金融行業(yè)UPS電源的解決方案

引言

　　隨著(zhù)中國的改革開(kāi)放，近年來(lái)，不斷的有外資銀行涌入中國，對金融行業(yè)市場(chǎng)帶來(lái)一定的影響，引發(fā)新一輪的基礎設施建設以及IT硬件投資的需求。因此，對于IT硬件設備廠(chǎng)商，特別是UPS廠(chǎng)商都帶來(lái)一定的市場(chǎng)機會(huì )。雖然全球金融危機時(shí)至今日尚難言見(jiàn)底，但中國金融業(yè)在全球金融市場(chǎng)中的表現可謂是"風(fēng)景這邊獨好"。隨著(zhù)國家經(jīng)濟刺激計劃的逐步推進(jìn)，銀行的信貸規模迅速擴大，這無(wú)疑有利于中國銀行業(yè)的整體表現。隨著(zhù)金融業(yè)的發(fā)展，全球領(lǐng)先的多元化動(dòng)力管理公司伊頓公司針對銀行業(yè)，提出了UPS電源整理解決方案，并成功應用于某外資銀行。

　　1 對UPS系統的基本要求

　　1.1 寬廣的輸入電壓范圍

　　UPS的輸入電壓范圍代表了UPS適應電網(wǎng)的能力，同時(shí)電壓范圍寬廣也有著(zhù)降低用戶(hù)投資成本，節能環(huán)保的作用，該項目電源系統要求后備延時(shí)時(shí)間在15分鐘和8個(gè)小時(shí)，這樣在系統中就需要投入大量的蓄電池，UPS寬廣的輸入電壓范圍可以有效的減少電池的充放電次數，達到節能環(huán)保的效果。

　　1.2 高整機效率

　　IT機房的用電量非常大，每年花在電上的費用是非常巨大的，所以在選用用電設備時(shí)，效率尤為重要。所以在銀行業(yè)IT機房電源系統在選用UPS時(shí)，效率是非常重要的一項參數。

　　1.3 風(fēng)扇的智能管理功能

　　UPS的散熱基本是靠風(fēng)扇來(lái)完成，如果風(fēng)扇出現故障或者轉速不夠，UPS的運行就會(huì )出現問(wèn)題，而大多廠(chǎng)商的UPS對風(fēng)扇都沒(méi)有預告警的功能，此次項目，針對風(fēng)扇提出了轉速在線(xiàn)檢測的功能，從而能有效的延長(cháng)風(fēng)扇使用壽命。

　　1.4 體積小、重量輕

　　此次IT電源系統機房在11層，要求UPS具有體積小，重量輕的要求，從而能達到機房承重的要求，同時(shí)，動(dòng)力機房空間也非常有限，在選用設備時(shí)在保證設備質(zhì)量的基礎上最好能選擇何積小、重量輕的設備，以便節省機房使用空間。

　　2 對節能環(huán)保的基本要求

　　2.1 符合ROSH環(huán)保要求

　　要求UPS具有綠色環(huán)保功能，其本身也應該符合綠色環(huán)保的要求，所以在選用UPS時(shí)，要看生產(chǎn)廠(chǎng)商是否通過(guò)了RoHs標準。

　　2.2 高輸入功率因數、低輸入諧波電流

　　綠色的UPS一定要有高輸入功率因數，低諧波電流。高輸入功率因數，可以使UPS對市電的利用率提高，減小無(wú)功損耗，達到節能的效果。諧波電流低，可以減小UPS對電網(wǎng)的污染，達到環(huán)保的功能。同時(shí)，提高輸入功率因數及降低輸入電流諧波失真還可以減小UPS輸入端的線(xiàn)纜，保險，空開(kāi)等容量，減少發(fā)電機匹配的容量，降低用戶(hù)的投資成本等等。

　　最好的解決UPS輸入功率因數和諧波電流的問(wèn)題的方法就是選用采用高功率全IGBT整流逆變UPS，這種UPS無(wú)須外加濾波器就可以使用輸入功率因子提升至≥0.99，諧波電流降至3%以下。

　　3 對電池的要求

　　UPS之所以稱(chēng)為不間斷電源，主要的原因是有電池的存在，因此電池能否穩定運行，直接影響著(zhù)UPS的穩定運行，客戶(hù)要求電池采用國外知名品牌，同時(shí)要求對電池進(jìn)行在線(xiàn)的監控，具體要檢測到電池的單體電壓、電流和內阻。

　　從該項目的這幾點(diǎn)需求來(lái)看，UPS的綠色環(huán)保以及UPS的可靠性是用戶(hù)最關(guān)心的重要指標。

　　4 EatonUPS電源解決方案

　　針對于該項目的需求，伊頓公司經(jīng)過(guò)全面的分析后，提供了一套目前在業(yè)內普遍認可的可靠性最高的雙總線(xiàn)供電方案。UPS設備采用伊頓的主打產(chǎn)品伊頓9390-120kVA和伊頓9155-10kVAUPS產(chǎn)品。伊頓9390-120kVAUPS系統產(chǎn)品是伊頓公司推出的三進(jìn)/三出的最新一代的中大容量功率的UPS不間斷電源。功率從40-160KVA,其設計目的是為了滿(mǎn)足當今計算機網(wǎng)絡(luò )系統對集中供電的需要，非常適合各種系統的應用場(chǎng)合。

　　下面針對于客戶(hù)的需求，來(lái)詳細敘述伊頓9390-120KVA系統是如何來(lái)解決的。

　　4.1 綠色節能

　　1）極寬的輸入電壓范圍：伊頓9390-120kVAUPS系統采用的是全IGBT整流逆變技術(shù)，在滿(mǎn)載的情況下可以達到輸入電壓范圍為正負20%，因此最大限度的減少了蓄電池的放電次數。

