科華UPS電源YTG3310參數(shù)尺寸及方案參考

科華UPS電源YTG3310參數(shù)尺寸及方案參考

隨著自動(dòng)化,、信息化地不斷發(fā)展，各行業(yè)對(duì)電力需求越來(lái)越旺盛,，對(duì)電力保護(hù)要求越來(lái)越高,，UPS電源作為保障供電穩(wěn)定性和連續(xù)性的重要設(shè)備，已廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域,。UPS電源發(fā)展到現(xiàn)在,，市場(chǎng)上有著各種各樣的機(jī)型，其中工頻機(jī),、高頻機(jī),、模塊化機(jī)型是目前UPS電源市場(chǎng)上常見的三種機(jī)型,，本文從基本原理及應(yīng)用特點(diǎn)介紹這3種機(jī)型，進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比,，以供用戶選型參考,。

在說(shuō)工頻機(jī)高頻機(jī)之前，我們先明確下高頻機(jī),、工頻機(jī)的定義,。國(guó)外沒(méi)有高頻機(jī)工頻機(jī)的說(shuō)法，他們定義有變壓器型和無(wú)變壓器型UPS,，即Transformer UPS和Transformer-less UPS,。國(guó)內(nèi)以整流器的調(diào)制頻率來(lái)區(qū)分，整流器的調(diào)制頻率為工頻(50Hz)調(diào)制的,，定義為工頻機(jī),，整流器采用高頻(上千Hz)調(diào)制的，定義為高頻機(jī),。

另外UPS從外形結(jié)構(gòu)上來(lái)區(qū)分的話,，有機(jī)架式(RacktypeUPS)、模塊化(ModularUPS)和塔式(TowertypeUPS)機(jī)型,。這個(gè)相對(duì)比較好理解,，便于安裝在標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜里面結(jié)構(gòu)的UPS稱為機(jī)架式UPS，功率單元,、旁路切換單元采用模塊化結(jié)構(gòu)組成的機(jī)型稱為模塊化UPS,，整流逆變均是按規(guī)定功率設(shè)計(jì)的整體機(jī)型稱為塔式機(jī)型。通常所說(shuō)的高頻機(jī)和工頻機(jī)指塔式機(jī)型,機(jī)架式UPS只是把小功率(小于20KVA)的塔式機(jī)型的物理結(jié)構(gòu)調(diào)整以適合機(jī)架安裝,，本文不對(duì)機(jī)架式UPS進(jìn)行對(duì)比分析,。

一、工頻機(jī)

工頻UPS即基于變壓器輸出的UPS,使用SCR晶閘管器件作為整流器元件,，整流器調(diào)制工作頻率與電網(wǎng)頻率(50Hz)*,，這種機(jī)型稱為工頻機(jī)。工頻UPS由整流器,、逆變器,、靜態(tài)旁路、維修旁路,、輸出變壓器組成,。輸出變壓器是UPS電源的必要組成部分,起升壓作用。因?yàn)閁PS的整流,、逆變的兩次變換均為降壓環(huán)節(jié)(SCR的管壓降),所以在UPS輸出之前必須有一個(gè)環(huán)節(jié)用于升壓,這個(gè)輸出變壓器就是用來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能的,。

常見工頻機(jī)有2種機(jī)型，6脈沖工頻整流和12脈沖工頻整流機(jī)型,，原理圖如下：

12脈沖整流工頻機(jī)是在6脈沖的基礎(chǔ)上再增加1個(gè)6脈沖整流器和一個(gè)移相變壓器,，這樣能夠帶來(lái)更優(yōu)的整流參數(shù)指標(biāo),，與比6脈沖整流相比，12脈沖整流在輸入功率因數(shù)和諧波電流THDi參數(shù)指標(biāo)上有明顯優(yōu)勢(shì),，其指標(biāo)對(duì)比如下：

目前工頻機(jī)在市場(chǎng)上逐漸萎縮,，特別是在數(shù)據(jù)中心和通訊機(jī)房，已經(jīng)逐漸被高頻機(jī),、模塊化UPS所代替。工頻機(jī)也有其自身特點(diǎn),，在工業(yè)領(lǐng)域,，尤其是石油石化、化工,、制造等行業(yè),，工頻機(jī)仍然是主角，在整個(gè)UPS行業(yè),，工頻機(jī)*保持在30%以上,。

二、高頻機(jī)

高頻機(jī)又有3種常見類型,，在90年代后期,，一種在SCR整流后端增加BOOST升壓斬波電路，將直流提升到UPS輸出所需的電壓,，從而省掉了輸出變壓器,。可以簡(jiǎn)單理解為以直流升壓取代了之前工頻UPS變壓器的交流升壓,，這樣不但成本更低,，把UPS體積和重量大大降低，可以說(shuō)是UPS內(nèi)業(yè)重大技術(shù)革新,。這種無(wú)變壓器的UPS,雖然整流器的前半部分仍然SCR器件,，但其整流后半部分包含IGBT高頻升壓斬波電路，從國(guó)內(nèi)的定義上來(lái)看,，這也屬于高頻機(jī),。目前這種BOOST升壓斬波高頻機(jī)型已越來(lái)越少，只有一些中小功率UPS會(huì)繼續(xù)采用,。

