金融行业UPS电源的解决方案

引言

　　随着中国的改革开放，近年来，不断的有外资银行涌入中国，对金融行业市场带来一定的影响，引发新一轮的基础设施建设以及IT硬件投资的需求。因此，对于IT硬件设备厂商，特别是UPS厂商都带来一定的市场机会。虽然全球金融危机时至今日尚难言见底，但中国金融业在全球金融市场中的表现可谓是"风景这边独好"。随着国家经济刺激计划的逐步推进，银行的信贷规模迅速扩大，这无疑有利于中国银行业的整体表现。随着金融业的发展，全球领先的多元化动力管理公司伊顿公司针对银行业，提出了UPS电源整理解决方案，并成功应用于某外资银行。

　　1 对UPS系统的基本要求

　　1.1 宽广的输入电压范围

　　UPS的输入电压范围代表了UPS适应电网的能力，同时电压范围宽广也有着降低用户投资成本，节能环保的作用，该项目电源系统要求后备延时时间在15分钟和8个小时，这样在系统中就需要投入大量的蓄电池，UPS宽广的输入电压范围可以有效的减少电池的充放电次数，达到节能环保的效果。

　　1.2 高整机效率

　　IT机房的用电量非常大，每年花在电上的费用是非常巨大的，所以在选用用电设备时，效率尤为重要。所以在银行业IT机房电源系统在选用UPS时，效率是非常重要的一项参数。

　　1.3 风扇的智能管理功能

　　UPS的散热基本是靠风扇来完成，如果风扇出现故障或者转速不够，UPS的运行就会出现问题，而大多厂商的UPS对风扇都没有预告警的功能，此次项目，针对风扇提出了转速在线检测的功能，从而能有效的延长风扇使用寿命。

　　1.4 体积小、重量轻

　　此次IT电源系统机房在11层，要求UPS具有体积小，重量轻的要求，从而能达到机房承重的要求，同时，动力机房空间也非常有限，在选用设备时在保证设备质量的基础上最好能选择何积小、重量轻的设备，以便节省机房使用空间。

　　2 对节能环保的基本要求

　　2.1 符合ROSH环保要求

　　要求UPS具有绿色环保功能，其本身也应该符合绿色环保的要求，所以在选用UPS时，要看生产厂商是否通过了RoHs标准。

　　2.2 高输入功率因数、低输入谐波电流

　　绿色的UPS一定要有高输入功率因数，低谐波电流。高输入功率因数，可以使UPS对市电的利用率提高，减小无功损耗，达到节能的效果。谐波电流低，可以减小UPS对电网的污染，达到环保的功能。同时，提高输入功率因数及降低输入电流谐波失真还可以减小UPS输入端的线缆，保险，空开等容量，减少发电机匹配的容量，降低用户的投资成本等等。

　　最好的解决UPS输入功率因数和谐波电流的问题的方法就是选用采用高功率全IGBT整流逆变UPS，这种UPS无须外加滤波器就可以使用输入功率因子提升至≥0.99，谐波电流降至3%以下。

　　3 对电池的要求

　　UPS之所以称为不间断电源，主要的原因是有电池的存在，因此电池能否稳定运行，直接影响着UPS的稳定运行，客户要求电池采用国外知名品牌，同时要求对电池进行在线的监控，具体要检测到电池的单体电压、电流和内阻。

　　从该项目的这几点需求来看，UPS的绿色环保以及UPS的可靠性是用户最关心的重要指标。

　　4 EatonUPS电源解决方案

　　针对于该项目的需求，伊顿公司经过全面的分析后，提供了一套目前在业内普遍认可的可靠性最高的双总线供电方案。UPS设备采用伊顿的主打产品伊顿9390-120kVA和伊顿9155-10kVAUPS产品。伊顿9390-120kVAUPS系统产品是伊顿公司推出的三进/三出的最新一代的中大容量功率的UPS不间断电源。功率从40-160KVA,其设计目的是为了满足当今计算机网络系统对集中供电的需要，非常适合各种系统的应用场合。

　　下面针对于客户的需求，来详细叙述伊顿9390-120KVA系统是如何来解决的。

　　4.1 绿色节能

　　1）极宽的输入电压范围：伊顿9390-120kVAUPS系统采用的是全IGBT整流逆变技术，在满载的情况下可以达到输入电压范围为正负20%，因此最大限度的减少了蓄电池的放电次数。

