產(chǎn)品容量：160KVA（144KW）系列：艾默生NX系列UPS(30K-800k)電壓的輸入輸出：三進(jìn)三出(380V:380V)外接電池數(shù)量：40塊重量：336 kg（ 公斤）尺寸（LWH）：600*843*1400 MM（毫米）U形狀分類：塔式UPS
隨著各種信息技術(shù)對企業(yè)生存發(fā)展的支撐作用日益凸顯，信息化建設(shè)已成為金融行業(yè)爭奪市場的制高點(diǎn)。在金融信息化進(jìn)程中，越來越多的業(yè)務(wù)流程依賴于IT技術(shù)，如何從技術(shù)和業(yè)務(wù)的雙重視角對其進(jìn)行有效管理，保障IT平臺的高效、安全、正常運(yùn)行，為金融用戶日常辦公、業(yè)務(wù)處理提供有力支撐，是金融行業(yè)IT管理者最常思索的問題。
目前，金融信息化建設(shè)已經(jīng)邁過了基礎(chǔ)應(yīng)用、系統(tǒng)建設(shè)的起步時期，正步入IT服務(wù)管理的關(guān)鍵階段。在此背景下，由于業(yè)務(wù)快速變化、IT基礎(chǔ)設(shè)施日益復(fù)雜、技術(shù)支撐平臺落后等因素，導(dǎo)致了金融行業(yè)IT運(yùn)維管理面臨很大的壓力，這也直接對數(shù)據(jù)機(jī)房的運(yùn)行效率提出了更高要求。其中，鑒于金融行業(yè)業(yè)務(wù)的運(yùn)作特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化動態(tài)管理是金融數(shù)據(jù)機(jī)房建設(shè)的一個很重要的指標(biāo)。
因此，如何更好地利用、發(fā)揮數(shù)據(jù)機(jī)房的IT支撐作用，打造過硬的信息軟實(shí)力，有效地支持推動金融行業(yè)用戶業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，提升經(jīng)營管理效率，成為金融行業(yè)信息化建設(shè)中的一個新起點(diǎn)。而達(dá)到這一目標(biāo)，最重要的就是需要金融行業(yè)用戶更多地關(guān)注IT基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與應(yīng)用，從降低建設(shè)難度到易于快速部署，從提高運(yùn)行效率到易于資源的整合與集中，從提高可靠性、可用性、靈活性到運(yùn)維管理的簡單快捷，需要多方兼顧，打造一個穩(wěn)固的基礎(chǔ)設(shè)施平臺，保障數(shù)據(jù)機(jī)房的高效率運(yùn)行。
基于金融行業(yè)信息化建設(shè)和應(yīng)用的全新需求，伴隨著信息應(yīng)用技術(shù)發(fā)展趨勢而日漸興起的模塊化數(shù)據(jù)中心，正成為金融行業(yè)用戶數(shù)據(jù)機(jī)房建設(shè)的第一選擇。模塊化數(shù)據(jù)中心把數(shù)據(jù)中心的核心信息設(shè)備與基礎(chǔ)設(shè)施以模塊方式進(jìn)行分配，在建設(shè)時，各模塊的規(guī)模、功率負(fù)載、配置等均按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，如同搭積木一樣對數(shù)據(jù)中心進(jìn)行建設(shè)。不僅可以隨著業(yè)務(wù)的增長隨需擴(kuò)展，而且部署快，建設(shè)周期大大縮短，節(jié)省了空間和能源，同時最大程度降低了數(shù)據(jù)中心的運(yùn)維管理難度。
針對模塊化數(shù)據(jù)中心市場強(qiáng)勁的發(fā)展態(tài)勢，IT廠商不斷研發(fā)出相應(yīng)的解決方案。以艾默生網(wǎng)絡(luò)能源為例，其基于全球領(lǐng)先的前沿技術(shù)以及對行業(yè)需求的準(zhǔn)確把握，推出了一系列模塊化數(shù)據(jù)中心解決方案。其中，華夏人壽保險公司在北京數(shù)據(jù)中心建設(shè)項目中應(yīng)用的SmartAisleTM，即是艾默生旗下一款典型的模塊化數(shù)據(jù)中心解決方案。
