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科士達(dá)UPS電源專用蓄電池12v150ah

數(shù)據(jù)中心對于能源供應(yīng)的技術(shù)要求

數(shù)據(jù)中心對于能源的供給，其最典型的特點是“可持續(xù)性”，今天數(shù)據(jù)中心的可用性或者uptime而言，其核心也是保證數(shù)據(jù)中心的持續(xù)性，盡量減少中斷的次數(shù)和中斷的時間，如果從市場上的主流商業(yè)IDC的合同中的服務(wù)級別協(xié)議（ServiceLevelAgreement）中，都有關(guān)于持續(xù)供應(yīng)的可用性的描述，通常是用百分比和數(shù)字進(jìn)行約定的。

3、數(shù)據(jù)中心能源消耗的分類

（1）對于數(shù)據(jù)中心能源消耗的分類，主要分為以下幾種：

①電力能源的消耗：所有的IT設(shè)備，必要的輔助設(shè)備，諸如制冷系統(tǒng)的冷機(jī)，水泵，精密空調(diào)，已經(jīng)對應(yīng)的控制系統(tǒng)在絕大多數(shù)情況下，都需要電力供應(yīng)，都在消耗電力能源。

②水的消耗：在數(shù)據(jù)中心中水的消耗經(jīng)常被忽視，當(dāng)分析被忽視的原因時候，發(fā)現(xiàn)主要是受到一些設(shè)計和技術(shù)上的限制所致，比如制冷系統(tǒng)采用DX系統(tǒng)，其對水的消耗主要體現(xiàn)在加濕方面，其耗水量很小。隨著冷凍水系統(tǒng)的逐漸在數(shù)據(jù)中心被大量采用，其對于水的消耗也迅速增長，當(dāng)然，數(shù)據(jù)中心的投資者和運(yùn)營者每月的賬單中會看到水費(fèi)賬單的變化。如果從資源供給的角度來看，對于整個地球而言，在目前，水的缺乏遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電力的缺乏，當(dāng)然這里的水是指需要被凈化處理后的水。除此之外，在數(shù)據(jù)中心中關(guān)于把水作能源的案例，最典型的應(yīng)該是google利用河水，海水等來制冷，利用水的溫差和循環(huán)來達(dá)到制冷的目的，理論上，水并沒有發(fā)生相變（諸如水的蒸發(fā)），但是水的溫度發(fā)生了變化，是否對環(huán)境產(chǎn)生影響，截至到目前，依然存在爭議。

③油的消耗：通常情況下，為了保證數(shù)據(jù)中心的可用性，數(shù)據(jù)中心在初始設(shè)計的時候都配置了柴油發(fā)電機(jī)。如果純粹從可用性的角度來看，電網(wǎng)供電并不在數(shù)據(jù)中心投資者和運(yùn)營者的控制范圍內(nèi)，而柴油發(fā)電機(jī)是其資產(chǎn)，其可以產(chǎn)生源源不斷的電力輸出，其可控制性可能更好，之所有采用電網(wǎng)供電，主要還是從經(jīng)濟(jì)性的角度來考慮（這基本是國外數(shù)據(jù)中心投資者和運(yùn)營者的邏輯）。因此，在電網(wǎng)供應(yīng)相對穩(wěn)定的地區(qū)，油的消耗并不是很高。

④氣的消耗：這里的氣指的是天然氣，有些數(shù)據(jù)中心采用天然氣發(fā)電，因此也存在著消耗，無論是作為數(shù)據(jù)中心的主用，還是備用，在技術(shù)實現(xiàn)的角度來看，都是非常成熟和可靠的。但是，從目前市場上的數(shù)據(jù)中心調(diào)查上來看，比例非常小，甚至是屈指可數(shù)。但并不表明這種技術(shù)不成熟，只是在目前的數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用比較少而已。

⑧其他：雖然市場上罕見，但的確看到一些可能性，諸如可以向當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)公司直接購買冷量。在高寒地區(qū)的冬天，對于一些設(shè)備和輔助區(qū)域，也可以向當(dāng)?shù)毓峁局苯淤徺I熱量。

（2）電力

雖然今天可以看到了一些數(shù)據(jù)中心新能源的案例，諸如蘋果的利用太陽能能源的數(shù)據(jù)中心和GOOGLE用的風(fēng)力能源作為數(shù)據(jù)中心的能源供給。但是，目前，無論在全球和國內(nèi)的數(shù)據(jù)中心幾乎都利用電力能源作為數(shù)據(jù)中心的主要能源供給來源。