　　2）极高的整机效率：伊顿9390-120kVAUPS系统在满载的时候，整机效率高达94%，而对于该项目UPS是在半载以下的情况下工作，效率仍然高达93%，大大减少了用户的运行成本。

　　3）极高的输入功率因数：伊顿9390-120kVAUPS系统，输入采用的是IGBT整流技术，UPS的输入电流完全的跟踪输入电压，输入功率因数可以高达0.99。伊顿9390-120KVAUPS系统采用的是主动式治理谐波的方式，伊顿高频开关技术的优越性，使得UPS本身就不会产生谐波，因此无需治理，谐波含量很容易的就控制到5%以内。

　　4.2 可靠性

　　1）风扇管理：伊顿9390-120KVAUPS系统的风扇采用的是抽屉式的结构，便于更换。采用N+1式冗余风扇，任何一只风扇发生故障，都不会影响整机的冷却效果。

　　2）DSP数字控制：伊顿9390-120kVAUPS系统采用了32位DSP数字控制芯片，在UPS系统内部全部为数字控制，整机内部没有一块电位器，不仅仅提高了对事件的处理速度，同时也大大提高了整机运行的可靠性，避免了模拟控制随着时间的变化，参数漂移的缺陷。

　　3）控制电源：对于UPS本身的核心电源，伊顿9390-120kVAUPS系统内部是采用两块冗余的逻辑电源作为它的核心控制电源，任何一块电源发生了故障，都不会影响整机的正常运转。

　　4）输出变压器：对于伊顿9390-120kVAUPS系统，标准配置不含输出隔离变压器，因为采用IGBT整流技术的UPS，不需要变压器就可以直接逆变输出380V。

电池在线检测系统e#

　　4.3 电池在线检测系统

　　针对于该项目，伊顿提供美国GNB原装电池，为了满足电池单体在线测试的要求，伊顿公司配置了全球先进的在线电池管理系统CellWatch系统。Cellwatch系统是美国NDSL公司的主打产品，凭借其优越的性能，已经广泛的应用在UPS以及开关电源的行业中，为全世界的广大用户，节省了电池方面的运行成本。

　　CellWatch电池监控系统可以实时在线的监测到各个电池单元的工作状态，电池电压、电流、温度以及电池内阻。同时通过监测CU单元中的4个告警干接点信号，可以方便的通过RS485总线，将告警信息上传到TMS系统中。通讯方式可以基于MODBUS-TCP/IP协议来传送，也可以基于RS485来传递告警信息。

CellWatch系统原理图

　　5 系统方案原理图

　　本项目采用双电源供电系统，每路总线由两台9390-120kVAUPS组成1+1并机系统，同时，还配置了9155-10KVAUPS，为用户的小型服务器提供不间断的供电保护。

　　该系统优势：两路总线是完全独立的系统，当其中任何一路总线发生故障时，由另外一路总线自动的承担全部负载。同时，并机UPS系统配置了手动维修旁路开关，在保证为用户提供不间断电源的同时，进行UPS的在线维修。变压器也配置了维修旁路开关，能够方便用户实时的对隔离变压器的各个接线端子进行检修。另外，该系统在设计的初期就考虑到用户机房空间的问题，因此，所有的UPS和隔离变压器都是靠墙摆放的，均是真正的前维护产品，详情请参考机房平面布置图。

双总线电源供电系统原理框图

　　从上图可以清晰的看到，每路总线都是配有发电机作为其后备电源，同时，两路总线的市电输入是不同的市电输入，最大限度的保证了UPS始终能处于正常的工作状态。

并机系统深化图

　　上图为每路总线的1+1并机系统深化图，对UPS和隔离变压器都配置了相应的维修开关，同时，每台UPS系统，都配置了相应的电池组，以达到不间断的为用户提供可靠纯净电源的目的。

　　6 结语

　　在政府的宏观调控下，我国的金融行业并没有出现象发达国家金融机构那样动荡的局面，这为中国UPS市场的发展提供了良好的外部环境。同时，在金融危机的恶劣影响下，大量的外资银行不断的涌入中国大陆市场，这必将导致UPS的金融市