在當(dāng)今高度互聯(lián)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的商業(yè)環(huán)境中,對持續(xù)清潔能源的需求怎么強(qiáng)調(diào)都不為過。即使是最短暫的停機(jī)時(shí)間也可能對組織造成毀滅性的打擊,無論其規(guī)?;虼怪毙袠I(yè)如何。不僅目前的停機(jī)價(jià)格估計(jì)為每分鐘5,600美元,而且計(jì)劃外事件可能導(dǎo)致設(shè)備損壞、數(shù)據(jù)丟失、錯(cuò)失機(jī)會(huì)和聲譽(yù)受損。
值得慶幸的是,不間斷電源系統(tǒng)(UPS)是最簡單、最具成本效益的解決方案之一,可幫助公司避免停機(jī)帶來的不受歡迎的后果。但是,有幾種不同類型的系統(tǒng)可供選擇,而不同類型的UPS電源在不同的環(huán)境中發(fā)揮著最大的效率,不同類型的UPS不間斷電源在不同應(yīng)用中發(fā)揮著不同作用。
一、什么是UPS不間斷電源:
UPS不間斷電源又名UPS備用電源,是一種備用系統(tǒng),可在市電供電發(fā)生故障時(shí)提供備用電力。通過提供足夠的時(shí)間來安全關(guān)閉敏感設(shè)備,UPS備用電源有助于防止數(shù)據(jù)丟失,并最大限度地減少硬關(guān)機(jī)對電子設(shè)備的壓力。但是,保護(hù)設(shè)備免受完全斷電并不是需要UPS不間斷電源系統(tǒng)的唯一原因。根據(jù)UPS備用電源型號(hào)的不同,這些系統(tǒng)還可以保護(hù)連接的設(shè)備免受常見的電源問題和不安全的輸出電壓波動(dòng)的影響,這些問題和不安全的輸出電壓波動(dòng)可能會(huì)損壞電子設(shè)備、縮短使用壽命并影響性能。
二、UPS不間斷電源如何工作:
UPS不間斷電源本質(zhì)上是一個(gè)帶電池的儲(chǔ)能系統(tǒng),它將市電與負(fù)載設(shè)備相連,當(dāng)電流下降到電壓不足或發(fā)生完全停電時(shí),UPS不間斷電源為連接的負(fù)載設(shè)備供電。如果發(fā)生停電,UPS會(huì)立即切換到電池,將電池中存儲(chǔ)的電量轉(zhuǎn)換為負(fù)載設(shè)備所需的交流電為設(shè)備提供持續(xù)的電源,電池所提供多長時(shí)間的電能因系統(tǒng)而異,時(shí)間范圍從幾分鐘到幾小時(shí)不等。
根據(jù)UPS不間斷電源系統(tǒng)設(shè)備的功率和技術(shù),UPS不間斷電源能夠保護(hù)單臺(tái)計(jì)算機(jī)到整個(gè)數(shù)據(jù)中心。UPS備用電源對于關(guān)鍵任務(wù)環(huán)境至關(guān)重要,它可以在斷電期間保持計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和IT設(shè)備的安全和運(yùn)行,直到可以激活發(fā)電機(jī)或保護(hù)設(shè)備(如服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)組件)可以正確關(guān)閉,從而防止數(shù)據(jù)丟失和正在進(jìn)行的工作。除了在供電故障期間提供備用電源外,UPS還提供不同程度的保護(hù),以防止其他破壞性電源問題,包括電壓驟降、浪涌、掉電、線路噪聲、頻率變化、過電壓條件以及開關(guān)瞬態(tài)和諧波失真。
三、UPS不間斷電源系統(tǒng)的類型:
UPS不間斷電源系統(tǒng)有三種主要拓?fù)洌簜溆?、線路交互和在線式。每種類型的UPS不間斷電源拓?fù)洳粌H針對電源問題提供不同級(jí)別的保護(hù),而且在對電池提出不同頻率要求的同時(shí),以不同的方式實(shí)現(xiàn)備用電源的供應(yīng)。
1.備用UPS不間斷電源:
備用技術(shù)也稱為離線式UPS或無源式UPS,它提供最基本的保護(hù)類型,允許設(shè)備使用輸入的市電運(yùn)行,直到檢測到問題。在備用UPS電源中,連接的設(shè)備通過直接交流連接接收市電,在需要備用電源之前,設(shè)備基本上保持暫停狀態(tài)。備用UPS電源將切換到電池,以在電源故障時(shí)保護(hù)連接的設(shè)備,并針對常規(guī)的驟降和浪涌進(jìn)行調(diào)整。輸電后的轉(zhuǎn)換時(shí)間一般以毫秒為單位,雖然開關(guān)不是瞬時(shí)的,但在大多數(shù)情況下不會(huì)中斷流向設(shè)備的電力。如果預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)長時(shí)間的停電,UPS電源的電池備用電源將允許安全關(guān)閉,從而使設(shè)備和數(shù)據(jù)受到保護(hù)。