截至2011年底，全國電力裝機(jī)達(dá)到10.6億千瓦，超過美國成為世界第一電力裝機(jī)大國，火電在裝機(jī)總量中所占比重長期保持在70%以上。

電網(wǎng)從歷史發(fā)展來看，可以分為四個階段：電廠直配城市網(wǎng)、省區(qū)電網(wǎng)、跨省大區(qū)電網(wǎng)和跨大區(qū)聯(lián)合電網(wǎng)。

隨著用電量不斷增長，大型水電、火電和核電的建設(shè)，地區(qū)間電源與負(fù)荷的不平衡以及經(jīng)濟(jì)調(diào)度的需要，必然要求發(fā)展輸電和聯(lián)網(wǎng)，電壓等級也隨之逐步提高。從最初較低電壓水平的6-10kV經(jīng)歷35kV、110kV和220kV，發(fā)展到超高壓的330kV、500kV和750kV電網(wǎng)，并且還有繼續(xù)上升的趨勢。

如果從裝機(jī)量和發(fā)電量來看，似乎中國并不缺電，但中國的發(fā)電廠主要在西北部，用電用戶主要在東部，電網(wǎng)的調(diào)配能力還存在一定瓶頸，局部地區(qū)缺電、讓電、限電現(xiàn)象依然存在。

（3）水

我國是一個干旱缺水嚴(yán)重的國家。我國的淡水資源總量為28000億立方米，占全球水資源的6%，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，名列世界第四位。但是，我國的人均水資源量只有2300立方米，僅為世界平均水平的1/4，是全球人均水資源最貧乏的國家之一。然而，中國又是世界上用水量最多的國家。僅2002年，全國淡水取用量達(dá)到5497億立方米，大約占世界年取用量的13%，是美國1995年淡水供應(yīng)量4700億立方米的約1.2倍。

“中國是一個重度缺水的國家”，水利部水資源司司長吳季松說，這是從水資源對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支撐能力上得出的判斷。據(jù)統(tǒng)計，我國目前缺水總量估計為400億立方米，每年受旱面積200萬~260萬平方千米，影響糧食產(chǎn)量150億~200億千克，影響工業(yè)產(chǎn)值2000多億元，全國還有7000萬人飲水困難。缺水對環(huán)境和人的身心健康都有著嚴(yán)重的影響。以上的這些數(shù)據(jù)充分表明了幾個最需要關(guān)注的觀點：

中國是一個嚴(yán)重缺水的國家，并且水的消耗逐年增長。

伴隨著中國數(shù)據(jù)中心冷凍水系統(tǒng)的逐漸占據(jù)數(shù)據(jù)中心市場制冷的主流，數(shù)據(jù)中心對水的供給能力和消耗量都達(dá)到了一個高度，從綠色網(wǎng)格組織的WUE也讓人們意識到數(shù)據(jù)中心對水資源的供給需求和消耗的重視。

數(shù)據(jù)中心對于水的供應(yīng)目前在中國100%來自于市政供水，這也意味著數(shù)據(jù)中心的相關(guān)利益者需要充分意識到數(shù)據(jù)中心對于水的依賴性和需求量。

對于一個數(shù)據(jù)中心投資和運(yùn)營來說，通常會關(guān)注以下問題：

水對于數(shù)據(jù)中心的重要性：用簡單的一句話來問“沒水不行嗎？”，答案是肯定的，真的不行，沒有水，很難保證數(shù)據(jù)中心的持續(xù)運(yùn)行。

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數(shù)據(jù)中心內(nèi)用水的分類：即數(shù)據(jù)中心消耗用水的分類，哪里需要耗水？通常情況下，主要分為以下幾種類別：

A：數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)用水：如果從數(shù)據(jù)中心日常水的消耗量的各個分類用水的比例來看，這部分水的消耗占據(jù)了相當(dāng)大的比例，甚至是絕對比例。這部分用水主要分兩個子項，一個是加濕用水，即為了保持?jǐn)?shù)據(jù)中心濕度的控制，需要水來來加濕；另外一個是數(shù)據(jù)中心冷凍水系統(tǒng)所需要的水消耗。尤其是采用水冷冷凍水系統(tǒng)的時候，冷卻塔水的消耗量是很大的。

