高频UPS与工频UPS相比较的优势

高频UPS与工频UPS相比较的优势高频UPS指的是输入输出电路都工作在20kHz以上，且没有输出变压器电路的UPS。而传统的工频UPS由晶闸管整流器、IGBT逆变器、旁路和工频隔离变压器组成，其整流器和变压器工作频率均为工频50Hz，因此称为工频UPS。从UPS技术的发展趋势来看，目前高频UPS与工频UPS相比具有以下一些优势：输入功率因数高、本身功耗小、对外干扰小、体积小、重量轻、全数字技术、对电网的适应能力强等。1、输入功率因数高工频机UPS一般在200kVA以下的输入电路都采用了可控硅6脉冲整流，输入功率因数不超过0.8，谐波电流有30%之大。如果前面接发电机，发电机的容量至少要3倍于UPS功率；如果是单相小功率UPS，发电机的容量至少要5倍于UPS功率。但是，任何容量的高频机UPS的输入功率因数都可做到0.99或甚至以上，谐波电流小于5%，前置发电机的容量理论上和UPS功率相同，大大缩减了投资和占地面积等。尤其是对市电的充分利用具有良好的经济意义和社会意义。2、本身功耗小在同样指标下，比如要求输入功率因数为0.95以上时，工频机UPS就必须外加谐波滤波器或改为12脉冲整流，就是说前面要增加一个设备，再加上输出变压器，就比高频机UPS多了两个环节。由于此二者的影响，使得工频机UPS的效率比高频机UPS低5%。在同样是100kW的容量时工频机UPS每年要比高频机UPS多消耗5万度电。3、对外干扰小UPS的干扰一般有两种，一种是听得到的机械噪声，一种是听不到的电噪声，这两种噪声工频机UPS都有，形成了对设备和对人的伤害。电噪声影响机器的稳定度，机械噪声影响人的身心健康，降低工作效率。而高频机UPS由于工作在20kHz以上，20kHz是人的耳朵听不到的频率，使工作环境安静下来。又由于一般的高频机UPS的输入功率因数高达0.99以上，几乎是线性，所以对外干扰几乎为零。4、体积小、重量轻工频机UPS由于有了输出变压器和适应50Hz的电感电容等低频器件使得体积重量都很大。比如某品牌200kVA工频机UPS重1380kg，而同是这一厂家的250kVA高频机UPS重量只有830kg。5、全数字技术工频机UPS开始是模拟技术，现在一般发展为数字与模拟相结合的技术。模拟技术的可靠性要比数字技术低。而高频机UPS技术是一种全数字化技术，不言而喻，可靠性是很高的。6、对电网的适应能力强工频机UPS对于适应输入电压±15%的变化已很不易；而高频机UPS甚至适应输入电压±30%以上的变化，这又大大延长了UPS的电池寿命。7、能将并机环流衰减到几乎为零工频机UPS的并联就是变压器的直接并联，而变压器的直接并联最容易产生环流，而且这个环流的路径畅通无阻；高频机UPS由于没有输出变压器，它们的环流路径上处处是障碍，小于2V的电压差根本形不成环流，而工频机UPS在此情况下就会形成很大的环流。总之，高频机UPS在性能上不但能完全替代工频机UPS，而且还具有很多后者没有的特点。其中，高频机在节能环保方面的优势是无可比拟的，这恰恰符合了低碳经济时代下的发展要求。首先，高频机UPS的节能效果十分显著，根据ICT的研究显示，目前主流厂商的高频机UPS的输入功率因数已经能达到0.95甚至更高，而传统工频UPS的功率因数一般在0.8左右，如果拿100KVA的高频机UPS比同容量的工频机UPS每年至少节约5万度电左右。同时，对于大型机房而言，通过对多台工频机并联来实现机房的供电，那将会占用更大的机房面积，产生更多的电力消耗，而使用大功率的高频机UPS的节点效果更加明显。其次，在环保方面，高频机UPS也有不少的亮点。根据ICT的研究，工频UPS产生的谐波电流在30%左右，而高频UPS产生的谐波电流在5%以下，显然工频机UPS对电网造成的影响更大，同时为了解决谐波问题，需要加装更多的谐波滤波器或相应的其他设备，而高频机UPS在谐波的控制上有很大的优势。同时，工频机UPS产生的噪声较大，而高频机UPS在噪声方面有很大的改进。模块化UPS的独特优势模块化UPS不但具备单机UPS的一些优点，而且还有很多独特的优点。具体来说，主要包括以下六个方面：1．