伊頓愛克賽：不間斷電源要注重防污染

    通信行業(yè)是UPS(不間斷電源)的應(yīng)用大戶，作為整個機房的供電核心，UPS首要的問題是可靠性，然后是安全、綠色、節(jié)能，如果拋開安全談綠色和節(jié)能是沒有意義的。

    一個標準的機房供電系統(tǒng)包括變壓器、柴油發(fā)電機、低壓配電柜、直流開關(guān)電源、UPS、蓄電池，最重要的供電單元是UPS。計算機是UPS的負載，而UPS對市電電網(wǎng)來說也是一個負載。

諧波污染造成功耗嚴重損失

    理想的UPS對電網(wǎng)應(yīng)當是呈現(xiàn)純阻性，也就是說，UPS的功率性因數(shù)最好是1，這樣它對于電網(wǎng)就沒有任何的污染。但現(xiàn)實情況是，我們的UPS普遍采用了50Hz的低頻可控硅整流器，對市電產(chǎn)生了大量的一個諧波反饋污染。擺在所有用戶面前的問題是治理諧波污染，就像我們治理化工廠排放污水一樣。

    諧波的危害很大，它不做功，但卻占用了大量的電網(wǎng)KVA(變壓器單位)資源。諧波導致電網(wǎng)電壓失真度增大，諧波增大使得UPS與發(fā)電機的匹配產(chǎn)生很多問題。通常要求發(fā)電機的功率是UPS的2～3倍，否則UPS將很難啟動，甚至導致用戶開關(guān)經(jīng)常莫名其妙地跳閘。

    諧波的成分非常復雜，諧波的治理遠非提高功率因數(shù)那么簡單。許多人認為加幾個電容器補償一下就好了，但那只是針對諸如電機那樣的線性負載而言的。對于UPS整流器之類的非線性負載，單純的電容補償結(jié)果會適得其反，可能會導致失真進一步加大。

IGBT優(yōu)于傳統(tǒng)脈沖調(diào)制器

    目前市場上關(guān)于治理UPS諧波污染的方式，主要有：6脈沖整流器+輸入濾波器；12 脈沖整流器；12脈沖整流器+輸入濾波器；有源濾波器。這些方式都有一個共同的缺點，那就是先污染后治理。由于UPS采用的是可控硅整流器的結(jié)構(gòu)，不可避免地會造成諧波污染，然后用戶被迫再花費大筆資金來治理諧波污染。如果UPS不產(chǎn)生或很少產(chǎn)生諧波污染，那用戶就無須花錢來治理它了。伊頓愛克賽公司提供的在線式UPS全部采用IGBT(絕緣柵極型功率管)整流方式，它從根本上抑制了電流諧波污染，將其降至3%以內(nèi)。對于UPS領(lǐng)域而言，這種結(jié)構(gòu)是治理諧波的終極解決方案。

    現(xiàn)在很多用戶還習慣用整流器的脈沖數(shù)來評價UPS的好壞，他們會問到IGBT整流器是多少脈沖的。簡單說，IGBT整流器采用脈寬調(diào)制的方式，IGBT載波頻率達到8300Hz，因此可以稱之為8300脈沖的整流器，當然這要比12脈沖整流器好很多。如果用示波器來觀察UPS輸入電壓和電流波形，會看到波形都是非常純凈的正弦波，對于電網(wǎng)沒有任何的反饋污染，它是主動式的諧波治理方式。

    IGBT功率元件作為一種成熟的電力電子元件，已經(jīng)有近20年的歷史了，目前全球所有的廠商，都已把它作為逆變器的元件。伊頓愛克賽公司從2000年起開始把它用于整流器，現(xiàn)在從8伏安到1100伏安的UPS全部采用IGBT整流器和IGBT逆變器。

