公司新闻

硕天UPS电源相关的交流供配电系统

为了节能减排，交流电的来源已不再只是依靠火力发电。水力发电已经作为第二来源多年，但水力资源终究有限，煤炭、石油和天然气是不可再生的资源，终有用尽的一天。因此其他自然能量来源被不断开发，如原子能发电、风力发电、潮汐发电、光伏发电、光热发电、生物发电、核能发电，等等，已在逐渐全面展开，并取得了明显的效果。
　　
　　硕天UPS电源作为供电系统和用电负载端在目前还都是从电网中获得交流电，再将交流电进行加工后才能用到我们的日常工作和生活中。换言之，交流电已和我们的生活息息相关，因此对交流电的知识必须有所了解。尤其是信息中心的规划人员、设备选型人员、设计人员和运维人员更需要清楚交流电的基本概念和基本知识。因为概念不清而被电击的事故时有发生，更可悲的是一人触电后，另一人用手去拉，结果双双触电身亡。
　　
　　尤其是节能配电的呼声日渐提高，不懂得电的性能又如何去采取节能措施。但很可惜的是，时至今日还有许多人尤其是有些经常和电打交道的人，比如电源工程师，还不知道每天和我们打交道的电叫什么名字。这并不是笑话，也许您觉得这不可能，不妨试一试回答下面的简单问题。
　　
　　问题：我们的电灯、电炉子等各种电器用的电叫什么名字？不少人回答不上来，有的说是220V、交流电、50Hz的交流电、三相电，等等。对吗？有点对也不对。说有点对，是说回答出了电的形式，说不对是因为还是没回答出电的名字。实际上很简单，每天和我们打交道的电叫市电。
　　
　　第二个问题是市电的含义是什么？有的回答说城市里用的电。那么农村里用的电是什么电？有村电这个名字吗？山区用的电也不能称作山电吧。实际上市电就是收费的电，花钱买的电，“市”是买卖的意思，交易的意思。
　　
　　1.1交流电的基本概念和知识
　　
　　1.1.1概述硕天UPS电源　　
　　每个国家根据情况制定的一般电压制式各不相同，比如110V、115V、127V、220V、240V等，不过频率只有50Hz和60Hz两种。比如美国、加拿大都用120V/60Hz，而欧洲多采用240V/50Hz制式，中国采用的是220V/50Hz这个制式。

    这里有一个问题需要注意，由于现代交通工具的现代化程度越来越高，缩短了国与国和洲与洲之间的距离，再加之工业商业国际化，国际上的电子、电器商品出现在各国的市场上。当然输入电压的不同一般都可以注意到，一般都懂得110V的机器电源插头插到220V的电源上要烧毁机器，220V的机器电源插头插到110V的电源上就不能工作。但频率的不同一般人就不太注意，尤其是在使用变压器的情况下，按50Hz绕制的变压器用在同电压60Hz的情况下不会出现大的纰漏，而若将按60Hz绕制的变压器用在同电压50Hz的情况下就要烧变压器了，因为变压器的绕组匝数与电源频率成反比，即：
　硕天UPS电源　
　　N－变压器绕组匝数
　　U－加到绕组上的电压
　　f－电压的频率
　　B－磁感应强度（对应磁通量）
　　SC－变压器铁心截面积
　　从上式可以计算出，按50Hz绕制的变压器绕组匝数要比安60Hz绕制的变压器匝数多20%，变压器的电势E又与绕组N的电感量L成正比，匝数N越多电感量就越大，即：
　　
　　LuN                  （A-2）
　　
　　能承受的电压就越高，的表达式为：硕天UPS电源　　
　　E=L△If             （A-3）
　　
　　式中的△I是变压器绕组上的变化量。从这里更可以看出变压器绕组电势正比于电感量和频率。所以频率高一些变压器绕组能承受的电压就高一些，如果输入没有那么高的电压就更没关系。但如果频率一下子低了20%，就相当于变压器的耐压能力低了20%，就会导致电流增大20%，就算当时不烧毁设备，起码寿命是缩短了很多。因此掌握用电设备的频率和电压同样重要。比如从美国进口的机器供电电源是120V/60Hz，如果就简单地用变压器将我国的市电电压变出120V为这台设备供电，就会出现不良后果，甚至非常严重。

