李成章：迄今為止，對(duì)于絕大數(shù)UPS生產(chǎn)廠商而言，因種種原因、尚未找到制備大功率升壓型IGBT整流器的有效技術(shù)途徑。在此背景下，為了能制備出大功率的高頻機(jī)UPS(例：300、400、500KVA UPS)，常采用所謂1.0級(jí)高頻機(jī)UPS的制備技術(shù)：采用由多臺(tái)三相、小功率的UPS功率模塊”并機(jī)”的技術(shù)途徑來(lái)組成、從外觀上看起來(lái)似乎是一臺(tái)完整的”大功率UPS單機(jī)”的設(shè)計(jì)方案，對(duì)于這樣的、由N臺(tái)三相UPS功率模塊所組成的高頻塔式機(jī)UPS和由數(shù)量更多的、更小容量的功率模塊所構(gòu)成模塊化UPS而言，在它的UPS單機(jī)的內(nèi)部必然存在”交流型的環(huán)流”。眾所周知：并機(jī)的數(shù)量越多，這種可能會(huì)危害并機(jī)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的”環(huán)流”也越大、UPS發(fā)生故障的幾率必然會(huì)增高。在此背景下，如果高頻機(jī)UPS的內(nèi)置功率模塊的總并機(jī)數(shù)量過(guò)多的話，發(fā)生故障的幾率就會(huì)增大，從而導(dǎo)致UPS供電系統(tǒng)的平均無(wú)故障工作時(shí)間被大幅度地縮短。
此外，在市售的部分1.0級(jí)高頻機(jī)UPS中，由于它的電池組帶N線，對(duì)于這種高頻機(jī)UPS產(chǎn)品而言，當(dāng)它處于電池放電工作狀態(tài)時(shí)，還可能因無(wú)法保證它的”正電池組”與”負(fù)電池組”的端電壓和內(nèi)阻相等而導(dǎo)致在UPS的N線上出現(xiàn)”直流型的環(huán)流”，從而遺留下新的故障隱患。
同單機(jī)“多功率模塊型”的高頻機(jī)UPS和模塊化UPS相比，由于在2.0級(jí)高頻機(jī)UPS中，采用了電池組“不帶N線”和單機(jī)“單功率模塊型”的新晰設(shè)計(jì)理念，使得它能在確保獲得97%高效率的前提下，還能大幅度地提高UPS冗余并機(jī)供電系統(tǒng)的可利用率和平均無(wú)政障工作時(shí)間、電池組節(jié)數(shù)調(diào)節(jié)范圍的高靈活性和設(shè)備安裝的高適應(yīng)性。
有關(guān)大功率的2.0級(jí)高頻機(jī)UPS與1.0級(jí)高頻機(jī)UPS之間的性能對(duì)比被示于下表中。
表1 2.0級(jí)高頻機(jī)UPS與1.0級(jí)高頻機(jī)UPS性能對(duì)比
從上表可見(jiàn)，我們可以通過(guò)判斷:在一臺(tái)UPS單機(jī)內(nèi)、是否存在“交流環(huán)流”、電池組是否帶“N線”以及當(dāng)電池組放電時(shí)，在UPS的N線上、是否存在“直流偏置電流”等技術(shù)指標(biāo)來(lái)判斷：一臺(tái)高頻機(jī)UPS到底是1.0級(jí)產(chǎn)品?還是2.0級(jí)的產(chǎn)品?
為了更進(jìn)一步地提高高頻機(jī)UPS單機(jī)的可靠性，艾默生網(wǎng)絡(luò)能源公司所推出的、輸出功率分別為300KVA、400KVA和500KVA 的Liebert eXL系列的2.0級(jí)大功率高頻機(jī)UPS采用一體化設(shè)計(jì)方案，在UPS單機(jī)內(nèi)“無(wú)環(huán)流”。在這里，采用了“單相功能模組”設(shè)計(jì)理念，所有的”功能性部件”均采用易拆卸的、模塊化制備工藝，使得其可裝配性和可維護(hù)性得到明顯的改善;其逆變器采用更先進(jìn)的T型三電平拓?fù)?，雙變換工作模式的效率高達(dá)97%;采用電池組不帶N線的設(shè)計(jì)方案后，不僅徹底消除在UPS的N線上出現(xiàn)”直流偏置電流”的故障隱患。而且，還可明顯降低電池組電纜的采購(gòu)成本，有利于降低Capex。
有關(guān)Liebert eXL系列2.0級(jí)高頻塔式機(jī)UPS與1.0級(jí)高頻塔式機(jī)UPS和1.0級(jí)模塊化UPS的性能對(duì)比被列于下表中。
表2 Liebert eXL系列UPS與1.0級(jí)UPS性能對(duì)比
同在UPS單機(jī)內(nèi)存在“并機(jī)環(huán)流”的多功率模塊型的、”1.0級(jí)”高頻塔式機(jī)UPS和模塊化UPS相比，對(duì)于采用電池組“不帶N線“+單機(jī)“單模塊型”的設(shè)計(jì)理念、所制備的”2.0級(jí)”高頻塔式機(jī)UPS產(chǎn)品而言，它能在確保獲得97%高效率的前提下，還能獲得在UPS單機(jī)內(nèi)“無(wú)環(huán)流”，并進(jìn)而大幅度地提高UPS并機(jī)供電系統(tǒng)的可利用率、電池組配置的高靈活性和設(shè)備安裝的高適應(yīng)性等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
電氣應(yīng)用：在數(shù)據(jù)中心機(jī)房供電系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)也是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，請(qǐng)問(wèn)應(yīng)如何進(jìn)行設(shè)計(jì)與規(guī)劃？
李成章：首先我們先來(lái)分析一個(gè)案例。2016年4月22日11:00，當(dāng)某金融機(jī)構(gòu)的托管機(jī)房、在執(zhí)行新舊”3+1”UPS并機(jī)系統(tǒng)的更換升級(jí)改造時(shí)，在發(fā)電機(jī)帶載的工況下，人工關(guān)閉3#和4#UPS，由1#和2#UPS帶載。在帶載率為90%的情況下、運(yùn)行50分鐘后，因UPS過(guò)熱，導(dǎo)致UPS冗余并機(jī)系統(tǒng)被切換到交流旁路供電狀態(tài)。此后，在發(fā)電機(jī)組直接驅(qū)動(dòng)后接的IT設(shè)備運(yùn)行12分鐘后，由于發(fā)電機(jī)組因發(fā)生”失磁”故障而進(jìn)入”自動(dòng)關(guān)機(jī)”狀態(tài)，從而導(dǎo)致UPS輸出停電，并造成部分服務(wù)器被損壞和銀行業(yè)務(wù)癱瘓7小時(shí)32分鐘的不良事故。