由于備用拓?fù)洳粫?huì)緩沖設(shè)備免受其他常見電源異常的影響,因此它最適合不會(huì)頻繁中斷的非關(guān)鍵和要求不高的家庭網(wǎng)絡(luò)和辦公環(huán)境。雖然備用UPS電源是最便宜的UPS不間斷電源類型,但這種拓?fù)涞娜秉c(diǎn)是它經(jīng)常使用電池,這會(huì)縮短運(yùn)行時(shí)間和使用壽命。
2.在線互動(dòng)式UPS不間斷電源:
具有線路交互拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的UPS不間斷電源旨在像備用UPS電源一樣保護(hù)連接的設(shè)備免受電源故障、電壓驟降和浪涌的影響,同時(shí)還提供針對電壓尖峰和電壓降的保護(hù)。在線交互式UPS不間斷電源通常用于保護(hù)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和IT應(yīng)用,由微處理器控制,該微處理器監(jiān)控輸入電力的質(zhì)量并對波動(dòng)做出反應(yīng)。除了提供比備用UPS電源更多的保護(hù)外,線路互動(dòng)單元還提供更好的功率調(diào)節(jié)和調(diào)節(jié),這有助于延長電池壽命。
線路交互式拓?fù)涞淖畲髢?yōu)點(diǎn)之一是,它可以在不使用電池的情況下補(bǔ)償欠壓和過壓情況。在正常電力條件下,在線互動(dòng)式UPS電源通過浪涌、噪聲、濾波器和電壓調(diào)節(jié)器將輸入功率傳遞給連接的設(shè)備,而逆變器則在停電期間為電池充電以備緊急使用。但是,如果電壓在額定范圍之外波動(dòng),UPS不間斷電源依靠內(nèi)置的自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器(AVR)將輸出電壓增加或減少到可接受的水平。只要輸入電壓保持在安全范圍內(nèi),在線互動(dòng)式UPS不間斷電源系統(tǒng)就可以在不使用電池電源的情況下調(diào)節(jié)輸出電壓。這一優(yōu)點(diǎn)可以防止頻繁切換到電池,這可能會(huì)耗盡用于停電的備用電量并縮短電池壽命。在停電期間,在線交互式UPS不間斷電源將存儲(chǔ)的電池功率轉(zhuǎn)換為穩(wěn)壓的交流輸出功率,以支持連接的設(shè)備負(fù)載。
3.在線式UPS不間斷電源:
雖然備用和線路互動(dòng)式UPS電源提供不同程度的電源調(diào)節(jié),但在線或雙轉(zhuǎn)換UPS不間斷電源,在提供持續(xù)保護(hù),防止最常見的電源問題,無論任何傳入的不穩(wěn)定因素如何,都能提供一致的清潔電力。在線UPS不間斷電源的輸出電壓通過一系列交流到直流轉(zhuǎn)換來完成,然后進(jìn)行直流到交流的轉(zhuǎn)換。當(dāng)交流輸入功率超出線路交互模式的預(yù)設(shè)容差時(shí),在不規(guī)則的功率或短暫的干擾期間,在線UPS電源會(huì)切換到在線雙轉(zhuǎn)換模式,將設(shè)備與輸入電源完全隔離。如果電源完全失效,或者輸入功率超過整流器的容差,UPS不間斷電源將依靠電池來保持負(fù)載運(yùn)行,然后在安全的情況下轉(zhuǎn)換回高效模式。
在線式UPS不間斷電源是關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用或涉及高度敏感設(shè)備的應(yīng)用的最佳選擇,例如數(shù)據(jù)中心、通信集線器和其他需要持續(xù)清潔能源的設(shè)施,在這些應(yīng)用中,連續(xù)的清潔能源是關(guān)鍵業(yè)務(wù)要求。它們在特別容易產(chǎn)生臟電的環(huán)境中也很有益。
四、UPS不間斷電源的優(yōu)勢:
雖然部署UPS不間斷電源有很多好處,但首先,它們可以防止市電故障,而市電故障的發(fā)生率正在急劇增加。雖然停電可能由各種各樣的問題引起,包括車禍、動(dòng)物干擾和電網(wǎng)負(fù)擔(dān)過重,但惡劣的天氣是電力故障的第一大原因。從大風(fēng)到熱浪,從洪水到凍雨,都是中斷電力的重要因素。
除了在斷電期間保持設(shè)備運(yùn)行外,UPS不間斷電源還充當(dāng)過濾器,以保護(hù)設(shè)備免受電源變化的影響,這些變化可能會(huì)對計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等敏感設(shè)備造成損壞。根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不同,UPS備用電源只允許穩(wěn)定的清潔電源流到達(dá)連接的設(shè)備,這有助于防止可能損壞設(shè)備的常見電源異常。此外,電池備用電源可防止數(shù)據(jù)丟失,并在停電、浪涌或其他功率變化期間節(jié)省正在進(jìn)行的工作的時(shí)間。