B：消防系統(tǒng)用水：可能有人要問：“我可以采用氣體滅火，可以不用水系統(tǒng)！”在數(shù)據(jù)中心設(shè)計的時候，的確可以考慮采用氣體消防來滅火，并且對于市場上大多數(shù)的數(shù)據(jù)中心而言，其主機(jī)房采用氣體滅火系統(tǒng)的占據(jù)了絕大多數(shù)。但是，在數(shù)據(jù)中心各個功能分區(qū)中，如果把主機(jī)房建筑面積和其他輔助功能分區(qū)面積用數(shù)字做個比例對比的時候，基本的數(shù)字比例大概在1：1.5-2.5之間，換句話說，絕大多數(shù)的輔助功能分區(qū)的面積部分都必須采取水消防系統(tǒng)，或者說采取水消防系統(tǒng)是最合理的，性價比最好的。因此，結(jié)論是：數(shù)據(jù)中心有一定比例的消防系統(tǒng)是通過水消防系統(tǒng)完成的，也必然存在水的消耗。（雖然，對于數(shù)據(jù)中心用戶而言，內(nèi)心希望消防系統(tǒng)永遠(yuǎn)不要真正啟動，永遠(yuǎn)不要發(fā)生火警，但既然水系統(tǒng)是必須的，其必然需要水的供應(yīng)）

C：衛(wèi)生用水：同樣，這部分用水也是必不可少的。數(shù)據(jù)中心日常的運(yùn)行，都需要這部分用水。

D：清潔和保潔：數(shù)據(jù)中心需要保持環(huán)境清潔，這部分用水也將存在。

E：其他用水：諸如室外綠地花園用水等。

在數(shù)據(jù)中心日常水的消耗中，制冷系統(tǒng)水的消耗占據(jù)了絕對比例，因此在這里對于該部分水的消耗做一個簡單的推導(dǎo)。

在對國內(nèi)某數(shù)據(jù)中心的研究中，發(fā)現(xiàn)其每天用于制冷系統(tǒng)用水消耗量很大，如果市政供水發(fā)生中斷1個小時，其所做儲備用水將耗盡，如果那樣，其制冷系統(tǒng)也將發(fā)生問題，如果繼續(xù)惡化，最終的結(jié)果和斷電的結(jié)局是殊途同歸。在意識到這個問題后，不難得出這樣的結(jié)論：水作為數(shù)據(jù)中心必須的一種能源絕對值得足夠的重視，甚至是要放在策略層面上。當(dāng)然，如果制冷系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)生重大變革，水的消耗極具減少，可能就只需要放在戰(zhàn)術(shù)層面來考慮這個問題了。

（4）油

對于數(shù)據(jù)中心而言，所說的油特指的是柴油，即用于柴油發(fā)電機(jī)的柴油，考慮到數(shù)據(jù)中心柴油發(fā)電機(jī)的作用主要是用于當(dāng)電力供應(yīng)發(fā)生中斷的時候，接管數(shù)據(jù)中心電力的繼續(xù)供給，并不作為主要電力供應(yīng)，屬于備用，因此其消耗的柴油量相對比較少。

（5）天然氣

本文所關(guān)注的是天然氣的應(yīng)用和關(guān)鍵特點。

天然氣的采收率高于石油。原生天然氣的采收率一般為40%-70%，而原油的采收率往往低于30%-35%.

天然氣造成的污染要比石油或煤炭輕得多。

天然氣的儲量豐富。

天然氣的使用受到的限制：

地緣政治和當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)狀況。

管道的限制。

季節(jié)變化而帶來的用氣量不同，冬季居民用氣量大，夏季民用氣量小。

對于數(shù)據(jù)中心用戶而言，隨著西氣東輸管道的發(fā)展和液化天然氣的進(jìn)口，天然氣的使用變得越來越寬廣。以往天然氣應(yīng)用最多的是工業(yè)和汽車，但隨著國家政策的放開和技術(shù)的發(fā)展和市場化，天然氣在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用有潛在的巨大機(jī)遇。

科士達(dá)蓄電池：直流電源應(yīng)用范圍
高頻開關(guān)直流電源系統(tǒng)適用于大型發(fā)電廠、水電廠、超高壓變電站、無人值守變電站作為控制、信號、保護(hù)、自動重合閘操作、事故照明、直流油泵，各種直流操作機(jī)構(gòu)的分合閘，二次回路的儀表，自動化裝置的控制交流不停電電源等用電裝置的直流供電電源。
高頻開關(guān)直流電源的單線原理：
高頻開關(guān)直流電源由充電屏、饋線屏、科士達(dá)蓄電池及直流電壓變換器四個單元組成。充電機(jī)屏由若干電源模塊和微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組成，單柜（屏）最大配置160A，若需要更大的輸出電流可實現(xiàn)多機(jī)柜（屏）并聯(lián)。饋線屏配有微機(jī)絕緣在線監(jiān)察裝置，當(dāng)某一饋出支路發(fā)生接地事故時可顯示出某地支路編號及接地電阻。電池屏內(nèi)可選配微機(jī)科士達(dá)蓄電池巡檢裝置，隨時對蓄電池狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。直流電壓變送器可采用高頻直流變送器，當(dāng)合閘母線在180-300V電壓變動時控制線母線的輸出電壓都能牢牢地穩(wěn)定在220V。

