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工业级ups电源的可靠性和可管理性有哪些方面?

2018-5-24 0:07:10      点击:
用电设备包括容性、阻性和感性等多种类型。工业级UPS系统特点体现在更高的可用性和更强的可管理性上。1)可靠性要求。工业级UPS具有高可靠性。高可靠性是以系统的设计、工业和配置来体现的。采用工业级甚至是军用级元器件,加大关键元器件、功能单元的冗余度,增强系统的抗冲击力。生产工艺上,对逻辑电路和通信电路有更严格的屏蔽措施,配置输入和输出隔离变压器以增强系统的电气隔离性能,内置电池保护开关、输入/输出开关、静态和维修旁路开关等各种保护开关。
2)对环境的适应性。工业级UPS要求对环境具有很强的适应能力。UPS系统必须能够应对高温、高湿,某些情况下还要应对腐蚀性气味。其安装地点也存在着很大的差异性,遇到安装空间有限,空气难以流通的地方,UPS应设计有特殊的关键组件,如IGBT、整流器及散热片。工业级UPS的元器件和配线应涂有电抗胶,以免遭恶劣环境破坏。在可能遭腐蚀性气体侵袭的地方,应配有专用的空气过滤器。采用这些措施也保证了变压器、电路板及合闸的性能,这些细节也增加了工业级UPS的成本。工业级UPS产品对IP等级要求很高,在某些特殊的工作场合中,其IP等级甚至要求达到IP52,而常见的商业级UPS,IP等级一般为IP20。这么大的差异主要是因为工业级UPS需要放置在车间、生产线等严重粉尘污染环境,而商业级UPS是放置在数据中心、服务器机房等环境整洁、温湿度和洁净度受控的地方,对环境的适应能力相对弱。IP等级增高,意味着更高的成本。
3)冷却系统冗余设计。工业级UPS需要对高温环境下的运行能力给予特别的设计考虑。大部分工业级UPS都配备了可监控的冗余风扇系统,风扇采用N+1冗余设计和转速监测监控技术,风道高规格等级和高冗余度的元器件,工业UPS设计在40℃的高温且无缝的情况下连续运行。
4)操作与维护。工业级UPS系统通常是由专业技术人员现场维护,所以UPS在设计时要做到模块级维修和关键部件隔离能力。另外,多数工业级UPS均设计成单位维护,维护人员不用拆除侧板或背板就能够进行维修、检查和预见性维护。
5)工作寿命。工业级UPS系统在设计时会加大元器件的设计裕量(但有些组件和制冷风扇、DC容量等会降低使用时间,设置会低于保守设计)。工业级UPS的用户,像发电厂等,通常会将uPS的使用寿命确定在20——30年,石化行业的UPS的工作寿命大约为10——15年。
6)充电器容量设计。相比商用UPS,工业级UPS系统的充电器容量要大得多,因为电池的支持时间是60min——8h或更长。UPS至少得具备在充电器中有足够的重复充电容量的这一特性。这一点在工业应用中尤其重要,如发电厂通常会用4——8h的UPS电池。
7)物理设计。工业级UPS是由质量好而且至少2mm厚的钢板制成。为更好的保护装于其中的UPS,还会在机箱表面刷上一层厚厚的专用防护喷涂。而商业级UPS采用的是普通材料,内部无特殊防湿防污处理。
8)EMI/RFI防护。工业应用中,UPS的交流输入电源来自开关设备或电机控制中心,并且通常与一些电动噪声大的负载,像变速驱动装置等,共享母线连接。对于这一累应用,输入隔离变压器是完全必要的。
9)通信功能选择。通信功能选择在工业级UPS系统中是非常重要的。在IT行业中,通常SNMP、以太网是收集UPS系统信息最常用的方式。而工业级UPS的通信功能收到应用场所及环境的限制,Modbus/Jbus通信协议、RS422/485协议和继电器输入输出接口在工业应用中目前还是很受欢迎。
总之,工业级UPS与商业UPS有着不同的设计思路。在工业场合选用UPS时,应考虑包括环境状况、运营期望值、稳定性、通信能力以及使用寿命等因素。工业级UPS初期成本大,单机制造成本昂贵,技术复杂,然而从整体成本并与其20——30年的产品寿命相比,初期成本的投入保障了长期的投资回报,同时也大大降低了负载断电的风险。