UPS制勝有術

2019-11-03 09:58:58

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供稿：網友

———兩種交流不間斷供電系統的差別

河北移動通信網絡部　高建

　　在現代通信系統中、隨著智能網、數據網、網絡管理與監控系統、計費營賬系統及客戶服務系統的大規模建設和發展，作為服務器、工作站的計算機設備廣泛應用。為了確保程序運行、數據存儲等硬件設備運行時的安全、穩定，必須配備高質量的交流不間斷電源系統。

　　目前，在基礎通信運營網絡上有兩種交流不間斷供電解決方式，一種是自備通信基礎電源DC 48V電池組+逆變器，另一種就是采用在線式UPS(不間斷供電系統)。從設備運行、系統維護的角度看，兩者差別隨著網絡技術的發展日益明顯，以下從幾個方面作簡要的對比分析。

　　供電方式

　　在線式UPS的供電方式分四種情況，當市電網符合輸入范圍時，經過AC/DC(整流)，向蓄電池充電，同時AC/DC向負載供電；當在線式UPS故障或過載時自動轉為靜態旁路由市電向負載供電；維護時，通過手動調節維修旁路開關，不間斷地轉到市電向負載供電，從而將UPS與負載隔離，進行保養維護。

　　電池組+逆變器的供電方式僅有兩種，一般的做法是利用基礎DC 48V電源逆變輸出供負載，市電作為后備。

　　可見，在線式UPS供電方式比電池組+逆變器更安全、更可靠，能更好地解決市電異常、自身故障、過載等造成的供電問題。

　　供電質量

　　兩種供電系統的作用都是實現主備電源的不間斷相互切換，由蓄電池提供后備時間來保證外電搶修，但是系統供電質量在安全可靠性、隔離干擾兩方面有很大不同。

　　第一，安全可靠性。在抗瞬態浪涌方面，在線式UPS輸入端配置防雷擊功能模塊，能抵御4KV/2KA級的瞬態浪涌沖擊；而電池組+逆變器系統前端的開關整流器也加裝了防雷組件，所以兩者都有很好的防護能力。但是，目前逆變單元所用的IGBT功放管的耐壓強度為600伏，正常工作時UPS中逆變部分的IGBT功放管處于高電壓(240伏以上)，而小電流工作狀態時，48伏逆變器的直流輸入電壓僅為53.5伏左右，這樣同樣就將在同樣負載時輸出更大的工作電流，這對于設備元器件有直接的影響。可見，在線式UPS的運行可靠性高于48伏逆變器。

　　第二，隔離干擾能力。由于48伏逆變器與程控交換機房所用的直流電源共用一條直流總線匯流排，以及將同樣的48伏電池組作為后備電源，48伏逆變器又是采用高頻脈寬調制(20-40KHz)工作方式，在負載較大時將形成各種難以對付的雜音干擾，大大影響程控交換機的通話質量，增大數據通訊的誤碼率。相反，對于在線式UPS來方，由于它的逆變器輸入直流總線和外接電池組均與用戶原有的48伏通信電源沒任何直接的電氣連接，所以不會對程控交換機產生任何傳導干擾，自然就不存在“反灌噪音”干擾問題，對提高通訊質量是相當有利的。

　　另外，UPS為防止對外的輻射干擾，通常采用鋼板式框架結構，消除了對其它設備的的輻射干擾。

　　供電能力　　電池組+逆變器是固定的48V供電，電池電壓較低，當輸出功率要求愈大時，對功率模塊的生產工藝要求愈高，因此，大功率逆變器難以實現。而在線式UPS本身的自帶電池組直流電壓很高，因此單機功率可以很大，且還可以通過靈活并機進一步擴大容量和增加供電的安全系數。

　　可管理能力

　　可適應現代通訊網絡飛速發展的需求，要求配套電源必須擁有極強的可管理功能。在線式UPS所配置的監控單元和軟件，能相當容易地在Windows NT、Windows 2000、Novell、Unix等操作系統中運行，實施功能強大的電源檢測和管理。而且通過協議解析，可以把UPS納入動力環境集中監控系統平臺。可實時遙測UPS運行參數、遠程分析運行“大事記”，遙控關閉負載系統，實現無人值守但實時都處于專業工程師的監控之中。相比之下，48伏逆變器的電源監控單元采樣點少，記錄信息少，可管理性不能與在線式UPS比。

　　運行效率

　　電池組+逆變器，將220伏/380伏交流電轉變成48伏的整流設備的效率一般為90%左右，逆變器的逆變效率為80%左右，所以采用這種方式僅能使用70%左右的有效電池，同時帶來的是系統發熱量大、加大散熱風扇功率和運行費用大。相比之下，在線式UPS電源效率則能達到90%以上。另外，通過采用先進的DSP控制技術，在線式UPS具有超寬的輸入電壓范圍，大大減少了電池放電次數，在先進的智能電池管理功能，使充電電壓自動溫度補償、充電方式隨放電時間和終止電壓自動調整、在線電池檢測、電池壽命計算等，保護了電池，可使電池壽命延長30%以上，有效節約維護成本。

　　結論

　　從上述兩種供電系統的差異分析，可見在線式UPS電源與傳統的48伏逆變器電源相比具有可靠性高、運行成本低等明顯優勢。因此，隨著數據網、支撐網的發展，交流用電設備數據不斷增加，而且容量日益增大，如果需要增配大中容量的交流不間斷供電設備，最好選用在線式UPS。

----《通信產業報》