科士達(dá)UPS電源：UPS電源對醫(yī)療設(shè)備的重要性
科士達(dá)UPS官網(wǎng)稱醫(yī)療設(shè)備作為醫(yī)生診斷及救治病人的重要工具，它在醫(yī)院的發(fā)展進(jìn)程中占據(jù)著十分重要的地位，為了保證醫(yī)療設(shè)備的正常支行就必須要有穩(wěn)定、可靠的電源。供電電源的質(zhì)量直接影響到醫(yī)療設(shè)備的使用。

隨著醫(yī)療科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各種精密的儀器和設(shè)備被廣泛應(yīng)用到醫(yī)療領(lǐng)域中，這些設(shè)備的引入對患者的診斷和治療起著重要的作用。由于醫(yī)療設(shè)備對電源的質(zhì)量及電壓的要求較高，如果電源質(zhì)量較差，就容易出現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)死機(jī)、部件損壞及程序執(zhí)行錯誤導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失等現(xiàn)象，從而造成極大的醫(yī)療安全隱患，并對醫(yī)院帶來不小的經(jīng)濟(jì)損失。目前，醫(yī)院一般會采用交流穩(wěn)壓器和UPS不間斷電源來保證醫(yī)療設(shè)備的正常、安全地運(yùn)行。

一.不間斷電源的選擇

據(jù)統(tǒng)計，一般鄉(xiāng)鎮(zhèn)的醫(yī)療設(shè)備每個月受到的電源影響超過了50次，這些影響主要包括電壓變化、斷電(包括毫秒短時斷電)、缺相、相平衡度差等。在這些問題中，很大一部份情況由于無法感知和無法用肉眼分辨，因此很容易被忽視掉，但是通常會影響設(shè)備的正常安全使用。因此，通過在醫(yī)療設(shè)備安裝UPS不間斷電源可以有效的防止設(shè)備瞬間的電流沖擊、突然斷電而造成的數(shù)據(jù)丟失或者突然停止工作的現(xiàn)象對設(shè)備的影響。在進(jìn)行UPS不間斷電源的選擇時，應(yīng)該注意下面幾點：

1.UPS的功率通常情況下、UPS的功率值用VA表示，在進(jìn)行UPS電源的選擇時，首先計算出醫(yī)療設(shè)備的VA值并留足一定的余量，以此來確定UPS電源的功率。

2.UPS的種類輸出波形通常分為方波的后備式、正弦波的在線互動式及在線式。正弦波的特點是無諧波、零秒轉(zhuǎn)換。醫(yī)療設(shè)備屬于高精度儀器，對電源的質(zhì)量要求非常高，在實際的使用過程中通常會選配在線式UPS電源，可以很好地避免電源中斷現(xiàn)象。

3.電池容量的選擇后備電池的容量可以分為標(biāo)準(zhǔn)機(jī)和延長機(jī)兩種，標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電池內(nèi)置，一般在斷電后能延長設(shè)備的使用時間10～15分鐘，而延長機(jī)一般配備電池柜，通?？梢匝娱L更長的時間。在實際應(yīng)用中，通常根據(jù)需要選擇。

二.保證醫(yī)療設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的措施

目前，在醫(yī)療設(shè)備的使用過程中普通存在著電源不穩(wěn)定和電磁等問題，這對醫(yī)療設(shè)備的正常使用具有一定的安全隱患。

1.分支供電針對電壓不穩(wěn)定的情況，可以采用多支路隔離變壓器，將對電源要求非常高的設(shè)備單獨(dú)分線供電，這樣可以有效避免各個設(shè)備在用電時的相互*，同時還可以對一些重要的設(shè)備配備專用的交流穩(wěn)壓器或者UPS不間斷電源，以此來保證醫(yī)療設(shè)備的安全運(yùn)行。