　我们日常生活中所见到的从电网输送到各地的电称作市电，市电的含义就是花钱买的电，“市”的含义就是买卖的意思。市电由发电厂的发电机发出，我国目前的市电来源主要是火电。所谓火电就是火力发电厂，其燃料主要还是煤炭，有的少数用油，大约1kg原煤发出一度电。由于煤和油的储量有限，加之发电过程中需要排放二氧化碳和二氧化硫，对空气污染严重，所以核能发电站已开始被重视。另外风能发电、光伏发电、海潮发电、生物发电等也在各地纷纷采用，尤其是风能发电和光伏发电近年有很大发展。一般火力发电和核能发电都是采用三相发电机，发电机绕组在空间的位置按相位差120°平均排列，如图1（a）所示，因此发出的电压在时间（相位）上也相差120°图1（b）示出了三相电压的矢量关系。从图中可以看出，按顺时针方向相电压UOB落后于UOA120°，UOC落后于UOB120°，UOA落后于UOC120°。这个关系一直保持到最终用户。

　　1.1.3相电压和线电压之间的关系
　　
　　交流电分相电压和线电压，他们在数值上有很大差别。如果此二者分辨不清楚就会在使用中出现纰漏，甚至导致事故。

相电压：从图1（a）可以看出UOA，UOB和UOC有一个公共电O，这就是中性点，由此引出的导线（电缆）称为中心线，也称中线或零线。有一个公共点的电压UOA，UOB和UOC三个电压称为相电压。线电压：从图1（b）可以看出，从发电机发出的三个相电压是相位相差120°的相等值。在三个相电压的顶部用直线相连构成了一个三角形，于是又形成了三个电压UAB，UBC和UCA，称作线电压，即两个相电压构成了线电压。由初级几何可知，三条中线（相电压）相等的三角形是等边三角形，所以三个线电压也是三个相位相差120°的等值电压。这个关系也一直保持到最终用户。由此可得相电压和线电压之间的关系是：

　　一般最终用户使用的多是3×220V/380V规格，即相电压是220V，线电压是380V，符合式（1）的计算。至于风能发电、光伏发电、海潮发电、生物发电等用的最后输出机构不是旋转发电机而是电子逆变器，为了并网的需要电子逆变器也按照旋转发电机相位使三相电压各自以序相差120°，相电压和线电压之间的关系也遵从式（1）。
　　
　　1.2我国的一般用电标准
　　
　　1.2.1电压的选取
　　
　　如前所述，我国采用的是IEC标准，到用户的电压220V/380V也属于230V/400V范畴。这也就是为什么有些国外进口UPS的输出电压调整到230V/400V的原因。比如APC就一直将输出电压调整到230V/400V。220V/380V是指在三相四线制供电系统中的相电压UAN、UBN、UCN和线电压UAB、UBC、UCA。图2所示，相电压是UA、UB、UC和零线N之间的电压。

即UA、UB、UC火线和零线之间的电压。线电压是指UA、UB、UC之间的电压，即是各火线之间的电压。要求电压的高低与输送功率有关，输送一定的功率，电压高电流就小，需要的铜材就少，线路上的压降小，损耗也小。规定线路压降不能大于±，但电压高不安全（美国用110V，他们用的电线就要粗了，用铜多，但安全一些）。我国用220V，节省材料。一般电气设备通用的输入电压范围是220V（1+10%）～220V（1－15%）。由于PWM技术的应用，使得很多电子设备的输入电眼范围有很大提高，但是由于制造成本和市场竞争的原因，在一些元器件上的档次有所降低，因此输入电压范围一般不敢超过220V（1±10%）。
　　
　　1.2.2频率的选取
　　
　　频率与发动机转子转速有关，对于两极发动机50Hz就是说发动机转速为3000转/分，频率太高对发动机技术要求高。但频率低，变压器就要大一些，互感器要大一些。线路电抗就大等。美国用60赫兹。我国的市电频率就是50Hz。我国规定的电压频率精度是50Hz±0.2Hz，对于一些小型发电厂，比如石化企业有的有自己的发电厂，其电压频率的精度规定为50Hz±0.5Hz。