隨著電力電子功率器件和UPS控制技術(shù)的不斷發(fā)展,，先后出現(xiàn)全I(xiàn)GBT機(jī)型和全I(xiàn)GBT+輸出隔離變壓器機(jī)型，即IGBT整流+IGBT逆變無(wú)變壓器機(jī)型和IGBT整流+IGBT逆變有變壓器機(jī)型,，其整流器采用高頻調(diào)整方式,，調(diào)制頻率一般都是上千Hz。

根據(jù)整流器調(diào)制頻率定義的UPS機(jī)型,，3種的高頻機(jī)的原理圖如下：

高頻機(jī)大的特點(diǎn)是無(wú)變壓器,，體積小重量輕,，功率密度大，整機(jī)效率高,，輸入諧波電流小,，因此其發(fā)展前景更被看好，高頻化是電力電子發(fā)展的趨勢(shì),。但從應(yīng)用情況來(lái)看,，高頻機(jī)在環(huán)境適應(yīng)性和抗沖擊能力上仍然不及成熟度更高的工頻機(jī)。

隨著社會(huì)供電環(huán)境對(duì)綠色電源和節(jié)能降耗的產(chǎn)品需求不斷增加,高頻IGBT整流UPS電源技術(shù)有了很大發(fā)展,IGBT器件的可靠性和穩(wěn)定性也有了很大的發(fā)展,，到現(xiàn)在已經(jīng)越來(lái)越多的用戶選擇高頻機(jī),，特別是在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域、金融,、通訊領(lǐng)域高頻機(jī)已是用戶機(jī)型,。

三、模塊化機(jī)型

模塊化UPS是把高頻UPS的功率部分單獨(dú)做成一個(gè)個(gè)功率模塊,，然后每個(gè)模塊并聯(lián)輸出,，另外旁路切換模塊和控制單元也做成模塊單元，這樣整臺(tái)UPS就是一個(gè)個(gè)模塊疊加而成,。模塊化UPS大的特點(diǎn)是,，功率部分很容易實(shí)現(xiàn)冗余功能，只要UPS帶載功率富余量大于單個(gè)模塊功率,，UPS功率部分即可實(shí)現(xiàn)“N+1”冗余,，從而提高UPS供電的可靠性。模塊化UPS還有個(gè)好處就是可用性高,，當(dāng)某個(gè)模塊故障時(shí),，直接更換模塊，維修時(shí)間非常短,，維修非常方便,。另外，模塊化UPS還經(jīng)常提到“邊成長(zhǎng)邊投資”的模式,，即用戶可以在初始建設(shè)時(shí)購(gòu)買較少的功率模塊,，在業(yè)務(wù)增長(zhǎng)用戶設(shè)備增加后再購(gòu)買功率模塊進(jìn)行UPS擴(kuò)容。模塊化UPS的原理結(jié)構(gòu)圖如下：

在高頻機(jī)出現(xiàn)不久后,，模塊化UPS就應(yīng)運(yùn)而生,，模塊化UPS從理論上來(lái)說(shuō)也是高頻機(jī)的一種，只是其結(jié)構(gòu)與普通高頻塔式機(jī)型差別較大,。模塊化UPS對(duì)并聯(lián)控制技術(shù)要求比較高,，早期的模塊化UPS故障率偏高，每次維修更換模塊成本不低，因此選擇模塊化UPS的用戶很少,，不是市場(chǎng)的主流,。但隨著并聯(lián)控制技術(shù)逐漸成熟，模塊化UPS可靠性逐漸提高,，而其高效率和高可用性的特點(diǎn)逐漸被市場(chǎng)認(rèn)可,，尤其是華為攜模塊化UPS重現(xiàn)UPS市場(chǎng)，迅速帶動(dòng)模塊化UPS高速發(fā)展,，其*直線上升,，特別是在IDC信息機(jī)房、金融等領(lǐng)域,，已和高頻塔式機(jī)不分上下,。

四、三種機(jī)型的比較

工頻機(jī),、高頻機(jī)、模塊化UPS三種機(jī)型各有各的特點(diǎn),，我們從成熟度高,、可擴(kuò)展性、冗余性,、整機(jī)效率,、輸入諧波、PF指標(biāo),、占地面積,、快速維修等多方面進(jìn)行比較：

結(jié)束語(yǔ)

工頻機(jī)、高頻機(jī),、模塊化機(jī)型是目前UPS電源市場(chǎng)上常見的三種機(jī)型,，其各有各的特點(diǎn)，滿足不同類型的客戶,。不同類型的用戶,，有其自身的應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)及其負(fù)載特性，作為廠家我們站在客戶應(yīng)用的角度來(lái)選擇適合用戶的機(jī)型,，而不是單純從技術(shù)層面看哪種機(jī)型技術(shù)*,。UPS電源解決的是用電可靠性，*不一定合適,。作為使用者,，應(yīng)該從自身的角度，來(lái)選擇優(yōu)的方案,，從而確定適合自己的UPS電源機(jī)型,。