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240V直流系统与模块化UPS电源的相比

来源:存能电气  日期:2019-04-11 10:13  浏览量:

  240V直流系统与模块化UPS电源的相比。如今,数据中心模块化UPS与240V直流系统在数据中心的应用愈发广泛,成为构成数据中心必不可少的部分。

  模块化UPS对传统UPS的取代已经非常明显,240V直流供电技术逐渐成熟,也提供了交流UPS的替代选择。在未来绿色数据中心,240V直流与模块化UPS俨然是发展方向。本文就240V直流与模块化UPS在多方面作一对比,以期帮助了解如何将两者应用于数据中心当中。

模块化UPS电源.jpg

  240V直流系统

  240V直流电源是由交流市电或三相电输入,数千伏以上或数万伏以上直流电压输出的电源,输出功率数百瓦至数千瓦,一般可稳压或稳流。其特点是体积小、重量轻、效率高、功率大、纹波小、储能低和高稳定度、高可靠性。为了满足不同使用的要求,有些直流高压电源制成稳压稳流自动转换的形式。

  240V直流系统工作原理:240V直流系统同48V供电系统工作原理基本一致,该供电系统是通过将数个冗余整流模块以及蓄电池并联构成。通常情况下,整流模块需要把市电电源转化为240V直流电源,之后为服务器供应电能,并未蓄电池实施充电。一旦市电出现停电状况,则开启蓄电池,有蓄电池为服务器供电,以保证服务器的正常运行。

  模块化UPS电源

  模块化UPS电源是由机架、UPS功率模块、静态开关模块、显示通信模块以及电池组构成。采用了抽屉式、高智能多制式模块化设计,在线热插拔技术,实现在线更换、在线维护,降低了维护难度,实行零停机工作。采用N+X并联冗余无线技术,各模块机架可完全分离,便于用户以后的扩容或减容,使用非常方便。

  240V直流系统与模块化UPS电源的对比

  1.可靠性对比

  240V直流系统供电不需经过DC/AC转换,隔离了供电系统中不可预见、突发性的故障对负载的威胁。模块化UPS电源因为采用了并联冗余设计,每个模块均具备完整的UPS功能,即便任一模块发生不可预见、突发性的故障,也不会对负载供电造成影响。

  2.输入谐波电流及功率因数对比

  因240V直流系统的功率模块技术是从电力操作电源延伸而来,模块的功率范围相对较小,从目前国内主流生产高压直流厂商的技术水平来看,输出功率在5KW(240V/20A)以内的单相整流模块,均采用有源PFC校正技术。

  而高频UPS因为产品设计起点高,投入研发时间久,无论是功率范围或技术的稳定性,都优于240V直流系统模块的技术水准,从目前模块机生产商的技术水平看,无论UPS模块的功率大小,都采用了IGBT整流技术,THDI小于5%,PF大于0.99已成为普遍的应用指标。

  4.工作效率对比

  目前模块化UPS电源的工作效率基本在93%-96%左右,而240V直流系统的功率模块工作效率基本在92%-95%之间,这是因为虽然它减少了DC/AC逆变这个环节,但同样存在PFC整流和DC/DC变换两个环节,而DC/DC变换因为有高频变压器的存在,其效率反而比高频UPS的DC/AC变换(无变压器)降低1%~3%。

  5.技术复杂性

  模块化UPS电源虽然存在上述问题,但数字技术正以人们无法想象的速度在发展着,技术的更新,产品的升级,无时无刻不在重复的发生着,其稳定性早已得到验证。

  240V直流系统并联没有频率同步问题,不存在环流问题,冗余并机更简单。现阶段240V直流供电系统的概率密度较小,占地面积偏大。

  6.负载的适应性

  240V直流系统供电降低了对负载的供电质量,并提高了负载适用范围。模块化UPS电源可以提供稳压精度为1%,电压谐波小于3%的交流电,不存在负载适应性问题。

  7.分配电系统的安全性

  240V直流系统采用悬浮供电模式,但负载输入端和功率模块输出端因为共模接地电容的存在,对地仍存在100V~150V的直流电压,并随着模块和负载数量的增加而愈强。

  而悬浮供电使负载对零地电压的要求无法满足,对人身的安全防护,完全依赖于对地绝缘监测装置,存在误报或漏报的可能。因为直流系统不存在电压过零点问题,而且蓄电池自身内阻非常小,当负载或人为操作不慎短路时,所产生的危害会远远大于交流供电方式。

  240V直流系统与模块化UPS电源的可靠性、可用性、节能效果比传统UPS供电系统有显著提高,这不但是从功率转换设备标准化,机架标准化,电池配置和结构标准化方面评估。

  作为企业,应熟练掌握关于两种供电系统在数据中心应用的相关技术,根据实际情况选用合适的供电系统,以满足用户的需求。

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