【正文】 畢業(yè)設(shè)計可以說是對未來工作的一種模擬；通過這次設(shè)計，我對將來及現(xiàn)在所從事的工作充滿了信心！ 本設(shè)計中難免有不足之處，敬望各位老師多多諒解指正。她嚴謹務(wù)實的治學(xué)態(tài)度，敏銳的洞察力，準確把握課題研究最新方向的能力和勇于創(chuàng)新的精神，給我留下了深刻的印象，我從中獲益非淺。同時也忠心感謝我的指導(dǎo)老師，非常感謝老師在設(shè)計過程中的教導(dǎo)以及對有關(guān)問題上指點和幫助。由此也可看出對供電系統(tǒng)的可靠性研究是很有必要的，它直接的是為供電系統(tǒng)的發(fā)展提供基礎(chǔ)，是對于數(shù)據(jù)中心的供電保障。而雙電源供電比較簡單，可行性很高；但 UPS 還是有很多的缺陷，需要進一步去完善，這是未來供電系統(tǒng)發(fā)展中的一大著重改善點。未來的總體發(fā)展趨勢是高壓 /集中式 /交流大 UPS 向低壓 /分布式 /直流小 UPS 方向發(fā)展，由機房外集中式鉛酸電池向 IT 機柜內(nèi)分布式小 (鋰 )電池等方向發(fā)展，從化石能源向綠色能源方向發(fā)展。 南京機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 18 第五章 小結(jié) 隨著數(shù)據(jù)中心技術(shù)的大規(guī)模建設(shè)，以及更為關(guān)注能源利用效率，數(shù)據(jù)中心供電技術(shù)未來的發(fā)展方向一定是市電直供技術(shù)，在降低前提投資成本的同時，還通過高效率供電減少后期運營成本。 d、故障現(xiàn)象： UPS 高溫告警 像這種高溫告警情況，大部分是因為空調(diào)的降溫效果不行，這可能 是因為空調(diào)故障造成氣流不足，或者直接停機，這時候只要解決空調(diào)問題即可，如果空調(diào)不能及時的修理的話，必須在 UPS 旁安放零時風(fēng)機進行降溫。 從現(xiàn)象可判斷為誤告警，或者是 UPS 恢復(fù)延遲，可按下面步驟處理： —— 把市電重新斷掉，重啟 UPS。 從現(xiàn)象判斷為蓄電池或充電電路故障，可按以下步驟檢查： —— 檢查充電電路輸入輸出電壓是否正常； —— 若充電電路輸入正常，輸出不正常，斷開 蓄電池再測，若仍不正常則為充電電路故障； —— 若斷開蓄電池后充電電路輸入、輸出均正常，則說明蓄電池已因長期未充電、過放或已到壽命期等原因而損壞。 上述排故順序也可倒過來進行，有時能更快發(fā)現(xiàn)故障。 —— 若逆變器驅(qū)動電路工作不正常，則檢查波形產(chǎn)生電路有無 PWM 控制信輸出，若有控制信號輸出，說明故障在逆變器驅(qū)動電路。 從現(xiàn)象判斷為蓄電池和逆變器部分故障，可按以下程序檢查： —— 檢查蓄電池電壓，看蓄電池是否充電不足，若蓄電池充電不足，則要檢查是蓄電池本身的故障還是充電電路故障。有時候現(xiàn)場常遇到按下合閘開關(guān)后開關(guān)無法自動合上，此時應(yīng)采取手動合閘，并檢查開關(guān)問題，向上級匯報。如果整定值偏小，可以將整定值調(diào)大。如果定值整定正確，必須設(shè)法降低變壓器的溫度。如果是新移動、加油的變壓器發(fā)生輕瓦斯動作，可以將內(nèi)部氣體放出后繼續(xù)投入運行。變壓器發(fā)生內(nèi)部故障或過負荷時瓦斯和溫度保護動作。找到短路故障點，將故障排除后方可送電。在送電前應(yīng)當與用戶協(xié)商減少負荷防止送電后再次跳閘。