SmartAisleTM模塊數(shù)據(jù)中心解決方案基于模塊化設(shè)計的系統(tǒng)能夠合理安裝部署，簡化數(shù)據(jù)中心的環(huán)境，不僅加強(qiáng)了對成本的控制，而且方便日常維護(hù)與未來擴(kuò)容，可以輕松管理所有資源，提高運(yùn)營效率，降低復(fù)雜性和風(fēng)險，從而實(shí)現(xiàn)了高度的靈活性和可用性。該產(chǎn)品遵循“工程產(chǎn)品化”的理念，集成了供配電系統(tǒng)、精密空調(diào)系統(tǒng)、機(jī)柜、監(jiān)控系統(tǒng)等數(shù)據(jù)中心的優(yōu)勢產(chǎn)品，還可以無縫搭載艾默生在DCIM領(lǐng)域領(lǐng)先的Trellis平臺，在IT和基礎(chǔ)設(shè)施之間構(gòu)建一個通信橋梁，使數(shù)據(jù)中心管理者能夠隨時掌握數(shù)據(jù)中心的整體性能，從而最大程度地提升數(shù)據(jù)中心的可用性和運(yùn)行效率。
在北京數(shù)據(jù)中心建設(shè)項目中，華夏人壽為了給業(yè)務(wù)的正常開展提供可靠的信息化支撐，在相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)應(yīng)用方面，不僅要求具有先進(jìn)的精細(xì)化管理功能，同時還要有綠色節(jié)能的理念體現(xiàn)。 針對項目需求，艾默生網(wǎng)絡(luò)能源在SmartAisleTM模塊數(shù)據(jù)中心解決方案中，搭載了具有高能效比的Liebert.CRV行間動態(tài)制冷系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用的iCOM控制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)精密的溫濕度控制，配合封閉冷通道，不僅能夠大幅降低制冷能耗，而且可徹底解決機(jī)房高熱密度問題。在動力方面，該方案配置的高可靠性、高效率的APM 系列UPS系統(tǒng)，采用模塊化、熱插拔結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以實(shí)現(xiàn)不停機(jī)情況下的運(yùn)行維護(hù)，具有極高的可用性，同時系統(tǒng)升級擴(kuò)容變得更為簡單，極大滿足了客戶逐步建設(shè)、隨需擴(kuò)容的實(shí)際需求。
值得一提的是，該解決方案融合了易睿RDU機(jī)房一體化集中監(jiān)控管理系統(tǒng)，可以對解決方案中的配電設(shè)備、UPS以及制冷系統(tǒng)等智能設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行集中監(jiān)控管理，幫助用戶實(shí)時評估機(jī)房能耗，實(shí)時關(guān)注機(jī)房運(yùn)營情況，實(shí)現(xiàn)了機(jī)房的精細(xì)化動態(tài)管理，提升了機(jī)房的整體運(yùn)行效率。
可以說，信息化的深度應(yīng)用確保了金融行業(yè)用戶業(yè)務(wù)運(yùn)行的便捷、準(zhǔn)確、高效，更重要的是為金融行業(yè)開辟出了新的經(jīng)營模式，拓寬了服務(wù)領(lǐng)域，提升了客戶服務(wù)質(zhì)量。而在模塊化數(shù)據(jù)中心日益成為主流應(yīng)用的趨勢下，艾默生網(wǎng)絡(luò)能源旗下多系列高品質(zhì)智能化解決方案，更為實(shí)現(xiàn)這一切提供了有力的支撐。
工頻UPS不等于工業(yè)UPS
工頻機(jī)和高頻機(jī)是兩種不同的技術(shù)路線或構(gòu)架,而工業(yè)機(jī)和商業(yè)機(jī)是行業(yè)用戶應(yīng)用時,反映了可靠性和適用性的等級高低。工業(yè)機(jī)的顯性特征是高EMC抗擾度(為了防止電氣環(huán)境的傳導(dǎo)及輻射電磁*對UPS正常工作的影響);高IP防護(hù)等級(為了防止灰塵、水濺、有害氣體等對UPS正常工作的影響);輸出工頻隔離變壓器(由于在工業(yè)應(yīng)用中,UPS的旁路輸入是獨(dú)立的,且要求增加工頻隔離變壓器,所以輸出配電系統(tǒng)靈活,可再生一個TN系統(tǒng)、IT系統(tǒng),電氣隔離等);隱性特征是根據(jù)用戶用電環(huán)境、負(fù)載情況而制定的整流器及逆變器的控制算法及采樣設(shè)計。
1 回顧工頻機(jī)和高頻機(jī)分類的由來
