yīng)該是保證IDC不停電，即當(dāng)主供電一路電源斷電時(shí)，另一路備用電源能否不間斷的可靠地持續(xù)向負(fù)載供電。
備用電源配置方法有兩種串聯(lián)型和直接型A、 串聯(lián)型傳統(tǒng)的UPS供電系統(tǒng)的備用能源配置方法是串聯(lián)型的，如圖7、所示。主 供電電源(市電)(電網(wǎng)+UPS雙變換系統(tǒng))是直接對(duì)負(fù)載供電的，而電網(wǎng)掉 電或系統(tǒng)故障時(shí)，備用供電電源(電池組)可不間斷的投入，但是電池要經(jīng)過(guò)UPS設(shè)備中的DC/AC逆變換環(huán)節(jié)才能向負(fù)載供電。此時(shí)備用供電電源(電 池組)的可靠性模型如圖8所示。根據(jù)當(dāng)前設(shè)備可靠性水平，電池組系統(tǒng)的可靠性R^在0.99左右，而UPS DC/AC逆變器的可靠性只有0.9 (UPS整機(jī)可靠性可達(dá)到0.99，包括了處于 冗余并聯(lián)的靜態(tài)旁路系統(tǒng))，根據(jù)串聯(lián)可靠性模型可計(jì)算出備用供電電源的可 靠性R=0.99x 0.9=0 .891顯然，此時(shí)備用供電電源在系統(tǒng)中的可靠性比設(shè)備本來(lái)具備的可靠性降 低了 10倍。B、直接型(也可稱為并聯(lián)型)由備用供電電源(電池組)直接對(duì)負(fù)載供電，可組成主供電電源(市電) 與備用供電電源(電池組)的并聯(lián)型供電系統(tǒng)，如圖9、所示。此時(shí)主主供 電電源(電網(wǎng)+UPS雙變換系統(tǒng))是直接對(duì)負(fù)載供電的，而電網(wǎng)掉電或系統(tǒng)故 障時(shí)，備用供電電源(電池組)也是直接向負(fù)載供電的，并且可不間斷的投 入。備用供電電源(電池組)的可靠性模型如圖IO所示。顯然，此時(shí)備用供電電源的可靠性保持了電池組本身的原來(lái)所具備可靠 性R產(chǎn)0. 99。比較上述兩種配置方式，其可靠性程度相差10倍。 3、關(guān)于對(duì)"可預(yù)見(jiàn)非突發(fā)性故障"和"不可預(yù)見(jiàn)性突發(fā)故障"可靠性問(wèn) 題的探討本發(fā)明人之所以說(shuō)備用能源(電池組)可靠性高，是因?yàn)樗墓收暇哂?"可預(yù)見(jiàn)和非突發(fā)性"特點(diǎn)在任意一個(gè)系統(tǒng)中設(shè)備可能發(fā)生的故障有兩種類(lèi)型可預(yù)見(jiàn)非突發(fā)性故 障和不可預(yù)見(jiàn)突發(fā)性故障。
在可靠性研究中， 一個(gè)產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)通常是根據(jù)產(chǎn)品生命周期內(nèi)的 失效率參數(shù)或運(yùn)行數(shù)據(jù)計(jì)算的，而設(shè)備在使用維護(hù)過(guò)程中可能進(jìn)行的局部更 換，則不作為可靠性計(jì)算的因素。實(shí)際上對(duì)只存在可預(yù)見(jiàn)非突發(fā)性故障的設(shè) 備，定期的維護(hù)并對(duì)有故障隱患的另部件進(jìn)行更換，這無(wú)異于系統(tǒng)的更新。 從可靠性模型的角度看，這相當(dāng)于在原設(shè)備的可靠性基礎(chǔ)上冗余并聯(lián)上一個(gè) 連續(xù)工作時(shí)間等于設(shè)備維護(hù)周期的可靠性環(huán)節(jié)。以電池組為例，假定電池組的平均故障時(shí)間MTBF-10萬(wàn)小時(shí)，平均三年一次通過(guò)維修更換部分有質(zhì)量 問(wèn)題的電池，這個(gè)等效的可靠性環(huán)節(jié)的連續(xù)工作時(shí)間是3年，26280小時(shí)， MTBF也是26280小時(shí)，則可靠性模型如附圖5所示。
根據(jù)公式<formula>formula see original document page 11</formula>得出
原電池組年可靠度R1=0.9124
等效環(huán)節(jié)年可靠度R2=0.66712
圖11系統(tǒng)的可靠度R=1-(1-A)x(l-R2) = 0.97
可見(jiàn)，對(duì)可預(yù)見(jiàn)非突發(fā)性故障的電池組來(lái)說(shuō)，定期的維護(hù)和更新有故障 隱患的個(gè)別電池，可使其可靠性提高三倍。
4、對(duì)"可預(yù)見(jiàn)非突發(fā)性故障"和"不可預(yù)見(jiàn)突發(fā)性故障"可用性的討論越來(lái)越多的廠商和用戶已經(jīng)形成這樣一個(gè)共識(shí):UPS系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展， 在其性能指標(biāo)已完全滿足計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要求的情況下，真正能為用戶帶來(lái) 價(jià)值的是其可用性。