　　近日，从硕天UPS电源市场传来特大喜讯，在西安世界园艺博览会UPS设备采购中，硕天UPS电源经过层层考验、激烈角逐，最终凭借其航天品质和品牌优势从众多竞标者中脱颖而出，成为西安世界园艺博览会指定电源供应商。此次入驻国际性展会，再次彰显出硕天UPS电源作为国内电源行业规模最大、科技领先的龙头企业的强大实力，和硕天UPS电源在实现其“百年东方、百年品牌”伟大宏愿的道路上所取得的不凡成绩。同时，硕天UPS电源高科技、高水准的企业形象将被更多的国外客户所认识，也将进一步加快硕天UPS电源作为中国自主品牌进军国际电源市场的步伐。
　　
　　
　　在举世瞩目的西安世界园艺博览会举行期间，硕天UPS电源“航天品质”UPS电源将运抵西安，为西安世园会的顺利举办提供安全可靠的不间断电源保障。硕天UPS电源作为国内规模最大的UPS设备供应商之一，近年来，凭借航天品质、领先国内的品牌实力、庞大的营销网络以及完善的售后服务，易事特生产的电源产品被广泛应用于国防军工、电力、金融、教育、通信等行业。硕天UPS电源为国内众多大企业提供的整体电源解决方案，因其专业性和完善性，在业内有口皆碑。