2.配備電能質(zhì)量凈化裝置通過使用交流穩(wěn)壓器、高頻電源濾波器可以保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，同時還能夠減少電磁波對電源線傳輸過程的*。通過加裝交流穩(wěn)壓器還能夠有效地抑制浪涌帶來的瞬間電壓過高、瞬間下跌等情況的出現(xiàn)。另外，還可以通過連接地線的方法來減少外界對電源的干擾。

三.總結(jié)

醫(yī)療設(shè)備是一種對電源質(zhì)量要求非常高的設(shè)備，電源質(zhì)量的下降會使醫(yī)療設(shè)備的使用不穩(wěn)定，輕則使醫(yī)療設(shè)備暫停使用，重則損壞設(shè)備，引發(fā)醫(yī)療事故。因此，穩(wěn)壓電源及UPS不間斷電源的配置對保證醫(yī)療設(shè)備的安全正常使用具有重要的作用，這對進(jìn)一步提高醫(yī)療質(zhì)量具有重要意義。

太原機(jī)務(wù)段救援基地位于石太鐵路線嗚李火車站,因原嗚李火車站用的是市電380V電源,此電源無法滿足新建救援基地的用電負(fù)荷要求,根據(jù)太原鐵路局《關(guān)于對太原救援基地配套改造工程設(shè)計審查的意見》及太原鐵路局組織的有關(guān)太原救援基地用電問題的會議精神,由中鐵工程設(shè)計咨詢集團(tuán)有限公司太原設(shè)計院設(shè)計采用牽引供電接觸網(wǎng)27.5kV電源,使用牽引供電專用單相變?nèi)郩PS作為太原救援基地的工作電源使用,降壓變壓器設(shè)計容量160kVA,UPS設(shè)計容量150kVA,設(shè)計饋出配出四個回路:既有低壓配電箱所帶停留車庫、消防、地面電源負(fù)荷;綜合樓空調(diào)辦公負(fù)荷;食堂、浴室照明負(fù)荷和檢修庫負(fù)荷(見圖1)。

150kVA單相變?nèi)郩PS是由伊頓公司深圳山特工廠生產(chǎn)的高頻UPS,150kVA高頻UPS共有10個功率模塊,單個功率模塊容量15kVA,UPS由兩個柜體組成,安裝在電力箱變內(nèi),因電力箱變內(nèi)部在夏季溫度能達(dá)到50～60℃,為保證UPS正常運(yùn)行,箱變設(shè)計了排風(fēng)和制冷系統(tǒng),UPS在2011年9月開通投入運(yùn)行。

由于電氣化鐵道專用工頻單變?nèi)齍PS在使用中故障頻發(fā),影響正常使用,高頻模塊化單變?nèi)齍PS以其先進(jìn)的設(shè)計理念和高可靠性走進(jìn)這個領(lǐng)域。高頻機(jī)通常由濾波器、IGBT高頻整流器、逆變器組成,IGBT可以通過加在其門極的驅(qū)動來控制IGBT的開通與關(guān)斷,IGBT整流器開關(guān)頻率通常在幾千到幾十千赫茲,甚至高達(dá)上百千赫茲。典型的高頻機(jī)UPS拓?fù)淙鐖D2所示。

高頻UPS整流屬于升壓整流,其輸出直流母線的電壓比輸入線電壓的峰值高,一般典型值為768V左右,所以逆變器輸出相電壓可以直接達(dá)到220V,逆變器之后就不再需要升壓變壓器。

由于采用了IGBT高頻整流技術(shù)使功率單元實現(xiàn)了模塊化生產(chǎn),因此,實現(xiàn)了功率模塊的N+1運(yùn)行模式。當(dāng)高頻模塊化UPS某一個模塊發(fā)生故障時,故障模塊會自動退出運(yùn)行,非故障模塊可以正常運(yùn)行不影響供電。在設(shè)備巡檢人員巡檢時,將故障模塊帶電拔出換上新的模塊就可以了。大大提高了運(yùn)行的可靠性。

由于在電氣化鐵路電力機(jī)車通過時,會產(chǎn)生過電壓及諧波,這樣UPS的輸入電源會時常出現(xiàn)很高的尖峰沖擊電壓,整流以后的BUS電壓也會跟著出現(xiàn)一個非正常的峰值電壓,這個電壓有時高達(dá)700V,高于正常正負(fù)BUS電壓400V的標(biāo)準(zhǔn)。監(jiān)測保護(hù)系統(tǒng)一旦檢測到高于正負(fù)BUS電壓400V時,設(shè)備就會保護(hù)關(guān)機(jī),這時需要人員去現(xiàn)場重新啟動。

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