可用性定義為系統(tǒng)在使用過(guò)程中，可以正常使用的時(shí)間與總時(shí)間之比。
可用性用平均無(wú)故障工作時(shí)間MTBF和平均修復(fù)時(shí)間M7T及表示
可用性高意味著給用戶更多的正常使用時(shí)間，把故障后不可用時(shí)間降到
最低限度。由于電池具備"可預(yù)見(jiàn)非突發(fā)性故障"的特點(diǎn)，使系統(tǒng)消除了 "突發(fā)性 故障"。對(duì)于電池質(zhì)量和性能的變化，使用者有充分的時(shí)間發(fā)現(xiàn)它，并在不影 響系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提下維護(hù)更換，或者安排"計(jì)劃停電時(shí)間"排除故障。這相當(dāng)于把故障停電時(shí)間縮短到O，把系統(tǒng)的可用性提高到1。新的IDC機(jī)房D-UPS供電系統(tǒng)的組成特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)在討論了以上的問(wèn)題后，自然地就得出了一種全新的更具實(shí)用意義本發(fā) 的IDC機(jī)房供電系統(tǒng)。1、 新的IDC機(jī)房D-UPS供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本發(fā)明人新的供電方案的根本特點(diǎn)是把高可靠的備用能源直接配置在 被保護(hù)負(fù)載的前面，在市電掉電和系統(tǒng)故障的兩種情況下都可保護(hù)負(fù)載持續(xù) 不停電供電。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如附圖1所示。A、新的IDC機(jī)房供電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)比較一下圖6 (傳統(tǒng)UPS供電系統(tǒng))和圖l (新的IDC機(jī)房D-UPS供電 系統(tǒng))，可非常明顯地看出兩者在降低成本、降低能耗、降低污染、提高系統(tǒng) 可靠性、提高適應(yīng)性等多方面地重大區(qū)別(1) 備用能源的功能得到充分地發(fā)揮備用能源本身的可靠性比在傳統(tǒng)系統(tǒng)中提高30(10X3)倍，可用性達(dá)到頂 級(jí)"1";備用能源徹底隔離了供電系統(tǒng)中不可預(yù)見(jiàn)、突發(fā)性的故障(UPS、 STS、 ATS等關(guān)鍵設(shè)備)對(duì)負(fù)載的威脅，對(duì)負(fù)載的影響。(2) 從根本上消除了諧波電流對(duì)系統(tǒng)和電網(wǎng)的污染 使負(fù)載電流成為穩(wěn)定地直流，諧波成分從30-70%降到零；
輸入諧波電流降到<5%，輸入功率因數(shù)提高到0.99; 最大限度地減少了諧波電流對(duì)系統(tǒng)和電網(wǎng)的污染；可降低上游設(shè)備(動(dòng)力變壓器、各級(jí)配電開(kāi)關(guān)、油機(jī)等)和傳輸線的容 量，可去掉各環(huán)節(jié)諧波濾波設(shè)備。
(3) 簡(jiǎn)化主機(jī)設(shè)計(jì)、降低成本、提高效率和可靠性去掉DC/AC逆變器和靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)，器件數(shù)量和成本去掉60%; 工作效率高，降低運(yùn)行能源損耗6-8%;不再有輸入與輸出電壓的頻率同步問(wèn)題，不存在環(huán)流問(wèn)題，大大降低了 冗余并機(jī)技術(shù)難度，冗余并機(jī)簡(jiǎn)單可靠，可很方便地組成n+l模塊化系統(tǒng)； UPS輸入電壓范圍可達(dá)+20%， -25%，不再有轉(zhuǎn)旁路±10%的限制； 單相和三相輸入都可對(duì)系統(tǒng)供電，不存在UPS規(guī)格中3/3、 3/1和1/1的 區(qū)別，對(duì)各種供電環(huán)境和使用環(huán)境都適用。
(4) 提高整個(gè)供電系統(tǒng)效率使主機(jī)功率(例如10KVA)提高6-8%;去掉各級(jí)濾波器損耗3-5%; 將系統(tǒng)總效率提高8-10%。
(5) 降低系統(tǒng)建造設(shè)備成本使主機(jī)AC/DC配置成本降低60%;去掉各級(jí)濾波器、負(fù)載前端STS、簡(jiǎn) 化線纜等；系統(tǒng)總成本(購(gòu)置成本和運(yùn)營(yíng)成本)傳統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)可降低 20-30%,傳統(tǒng)冗余結(jié)構(gòu)可降低30，50%;;
(6) 統(tǒng)一電池組(12V, 25節(jié))由于電池組供電不需經(jīng)過(guò)DC/AC轉(zhuǎn)換，電池能量利用率提高10%;而且統(tǒng)一電池組電壓規(guī)格，可獨(dú)立配置，便于標(biāo)準(zhǔn)化和集中維護(hù)管理；(7) 提高系統(tǒng)可用性
