UPS以及ATSE在电力信息交流低压供电系统中的应用

2015-11-07经验人苏雪娟

中国科技信息 2015年23期

经验人：苏雪娟

经验人：苏雪娟

随着电力信息技术不断的快速发展，信息机房原有UPS电源及其配电系统无法满足实际工作需求，本文以某供电公司电力信息机房UPS改造为例，介绍了UPS和ATSE设备的工作原理在电力信息交流低压供电系统中的应用及对供电连续可靠和供电质量的重要作用。

随着电力企业信息机房信息设备的逐渐增加，电源系统的电源质量以及供电可靠性提出了很好的安全需求，需要UPS电源系统能够提供稳定、安全以及可靠的无中断全天候的优质电源服务。在实际的应用中，UPS有两个作用：一是改善电能质量，消除市电中可能存在的电压波动、脉冲干扰甚至断电等情况；二是应急情况使用，防止市电突然中断而造成信息机房的信息设备、基础设施等无法正常工作。

UPS电源简介

UPS介绍

UPS（Uninterruptible Power System），不间断电源，其电压功率稳定，主要由5个部分构成：蓄电池、AC/DC变换的整流器，DC/AC变换的逆变器，输入电路（如主路、旁路、电池等）以及逆变和旁路输出切换电源。工作原理分为三种，即后备式、双变换式和互动式。本文中的实例采用的是后备式，即市电正常时，蓄电池为充电状态，市电通过稳压滤波输出供给负载设备，而当市电断电时，逆变器将蓄电池的直流电转变成稳定的交流电输出给负载设备。

UPS容量选择和配置

通常用有功功率P（单位：W）来标注信息机房设备的总功率，视在功率S（单位：VA）认定为UPS电源的额定容量。而由于信息机房设备多为主机和网络设备，有功功率和无功功率对UPS的选择都会产生影响，P=S×cosφ ，cosφ是功率因数，取值为0.65，则

计算的时候，需将设备的有功功率P换算成视在功率S：

其中K 为负载系数。一般情况下，设定感性负载系数K=0.3，阻性负载系数K=0.7，容性负载系数K=1。有额定电压和额定电流的设备，其视在功率为S=UI，其中取额定电压为220V，所有负载和：

UPS容量应该以机房实际负载需求为基础，一般应是其额定功率的25％～70％，同时还应预留3～5年的扩容的可能容量。经过公式（3），计算出信息机房内设备容量大致为90kW，按照（1）公式计算得出应选用60KVA的UPS电源容量。

ATSE开关功能介绍

图1 ATSE开关示意图

ATSE（Automatic transfer Switching equipment），双电源自动切换开关设备，如图1所示。在电源系统中该设备用于主备电源之间的自动切换。 ATSE包括两个两部分：开关本体和控制器。而开关本体也有两种，分别为PC级（整体式）和CB级（断路器）。PC级：两个电源之间能够自动切换，但不能分断短路电流；CB级：不仅能使两个电源之间自动切换，而且能分断短路电流。控制器用来检测主备电源的工作情况，当主备电源发生故障时，控制器即发出指令，开关本体将负载设备从主电源自动转换到备用电源。

所以ATSE开关是信息机房UPS电源系统中不可缺少的电气设备，保障信息机房供电的质量和可靠性，发挥着其他设备无法替代的作用。

图2 某公司机房配电系统示意图

UPS及ATSE在信息机房中的应用实例

UPS以及ATSE开关是保障信息机房供电可靠运行的重要控制设备。以某供电公司信息机房电源系统为例，其配电进线采用两路市电电源互为主备，市电电源通过ATSE开关进行相互切换，两台配电柜分别向两台UPS主机提供电源，如图2所示。所以只要电源系统的两路市电不同时断电，即保证其中一台UPS持续向重要设备供电。ATSE开关的自动切换理论实践控制在100ms。目前该公司信息机房的两套UPS设计为双母线供电，所以其主电源不断电，负载就一直由主电源供电。

从图中可以看出，如果UPS1输出发生改造、检修等无法持续供电的情况时，ATSE开关将自动切换到运行正常的UPS2输出上，确保机房内重要核心设备可靠用电。为了进一步保证各个信息系统供电的可靠性，机房内的所有机柜都从UPS1和UPS2输出母线上分别引两路电源到各个PDU设备上，并且机柜内的每台设备都保证双电源分别从两个PDU设备取电，保证了每台设备都同时由两台UPS供电。