节约资金模块化UPS基本上都是高频化结构。采用模块化结构UPS，持续运行的数据中心就可以边计划，边投资，边建设。这样用户可以更加合理地利用资金，缓解了一次性投资过高的压力。2．可靠性高单机UPS在组合完成后可靠性就不能再改变了。但模块化UPS的可靠性会随着组合的变化而改变。假设一个单机UPS和一个模块UPS的可靠性R1=0.99，即故障率是1%，那么，一个100kVA的单机UPS可靠性就是0.99。而120kVA的模块UPS，如果每个模块是20kVA，就是5+1的组合，这时的可靠性R5+1就是：R5+1=1-(1-r5)(1-r)=1-(1-0.997)(1-0.99)=0.999021可见，这时模块化UPS可靠性比单机时几乎提高了10倍。如果采用4+2组合，其可靠性R4+2就是：R4+2=1-(1-r4)(1-r)2=1-(1-0.941480)(1-0.99)2=0.9999941此时可靠性比单机时几乎提高了100倍。而且，随着负载的减小，可靠性还会增大。假如负载定位是100kVA，实际负载在80kVA以下时，就可以用4+2的组合，故障率比单机时降低100倍。如果实际负载低于60kVA，就可以是3+3的组合，可算出故障率比单机时降低1000倍。这是单机UPS无论如何都无法做到的。3．并联冗余性好模块化UPS在设计初期就充分考虑到了冗余性并进行了很好的规划，不论是从电路上，还是从结构上，都是作为一个整体来考虑的。这样，模块就既可以分开，又可以组合。一般来说，单机UPS结构在并联板和各单机之间的通信需要通过信号线来连接。一旦信号线接触不良，并联就会失败。而且，不少UPS单机电路是移植而来的，只是添加了并联功能，没有考虑到和以前的电路的冲突。正因为如此，单机UPS在组合后正常运行时，还会因为有的单机同步失谐而停止工作，埋下故障的隐患。4．动态扩展性好更换单机UPS时，尽管有手动旁路，由于需要更换的UPS模块输出端仍和其它模块一起连在负载上，有电压存在，不能带电操作，因此就无法在线更换，供电的连续性无法得到保证——除非在装机前预装了隔离开关，但是对大功率设备来说，这样做是很不经济的。但是，模块化UPS可以在线热插拔和热更换，保证了供电的连续性。5．延长供电电源的使用寿命一般来说，用户希望数据中心的使用寿命越长越好，但设备的实际使用寿命却不尽如人意。通常，UPS的使用寿命最多只有10年，因为机器中大量电解电容器的寿命很短，而且无法在线更换。使用单机UPS供电时，用户不得不先停机再更换部件，而且更换的周期比较长，少则数小时，多则数天。这样不利于设备寿命的延长。采用模块化结构后，一个模块就成了一台UPS。这样，在冗余的情况下，用户也可以进行热更换，即使是重达几百公斤的300kVA模块，也可以从机柜中取出来进行在线热拆卸。数据中心的连续供电问题解决后，其他问题就好办多了——因为金属机架如果做得好，用几十年也不会坏。6.绿色环保环保就是没有污染。污染又分为自然环境的污染、电气环境的污染。模块化结构可以降低这两种污染。自然环境的污染主要包括声音污染和大气污染。由于模块化结构绝大多数都是高频化结构，工作频率都在20kHz以上，这超出了人的听觉范围，所以这时UPS不会像工频机那样，变压器和电抗器都发出令人心烦意乱的噪音，影响工作情绪。至于大气污染，值得一提的是，模块化UPS都要符合RoHS指令。7.容易管理模块化UPS的易管理主要体现在以下几个方面:容易更换。在模块化UPS中，应用最多的是20kVA以下的模块。这种模块一般重量在20kg左右，一个人就可以搬动。许多模块化机柜面板上的LCD都有人性化的图示。如果某一模块出现故障，LCD上就会出现明确标志，值班人员只要根据机上标示就可以轻松更换模块。方便增容。假设一个机房规划的IT用电量是100kVA，但目前只有20kVA的负载。如果这时选择HIFT120kVA模块化UPS，该UPS的模块单元是20kVA，就可先配置1+1组合，尚有4个空位，以后可以根据IT的增容情况来逐步增加电源模块。方便移动机房搬家是经常会发生的情况。单机UPS由于重量很大，又不可拆卸，搬运起来相当复杂和费力。而模块化UPS改变了这种状况，让机房搬家变得更加容易。