    我國依據(jù)性能不同，將UPS劃分為3類，就像服裝一樣有一級品和二級品。最好的UPS是采用IGBT整流器的UPS，它的輸入電壓范圍要在±25%以上，輸入功率因數(shù)要在0.95以上，輸入電流諧波總失真度小于5%。愛克賽的所有在線式UPS都歸屬于最佳的一級品行列。

UPS有效幫助用戶降低功耗

    當今的計算機和服務(wù)器與10年前有很大不同，功率密度極高的刀片式服務(wù)器已經(jīng)非常流行，服務(wù)器普遍采用雙電源供電。而UPS供電系統(tǒng)也普遍采用1+1冗余并聯(lián)，因此，UPS單機所帶的負載都非常低。這樣一來，大家所看到的UPS滿載效率對用戶而言是沒有實際意義的，因為現(xiàn)實中沒有人會將UPS用到滿載，能用到50%就不錯了。因此UPS輕載時的整機效率對于大家反而更有意義。愛克賽 UPS在滿載時可以達到95%的整機效率，在50%負載的時候依然可以達到95%，甚至在25%負載時整機效率依然可達94%。

    愛克賽UPS達到95%的整機效率的前提是已經(jīng)保證了UPS輸入功率因數(shù)是大于 0.99，輸入諧波失真小于3%，而且當負載只有50%時，也可以達到95%。而同類產(chǎn)品如果要達到同樣的指標，還需要加眾多的選件例如輸入濾波器，12 脈沖整流器等，每個額外選件都會進一步降低UPS的整體效率。所以，12脈沖整流器，會降低效率2%，有源濾波器會使系統(tǒng)效率降低4%，因此在實際測量時許多12脈沖UPS的整機效率尚不足88%。

    很多人在采購UPS時只關(guān)注了UPS價格本身，殊不知UPS的使用成本要遠遠高于其自身的價值。

    舉例而言，1臺200KVA的UPS它的采購價約在50萬元左右，但是它一年的電費卻是200×24×365=1752000元，即175萬元，UPS每年的電費是其自身價格的3倍。如果我們做個比較，一臺愛克賽9395系列 200KVA UPS整機效率為95%，而一臺12脈沖整流器的效率卻僅為88%左右。在10年的UPS壽命周期內(nèi)，愛克賽UPS所節(jié)約的電費200×0.07×24× 365×10=122萬元。耗電會以熱量的形式散發(fā)出來，這樣用戶還要支付大量的電費供用戶空調(diào)制冷，而UPS在不知不覺中為用戶節(jié)約了200多萬元的電費。

    現(xiàn)在有些廠家的UPS采用旁路節(jié)能模式，它的原理是如果旁路電壓在一定范圍內(nèi)時， UPS直接通過旁路供電，此時UPS效率非常高，但這種高效是以犧牲負載安全為代價的。因為這個時候的UPS整流逆變器并沒有供電，電網(wǎng)中的各種瞬態(tài)干擾直達負載，UPS沒有隔離作用。而且當市電停電的時候，UPS切換是中斷的。只有當UPS處于在線雙變換模式下時，它才能為負載提供全面的供電保護。如果是以負載安全為代價來換取高效的話，我想沒有任何人會認可。

    還有一點提醒，那就是很多的用戶在UPS開機后并沒有做假負載的測試，因為他們找不到那么大功率的假負載。愛克賽UPS自身可以提供模擬假負載測試，我們稱之為EASY LOAD專利技術(shù)，UPS內(nèi)部可以產(chǎn)生一個滿載測試。同樣，我們可以做滿載的電池放電測試。這樣的話，通過這種方式我們可以測試出系統(tǒng)的所有的環(huán)節(jié)，消除 UPS內(nèi)部因為接線不牢固，松脫等潛在的隱患。因為UPS一旦投入正式運行后就不方便停機檢修了。愛克賽的這一測試功能可以為用戶發(fā)現(xiàn)隱患，同時節(jié)省 50000多元的假負載租賃、電費和電纜連接成本。