随着计算机的普遍应用及信息产业的飞速发展，用户对电力供电质量提出了更高的要求。不间断供电、全面改善供电质量及对整个网络的设备到数据传输途径以端到端的全面保护方案，都离不开硕天UPS电源供电系统。
　　
　　
　　
　　1、硕天UPS电源的功能及指标种类
　　
　　在选购硕天UPS电源前，首先应对硕天UPS电源的功能和各项技术指标有一个全面清晰的了解，这是正确选择硕天UPS电源的必要条件。硕天UPS电源的基本功能可概括为：当市电中断时，不间断地向负载继续供电；改善供电质量；系统异常或故障时，给负载以完善的保护。
　　
　　基于硕天UPS电源的功能要求，其性能指标大致可分为以下几个方面：
　　
　　1.1硕天UPS电源对输入电网的适应问题
　　
　　硕天UPS电源必须能在当地电网条件下正常运行，并且最大限度地降低对电网的谐波干扰，这些指标有：
　　
　　(1)允许输入电网参数的变化范围，包括电压和频率；
　　
　　(2)硕天UPS电源输入功率因数或输入电流谐波成份；
　　
　　(3)允许输入波形的失真度或不平衡度等。
　　
　　1.2硕天UPS电源输出指标
　　
　　硕天UPS电源输出必须满足负载的要求，并且能改善供电质量。这些指标有：
　　
　　(1)输出的稳定度，包括电压和频率（电池供电时）；
　　
　　(2)输出电压波形失真度
　　
　　 (3)输出电压的不平衡度；
　　
　　 (4)旁路和逆变之间的转换时间。
　　
　　 1.3硕天UPS电源的输出能力
　　
　　硕天UPS电源必须具有较强的带负载能力，提供完善的保护功能，这些指标有：
　　
　　   (1)负载功率因数；
　　
　　   (2)输出电流峰值系数；
　　
　　   (3)系统的运行效率；
　　
　　   (4)输出的过载能力。
　　
　　 1.4硕天UPS电源的管理和通信功能
　　
　硕天UPS电源要具备高度的智能化，有自我测试及管理功能，高度实现无人值守功能。主要表现为：
　　
　　 (1)自我测试和自检功能；
　　
　　 (2)远程管理功能；
　　
　　 (3)通讯方式；
　　
　　 (4)干结点。
　　
　　2、金融行业硕天UPS电源的选购
　　
　　作为银行网络供电系统的核心部分，硕天UPS电源的选择不应过分追求常规的高性能指标，比如频率和电压的稳定度、波形失真等，对负载而言，尤其是计算机类的负载，这些指标并不是衡量硕天UPS电源好坏的关键，因为一般的硕天UPS电源指标均能满足负载的需要，所以常规的高性能指标对这类负载而言，没有太大的实际意义。针对银行系统，应着重从硕天UPS电源的可靠性、可用性、可维护性、可管理性、可扩展性等方面来考察。
　　
　　2.1硕天UPS电源可靠性
　　
　　对于硕天UPS电源来说，最重要的使用特性无疑是产品本身的可靠性。在现阶段，硕天UPS电源技术已经非常成熟，需要比较的是产品本身的质量和设计方面的因素所带来的可靠性差别。硕天UPS电源的平均无故障间隔时间（MTBF）就是一个估算可靠性的参数，影响此数值的因素很多，是一个事先无法检测的参数，而上面提到的硕天UPS电源各项性能指标，都是可以量化的可靠性指标，在同等运行条件下，系统效率高、输出电流峰值系数大、浪涌系数大、过载能力强的硕天UPS电源，其可靠性相对较高。具体来说，效率低，意味着硕天UPS电源本身损耗大，发热量大，必然会加快主要功率器件的老化，降低使用寿命。输出电流浪涌系数主要反映硕天UPS电源抗冲击能力的高低，浪涌系数低意味着硕天UPS电源在负载启动的瞬间有可能转旁路供电，待负载正常运行后，再转回逆变器供电，这个过程是存在转换时间的，同时增加了UPS故障的机率。输出电流峰值系数反映带脉冲负载的能力，比如计算机类的负载。现绝大多数硕天UPS电源的输出电流峰值系数一般为3∶1，为了满足特殊负载的要求，如果将此系数提高到5∶1，就能满足绝大多数负载的要求，从而提高了可靠性。而过载能力直接反映硕天UPS电源所选用功率器件的容量大小，过载能力越强，表示逆变器所采用的容量越大，工作越可靠，硕天UPS电源受到大负载冲击时，转旁路的机会就越小。
　

Reliability of UPS Power Supply in Suo Tian

The most important use characteristic of SUOTAN UPS power supply is undoubtedly the reliability of the product itself. At this stage, the technology of UPS power supply has been very mature. What we need to compare is the reliability difference caused by the quality and design factors of the product itself. The MTBF of Suotan UPS power supply is a parameter for estimating reliability. There are many factors affecting this value, which can not be detected beforehand. The performance indexes mentioned above are all quantifiable reliability indexes. Under the same operating conditions, the system efficiency is improved. The reliability of Shuo Tian UPS power supply with high output current peak coefficient, large surge coefficient and strong overload capability is relatively high. Specifically speaking, low efficiency means that the power supply of SUOTAN UPS has a large loss and a large calorific value, which will inevitably accelerate the aging of the main power devices and reduce the service life. The surge coefficient of output current mainly reflects the impact resistance of Shuotian UPS power supply. The low surge coefficient means that Shuotian UPS power supply may turn to bypass power supply at the moment of load start-up, and then turn back to inverter power supply after normal operation of load. This process has conversion time and increases the probability of UPS failure. The peak value coefficient of output current reflects the ability of pulsed loads, such as computer loads. At present, the peak current coefficient of output current of most Shuotian UPS power supply is generally 3:1. In order to meet the requirements of special loads, if this coefficient is increased to 5:1, it can meet the requirements of most loads, thus improving the reliability. The overload capacity directly reflects the capacity of the power components selected by the Shuotian UPS power supply. The stronger the overload capacity, the larger the capacity of the inverters used and the more reliable the operation. When the Shuotian UPS power supply is impacted by the heavy load, the chances of bypass are smaller.