1956年,美國人J.莫爾制成晶閘管雛型。1957年,美國人R.A.約克制成實(shí)用的晶閘管。50年代末晶閘管被用于電力電子裝置,60年代以來得到迅速推廣,并開發(fā)出一系列派生器件,拓展了電力電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。電力電子電路隨著晶閘管應(yīng)用的推廣,開發(fā)出許多電力電子電路,按其功能可分為:①將交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能的整流電路;②將直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能的逆變電路;③將一種形式的交流電能轉(zhuǎn)換成另一種形式的交流電能的交流變換電路;④將一種形式的直流電能轉(zhuǎn)換成另一種形式的直流電能的直流變換電路。這些電路都包含晶閘管,而每個晶閘管都需要相應(yīng)的觸發(fā)器。于是配合這些電力電子電路出現(xiàn)了許多的觸發(fā)控制電路。所以,有專家把晶閘管誕生的1957年,叫電力電子技術(shù)產(chǎn)生的元年,由此電子技術(shù)學(xué)科分為電力電子技術(shù)和信息電子技術(shù)。在這個大背景下,第一代靜態(tài)工頻UPS在1964年應(yīng)運(yùn)而生(見圖1)。
圖1中設(shè)計了4個逆變變壓器;四個變壓器又分為兩組,每組含有兩個變壓器;變壓器的一次側(cè)為三角形連接,二次側(cè)繞組一個為星型,另一個為曲折星型(Zig-Zag,30°相移);每組的兩個變壓器,在一定程度上可消除部分的諧波;調(diào)整兩組變壓器間的相移即可調(diào)整逆變器的輸出電壓。由于整流器、逆變器、變壓器均屬工頻,故俗稱純工頻UPS。純工頻UPS,就逆變器輸出變壓器而言,經(jīng)歷了變壓器的數(shù)量從4個減少2個,2個減少到1個的過程。示意圖如圖2、圖3所示。
1962年,GE公司研制出第一個600V/200A GTO,克服了普通晶閘管不能門極控制關(guān)斷的缺點(diǎn)。但是GTO一直在技術(shù)上不過關(guān),在應(yīng)用中容易燒毀。1974年,日本東芝等公司采用NTD單晶片并通過計算機(jī)模擬技術(shù)在GTO研制上取得突破,生產(chǎn)出1200V/2000A的GTO。而越做越大的雙極晶體管采用垂直結(jié)構(gòu)、達(dá)林頓級聯(lián)技術(shù)以及多元胞集成并聯(lián)等技術(shù)已經(jīng)做到500V/200A/50(電流放大倍數(shù)hfe),此時已稱其為GTR。20世紀(jì)70年代末,由于半導(dǎo)體超凈技術(shù)的進(jìn)步,長期阻礙MOS器件的“表面態(tài)”雜質(zhì)離子問題也得到控制及解決。
這種最早就構(gòu)想出的器件卻因為技術(shù)問題而較晚到來,但是它的性能更為優(yōu)秀,也更容易制造。因而,MOS集成電路在20世紀(jì)70年代末得到飛速發(fā)展。在20世紀(jì)80年代初,以MOS集成電路為基礎(chǔ)的垂直擴(kuò)散MOS功率器件VDMOS也在國際整流器公司(International Rectifier)的努力下逐漸走向成熟。1982年GE公司的美籍印度人B.J.Baliga和Motorola公司幾乎獨(dú)自同時發(fā)明IGBT。1984年,GE公司的V.A.K.Temple發(fā)明性能更為優(yōu)秀的MCT(H),并在1991年商品化生產(chǎn)。但在20世紀(jì)90年代末,因結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜,成品率低而陷于停滯狀態(tài)。在20世紀(jì)90年代初,日本三菱公司研制開發(fā)的以IGBT為基礎(chǔ)的智能功率模塊(IPM——Inbligent Power Module)經(jīng)過近十年的改進(jìn),進(jìn)入成熟應(yīng)用。1995年,西門子公司首次推出了非穿通結(jié)構(gòu)(Non Punch Through)的NPT-IGBT,這在技術(shù)上是一個里程碑。因為,NPT-IGBT技術(shù)可以使得功率開關(guān)器件在高溫可靠性、安全工作區(qū)、超高耐壓、低成本、高開關(guān)性能等諸多方面同時得到顯著提高。采用NPT-IGBT技術(shù)及GTO圓片工藝,目前已經(jīng)可以做出6500V/600A的NPT-IGBT。
所以,在20世紀(jì)80年代中期,UPS的逆變器進(jìn)入高頻時代,IGBT工作頻率通常在開關(guān)頻率為3～10kHz。工作耐壓為600V。只是由于母線直流電壓未采用DC/DC升壓,仍需用工頻升壓變壓器,故仍將此類機(jī)型叫工頻機(jī),去掉了“純”字,如圖4所示。
