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数据中心UPS:有没有变压器很重要么?_UPS电力_数据中心_中国IDC

来源: 作者: 人气: 发布时间:2016-12-15
摘要:新一代无变压器不间断电源(UPS)的诞生让人们的脑海中出现一个问题,那就是这两种类型的UPS各有何优缺点。注意,本文对比的是无变压器UPS与自身带有内部变压器的三相双转换单元(three-phasedualconversionunits)。

新一代无变压器不间断电源(UPS)的诞生让人们的脑海中出现一个问题,那就是这两种类型的UPS各有何优缺点。注意,本文对比的是无变压器UPS与自身带有内部变压器的三相双转换单元(three-phasedualconversionunits)。

在过去的五到七年里,无变压器UPS一直统治者小型三相(3万伏安及以下)市场。相比于上一代有变压器的UPS来说,无变压器的UPS体积更小、更轻,而且成本也更低。这种设计的额定功率很快地上升到10万伏安,随之又达到30万伏安。若是用于多模块系统,甚至可以达到100万伏安或更高。

IGBT与无变压器UPS

这里,我们先回顾一下以前的历史:以往的UPS是基于SCR逆变器(inverter)技术的,它不是开就是关,需要有内部变压器才能工作。因此,当时所有这种UPS实际上都是带有变压器的。后来,随着IGBT(绝缘栅双极晶体管,insulated-gatebipolartransistor)技术的出现,这一状况得到了改变。IGBT就是无变压器UPS得以存在的核心技术。如今,基于IGBT的UPS逆变器利用高频脉宽调制(pulse-widthmodulation)重新产生一个几乎纯正弦的波形,从而省去了笨重的输出变压器或庞大的铁芯输出过滤器。(现在,IGBT也同样被应用于基于变压器的UPS.)

20世纪几十年代,无变压器的设计开始出现在小型UPS上,2000年逐渐成为了主流设计。早期的UPS设计依赖于一个输入变压器,把低压的输入电流升高然后输入到UPS.新的UPS设计利用了IGBT,还可以更有效地将交流电转化为直流电输入UPS.这有利于DC总线和逆变器保持一个稳定的输出电压。

无变压器UPS与有变压器UPS谁的效率更高?

数据中心领域,传说只有两件事是最重要的:可靠性/可用性和众所周知的“5个9”(即99.999%)。有些厂商和用户以为,基于变压器的UPS更耐用,因此可靠性更高。

如今,人们的能源意识越来越强,都希望拥有更省电的UPS.而变压器,天生就是个浪费电的料。因此,从变压器的角度来看,无变压器的系统肯定要更省电。陈旧的变压器会浪费2%到3%的电量,有时甚至更多。最近,由于TP-1-rated变压器的出现,这个浪费比例能降低到约1.5%到2%.但是,在24/7工作制、包含很多关键任务的数据中心,能量效率并是一个首要考虑的问题——相比可靠性和可用性而言。

当然,如果不从实际出发,考虑实际可用的产品和市场,光从理论上分析二者的技术区别是毫无意义的。除了两大阵营之间的技术争论之外,有时还涉及到个人喜好问题。很多时候,选谁不选谁都是由某位特定的工程师或最终购买决策人来定的。

那么,你是一个变压器“支持者”还是一个变压器“反对者”呢?这是否仅仅是一个观点的分歧而已呢?这两种UPS到底有没有巨大的差异呢?各有何优势?

厂商提供了哪些UPS产品?

Emerson-Liebert是一个特别喜欢有变压器UPS的厂商,因为它的标志性产品线是75万伏安的大型UPS.不过,它也有一整条低功率无变压器系统产品线。

“分水岭貌似就在20到30万伏安之间,”Emerson-Liebert的技术公关经理AlanFrench说:“在这之下的,我们销售的大部分新系统都是无变压器的,而在这区间之上的则都是有变压器的系统。我们相信,我们的大型企业客户一般需要的是有变压器UPS提供的更高可用性。”

像施奈德的APC和MGE等品牌也有两种系统。APC既有模块化产品也有无变压器产品,而MGE则在大型系统方面有基于变压器的系统,在低端(15万伏安及以下)有无变压器UPS.

“APC既生产有变压器的UPS,也生产无变压器的UPS.不过,我们正在向无变压器方向转移。”APC的一位主管JohnCollins说:“请注意,有没有变压器并不能说明UPS的可靠性或性能的高低,二者没有必然联系。我们建议用户不要担心UPS的拓扑结构,而要清楚自己的性能要求,应用和财务目标,总体拥有成本或最低初始成本。”

无变压器UPS的崛起

除了用电效率,两种类型的系统在体型大小、重量和成本上都存在着很大的差异。致使这种新型UPS诞生的因素之一就是数据中心的供电需求急剧增加。以往一个机架只需要1到2千瓦,所以UPS在数据中心占用的空间非常小。但是,随着机架的供电需求跳到10千瓦、20千瓦甚至更高后,UPS在数据中心的空间占用率也发生了巨大的变化。

多年以前,一个3到5万伏安的UPS对一个普通的小型数据中心来书就已经足够了。但是现在,一个装有四台刀片服务器的机架就要两三万伏安。所以,现在的小数据中心里的“小”UPS都是10到25万伏安的了。为了满足客户不断提高的需求,制造商便开始采用无变压器的UPS系统设计了。

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