　
　　2.2硕天UPS电源可用性
　　
　　使用硕天UPS电源的根本目标是为了保证用户的设备或负载达到最高的可用性，即确保系统的不间断、安全运行。那么，硕天UPS电源本身的可用性应成为行业用户选择硕天UPS电源设备最重要的衡量指标之一。但是，如今经常碰到这样的事情，即当UPS出现故障后到发现故障和解决故障，由于供应商的响应速度慢、备品备件不足、维修人员经验不足等因素导致硕天UPS电源无法在短时间内修复。这种情况就属于典型的"可用性"不高，也是一直困扰业界的一个难题。所以，硕天UPS电源的重要指标MTBF（平均无故障时间），可以在一定程度上反映硕天UPS电源可用性的高低，而如今，少数国外UPS厂商更着重推出MTTR（平均修复时间）这个指标，旨在反映UPS的可用性。并且把可用性定义为：
　　
　　如果使MTTR→0，则A→100％，这是可用性的最大值。所以多数厂家主要用串联热备份或并联冗余的方式提高硕天UPS电源的可用性。
　　
　　2.3硕天UPS电源可扩展性
　　
　　串联热备份的方式固然可以提高系统的可靠性和可用性，但热备份系统"容错"功能差，为同样的负载提供可靠的电源保护的同时，就需要花双倍的钱；另一方面，负载有所变化或增加时便会遇到硕天UPS电源无法扩展。所以，众多UPS厂商纷纷推出了容错功能强、可并联冗余的UPS供电系统。选择具有冗余性、可扩充性、可服务性的UPS系统是解决上述问题的有效办法。
　　
　　2.4硕天UPS电源可管理性
　　
　　选择硕天UPS电源的另一个指标是衡量硕天UPS电源的可管理性，其作用主要是通过计算机对硕天UPS电源进行监控操作，包括市电状况及硕天UPS电源工作状况的监控、记录和分析，硕天UPS电源自动定时开关机操作，自我测试与管理、断电报警及电池电压过低时自动关闭操作系统等，并可选择SNMP适配器构成网络管理系统，实现远程监控与管理，真正做到无人值守、高智能化、易操作、易管理、易集中等一系列优点，从而减轻系统管理员繁重的工作任务。
　Another index of choosing SUOTAN UPS power supply is to measure the manageability of SUOTAN UPS power supply. Its function is mainly to monitor and operate SUOTAN UPS power supply by computer, including monitoring, recording and analysis of power supply status and SUOTAN UPS power supply working status, automatic timing switch operation of SUOTAN UPS power supply, self-test and management. It can choose SNMP adapter to form a network management system to realize remote monitoring and management. It can truly achieve a series of advantages, such as unattended, highly intelligent, easy to operate, easy to manage, easy to centralize, so as to reduce the heavy task of system administrators.　
　　2.5硕天UPS电源可维护性
　　
　硕天UPS电源的可维护性，可以归纳为可用性范围内，因可维护性是目前硕天UPS电源的一个发展趋势，所谓"可维护性"，主要针对硕天UPS电源的日常维护工作量和维护过程中的繁琐程度而言。硕天UPS电源在加快研制模块化结构的UPS，所谓模块化的结构，即把电路中与一种功能有关的各电路环节集中在一个单独的结构里，在冗余方式下，可以很方便地将故障模块或电池模块进行热插拔更换，而不需要断电操作，这对提高各环节的可靠性和提高整机的利用率，大幅度降低维修时间和提高UPS的可维护性是很有效的。