同一時期,最能代表工業(yè)機(jī)特點(diǎn)的電力專用UPS誕生。隨著DCS的引進(jìn),電力行業(yè)開始批量使用UPS,發(fā)現(xiàn)UPS里的電池故障率高。國內(nèi)外的變電站、電廠等有直流屏的用戶,對UPS電池的管理提出了一個設(shè)想,希望用“UPS機(jī)頭”,即UPS不配電池和充電,直流端直接接到直流屏上。這樣用戶的直流維護(hù)人員保證了電池的安全,提高了UPS的可靠性,也降低了電池的投入,如圖5所示。
最能代表工業(yè)機(jī)定制特點(diǎn)的電力專用UPS特征如下:
①電力UPS自身不帶蓄電池組,直接使用直流屏母線上掛的電池組,因此電力UPS可不設(shè)充電器;
②因直流屏的電池母線有對地絕緣檢測,所以電力UPS的輸入/輸出必須有隔離變壓器;
③能提供應(yīng)急用電的冷啟動功能;
④電力專用UPS一般都由電力UPS主機(jī)、旁路穩(wěn)壓柜、輸出饋線柜等三部分組屏供貨;
⑤由于電廠的DCS系統(tǒng)負(fù)載大多數(shù)為單相負(fù)載,單相負(fù)載配電線路簡單、維護(hù)方便。因此電力專用UPS大多輸出單相220V,容量一般在160kVA范圍之內(nèi)。
以上構(gòu)架的電力專用UPS,也可叫工頻式電力專用UPS或工頻式工業(yè)型UPS。
2000年以后,大電流高電壓的IGBT已模塊化,它的驅(qū)動電路除上面介紹的由分立元件構(gòu)成之外,現(xiàn)在已制造出集成化的IGBT專用驅(qū)動電路.其性能更好,整機(jī)的可靠性更高及體積更小。IGBT系列模塊,耐壓達(dá)到了1200V/1700V/2000V/2500V/3300V/6500V,這時UPS的整流器也進(jìn)入高頻化,通常用耐壓1200V的IGBT系列模塊,開關(guān)頻率為3～10kHz。
圖6所示的UPS,市電輸入經(jīng)過IGBT調(diào)制整流,獲得直流電壓(400～500V),經(jīng)逆變器調(diào)制后輸出交流線電壓(310V左右),最后通過輸出變壓器升到所需的線電壓380V穩(wěn)定電壓。由于仍需用工頻升壓變壓器,即便整流與逆變器都是高頻,仍將此類機(jī)型叫工頻機(jī)。
如圖7所示的UPS,市電輸入經(jīng)過IGBT調(diào)制整流,并將直流電壓升壓至800V左右,直接通過逆變器調(diào)制濾波后輸出所需的線電壓380V穩(wěn)定電壓。
由于此機(jī)型整流與逆變器屬高頻,且沒有工頻升壓變壓器,故叫高頻機(jī)。
隨著高頻機(jī)時代的到來,尤其是有高頻特征的IGBT整流技術(shù),以其輸入功率因數(shù)≥0.95,輸入THDI≤5%,對電網(wǎng)污染小,而被稱為綠色整流,在此高頻機(jī)技術(shù)上制造的工業(yè)機(jī)叫新一代綠色工業(yè)機(jī)。它在設(shè)計時,保留了工業(yè)機(jī)的顯性特征:高EMC抗擾度、高IP防護(hù)等級、輸出工頻隔離變壓器、及隱性特征、整流器及逆變器的控制算法及采樣設(shè)計。現(xiàn)在在工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)中心也逐步應(yīng)用,就技術(shù)而言是未來工業(yè)機(jī)的發(fā)展方向,如圖8所示的UPS。
2 結(jié)束語
綜合以上所述,我們可以總結(jié)如下:工頻機(jī)和高頻機(jī)是兩種不同的技術(shù)路線或構(gòu)架,工業(yè)機(jī)和商業(yè)機(jī)是行業(yè)用戶應(yīng)用時,反映可靠性和適用性的等級高低。因此,工頻機(jī)和高頻機(jī)都可以做工業(yè)機(jī)。同理,工頻機(jī)和高頻機(jī)都可以做商業(yè)機(jī)。工業(yè)型UPS它采用了高度工程組件化的方法。它的定義是以用戶為中心,并與用戶一起來研判行業(yè)的用電環(huán)境(如輸入三相不平衡、晃電、諧波等)、負(fù)載環(huán)境(如整流器、變壓器、電機(jī)等)、空間及氣候環(huán)境等(如粉塵、高溫、高濕、海拔等),而“量身定制”的UPS系統(tǒng)解決方案。這種高度工程組件化的方法極大的提高了UPS系統(tǒng)的可靠性和適用性。
在選用工頻式工業(yè)機(jī)或高頻式工業(yè)機(jī)方面,各行業(yè)用戶有其篤定的習(xí)慣性,經(jīng)驗性,很難短期內(nèi)得到改觀。所以,我們在推動工業(yè)級UPS廣泛運(yùn)用的時候,要實(shí)事求是的解決用戶的疑難雜癥,要審時度勢的引入高新技術(shù)。總之,工頻UPS不等于是工業(yè)UPS。