　　2）極高的整機效率：伊頓9390-120kVAUPS系統在滿(mǎn)載的時(shí)候，整機效率高達94%，而對于該項目UPS是在半載以下的情況下工作，效率仍然高達93%，大大減少了用戶(hù)的運行成本。

　　3）極高的輸入功率因數：伊頓9390-120kVAUPS系統，輸入采用的是IGBT整流技術(shù)，UPS的輸入電流完全的跟蹤輸入電壓，輸入功率因數可以高達0.99。伊頓9390-120KVAUPS系統采用的是主動(dòng)式治理諧波的方式，伊頓高頻開(kāi)關(guān)技術(shù)的優(yōu)越性，使得UPS本身就不會(huì )產(chǎn)生諧波，因此無(wú)需治理，諧波含量很容易的就控制到5%以?xún)取?/P>

　　4.2 可靠性

　　1）風(fēng)扇管理：伊頓9390-120KVAUPS系統的風(fēng)扇采用的是抽屜式的結構，便于更換。采用N+1式冗余風(fēng)扇，任何一只風(fēng)扇發(fā)生故障，都不會(huì )影響整機的冷卻效果。

　　2）DSP數字控制：伊頓9390-120kVAUPS系統采用了32位DSP數字控制芯片，在UPS系統內部全部為數字控制，整機內部沒(méi)有一塊電位器，不僅僅提高了對事件的處理速度，同時(shí)也大大提高了整機運行的可靠性，避免了模擬控制隨著(zhù)時(shí)間的變化，參數漂移的缺陷。

　　3）控制電源：對于UPS本身的核心電源，伊頓9390-120kVAUPS系統內部是采用兩塊冗余的邏輯電源作為它的核心控制電源，任何一塊電源發(fā)生了故障，都不會(huì )影響整機的正常運轉。

　　4）輸出變壓器：對于伊頓9390-120kVAUPS系統，標準配置不含輸出隔離變壓器，因為采用IGBT整流技術(shù)的UPS，不需要變壓器就可以直接逆變輸出380V。

電池在線(xiàn)檢測系統e#

　　4.3 電池在線(xiàn)檢測系統

　　針對于該項目，伊頓提供美國GNB原裝電池，為了滿(mǎn)足電池單體在線(xiàn)測試的要求，伊頓公司配置了全球先進(jìn)的在線(xiàn)電池管理系統CellWatch系統。Cellwatch系統是美國NDSL公司的主打產(chǎn)品，憑借其優(yōu)越的性能，已經(jīng)廣泛的應用在UPS以及開(kāi)關(guān)電源的行業(yè)中，為全世界的廣大用戶(hù)，節省了電池方面的運行成本。

　　CellWatch電池監控系統可以實(shí)時(shí)在線(xiàn)的監測到各個(gè)電池單元的工作狀態(tài)，電池電壓、電流、溫度以及電池內阻。同時(shí)通過(guò)監測CU單元中的4個(gè)告警干接點(diǎn)信號，可以方便的通過(guò)RS485總線(xiàn)，將告警信息上傳到TMS系統中。通訊方式可以基于MODBUS-TCP/IP協(xié)議來(lái)傳送，也可以基于RS485來(lái)傳遞告警信息。

CellWatch系統原理圖

　　5 系統方案原理圖

　　本項目采用雙電源供電系統，每路總線(xiàn)由兩臺9390-120kVAUPS組成1+1并機系統，同時(shí)，還配置了9155-10KVAUPS，為用戶(hù)的小型服務(wù)器提供不間斷的供電保護。

　　該系統優(yōu)勢：兩路總線(xiàn)是完全獨立的系統，當其中任何一路總線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)，由另外一路總線(xiàn)自動(dòng)的承擔全部負載。同時(shí)，并機UPS系統配置了手動(dòng)維修旁路開(kāi)關(guān)，在保證為用戶(hù)提供不間斷電源的同時(shí)，進(jìn)行UPS的在線(xiàn)維修。變壓器也配置了維修旁路開(kāi)關(guān)，能夠方便用戶(hù)實(shí)時(shí)的對隔離變壓器的各個(gè)接線(xiàn)端子進(jìn)行檢修。另外，該系統在設計的初期就考慮到用戶(hù)機房空間的問(wèn)題，因此，所有的UPS和隔離變壓器都是靠墻擺放的，均是真正的前維護產(chǎn)品，詳情請參考機房平面布置圖。

雙總線(xiàn)電源供電系統原理框圖

　　從上圖可以清晰的看到，每路總線(xiàn)都是配有發(fā)電機作為其后備電源，同時(shí)，兩路總線(xiàn)的市電輸入是不同的市電輸入，最大限度的保證了UPS始終能處于正常的工作狀態(tài)。

并機系統深化圖

　　上圖為每路總線(xiàn)的1+1并機系統深化圖，對UPS和隔離變壓器都配置了相應的維修開(kāi)關(guān)，同時(shí)，每臺UPS系統，都配置了相應的電池組，以達到不間斷的為用戶(hù)提供可靠純凈電源的目的。

　　6 結語(yǔ)

　　在政府的宏觀(guān)調控下，我國的金融行業(yè)并沒(méi)有出現象發(fā)達國家金融機構那樣動(dòng)蕩的局面，這為中國UPS市場(chǎng)的發(fā)展提供了良好的外部環(huán)境。同時(shí)，在金融危機的惡劣影響下，大量的外資銀行不斷的涌入中國大陸市場(chǎng)，這必將導致UPS的金融市