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、系統(tǒng)設(shè)備和元器件減少，有利于提高可靠性；
備用供電電源(電池組)與負(fù)載之間消除了低可靠環(huán)節(jié)-UPS逆變器，徹 底隔離了不可預(yù)見(jiàn)突發(fā)性故障(UPS、 ATS等前端設(shè)備)與負(fù)載的聯(lián)系，可使 對(duì)負(fù)載供電的可靠性提高到理想的高度；電池直接配置在負(fù)載前面，新的配置方法把電池的可靠性與傳統(tǒng)配置方 法相比提高30倍；充分利用電池"可預(yù)見(jiàn)非突發(fā)性故障"的特點(diǎn)，把系統(tǒng)可用性提高到1; 真正實(shí)現(xiàn)不僅可在市電掉電時(shí)向負(fù)載供電，當(dāng)市電正常而供電而系統(tǒng)發(fā)生故 障時(shí)，也可保證負(fù)載的正常運(yùn)行。(8)改善系統(tǒng)配置使UPS輸入和輸出都不再有三相電流不平衡的問(wèn)題，負(fù)載機(jī)架電源線纜 減少50%，不再有負(fù)載平衡分配的問(wèn)題。同時(shí)，由于負(fù)載端沒(méi)有電流諧波， 所以不再有零地電壓差的問(wèn)題；并使系統(tǒng)簡(jiǎn)化，制式規(guī)范，對(duì)單相輸入負(fù)載 和三相輸入負(fù)載都可供電；單相和三相輸入都可對(duì)系統(tǒng)供電，不存在UPS規(guī) 格中3/3、 3/1和1/1的區(qū)別，對(duì)各種供電環(huán)境和使用環(huán)境都適用； (9)有利于系統(tǒng)模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。最終可使功率轉(zhuǎn)換設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化，機(jī)架標(biāo)準(zhǔn)化；并使主機(jī)規(guī)格由幾十種 減少到6種，可復(fù)蓋3KW-640KW;電池組電壓規(guī)格由十幾種減少到1種；為 電池配置和結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化提供切實(shí)可行的技術(shù)支持。
權(quán)利要求
1、一種IDC機(jī)房D-UPS供電系統(tǒng)，包括主供電電源(1)、電池組組成的備用供電電源(4)、PFC整流器(2)，其特征在于A、所述的備用供電電源(4)并聯(lián)在由PFC整流器(2)通往計(jì)算機(jī)負(fù)載(3)的供電途徑中，并通過(guò)拔插熔斷器直接接計(jì)算機(jī)負(fù)載(3)的輸入端；B、所述的主供電電源(1)取自于市電，并經(jīng)配置的隔離變壓器變壓處理后送入后級(jí)PFC整流器(2)。
2、 如權(quán)利要求l所述的一種IDC機(jī)房D-UPS供電系統(tǒng)，其特征在于 經(jīng)隔離變壓器處理后的主供電電源(1)的輸出電壓為三相線電壓190V土 25%;單相相電壓190V±25%。
3、 如權(quán)利要求l所述的一種IDC機(jī)房D-UPS供電系統(tǒng)，其特征在于 由PFC整流器(2)的輸出電壓為DC337V。
4、 如權(quán)利要求l所述的一種IDC機(jī)房D-UPS供電系統(tǒng)，其特征在于 所述備用供電電源(4)由25節(jié)12V電池組成。
全文摘要
一種IDC機(jī)房D-UPS供電系統(tǒng)，包括主供電電源(1)、電池組組成的備用供電電源(4)、PFC整流器(2)，其特征在于所述的備用供電電源(4)并聯(lián)在由PFC整流器(2)通往計(jì)算機(jī)負(fù)載(3)的供電途徑中，并通過(guò)拔插熔斷器直接接計(jì)算機(jī)負(fù)載(3)的輸入端；所述的主供電電源(1)取自于市電，并經(jīng)配置的隔離變壓器變壓處理后送入后級(jí)PFC整流器(2)；其中主供電電源(1)的輸出電壓為三相線電壓190V±25％；單相相電壓190V±25％；由PFC整流器(2)的輸出電壓為DC337V；所述備用供電電源(4)由25節(jié)12V電池組成。不僅徹底改變傳統(tǒng)的IDC UPS供電系統(tǒng)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，解決傳統(tǒng)IDC UPS供電系統(tǒng)存在的問(wèn)題，也為該供電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和維護(hù)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。
文檔編號(hào)H02J7/02GK101127453SQ20071009395
公開(kāi)日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2007年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月18日
發(fā)明者張廣明 申請(qǐng)人:張廣明