繼電器動作時紅色的發(fā)光二極管亮，可以明確判斷動作原因。過流繼電器(GL 型 )動作時不能區(qū)分過流和速斷。 判斷方法：判斷故障原因可以根據(jù)繼電器掉牌、告警信息等情況進行判斷。高壓柜內(nèi)或者中央 信號系統(tǒng)有聲光報警信號，繼電器掉牌指示。當線路或者變壓器出現(xiàn)故障時，保護繼電器動作使開關(guān)跳閘。 高壓開關(guān)柜運行中跳閘 故障現(xiàn)象：這種故障原因是保護動作。 c、送電時，手車無法搖進去。解決方法：檢查手車是否搖到位，可以將手車重新?lián)u出來再搖進去，聽到“ 咔嚓”聲后到位，此時再合開關(guān)就可以了。解決方法：檢查開關(guān)是否在分閘狀態(tài)，在開關(guān)為合閘狀態(tài)下，手車是無法搖出來啦，這是最常見的一種錯誤。這一方面由于容量不大，通常容量等級本系統(tǒng)就可解決； 尤其是用于第二代 N+X 模塊化冗余結(jié)構(gòu) 最為合適，這主要是由于并聯(lián) UPS 各單機模塊在并聯(lián)情況下具有統(tǒng)一轉(zhuǎn)旁路的特點，而且故障模塊可以得到及時更換，所有模塊同時因出問題而轉(zhuǎn)旁路的概率又非常小，這就將轉(zhuǎn)旁路的危險性降IE~J 最小限度，提高了供電的可靠性。三進出結(jié)構(gòu)的 UPS 容量越大，這個問題就越嚴重。 為了不使上述的局面出現(xiàn)就必須做兩件事： 一件事是將輸入電路增容至原來的 3 倍，比如輸入開關(guān) Si 的容量規(guī)格增至270KVA(每相 90KVA)；另一件事是將輸入端 (比如供電局 )要求增容至原來的 3倍。一般的市電配電開關(guān) Si都不具有 300％的余量，就會導(dǎo)致過載跳閘。但三進單出 (3／ 1)結(jié)構(gòu)的 UPS的確有著不可靠因素，如圖 3 所示 ,當輸出功率為 90kVA，正常時三相輸入均為30kVA，達到了平衡的目的。 有些用戶對 UPS 有兩個擔心： a、三相輸出的 UPS 當三相負載電流不平衡時會導(dǎo)致三相電壓的不平衡，于是就提出了三進單出 (3／ 1)結(jié)構(gòu)的 U PS，如圖 3 所示，以為這樣就可以高枕無憂了。 提高供電系統(tǒng)可靠性的途徑 選擇了好的供電設(shè)備并不一定能保證有好的供電效果。但如果選 32A 或 100A 的斷路器就是不匹配，就會導(dǎo)致故障，或頻繁切斷負載或在輸出端瞬時短路而不能保護電源。比如 10kVA 的 UPS 輸出端應(yīng)配 65A的斷路器比較合適，因為單相 10kVA 的額定電流是 45A，再加上 20％過載能力，選標稱值 65A 開關(guān)就差不多。不可忽略的一點是，木桶的盛水除了取決于最短的那個木板條外，還取決于每個木板條之間的連接是否密封。就像木桶結(jié)構(gòu)一樣，構(gòu)成木桶的木 板條長短不一，眾所周知，木桶盛水的多少取決于最短的那個木板條。是不是這么回事 ?可以說一般電源變壓器不抗干擾，這個問題不用爭論，可以用一 臺雙蹤示波器一測便知，高頻機 UPS 也有變壓器，是今后的電磁變壓器的替代品；至于 UPS 機是針對感性負載設(shè)計的，以前的計算機、服務(wù)器等數(shù)字計算設(shè)備都是電感性的負載。 南京機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 14 第三章 供電系統(tǒng)可靠性分析 可靠性的概述 有些用戶 在規(guī)劃數(shù)據(jù)中心機房供電系統(tǒng)時有幾個誤區(qū)：認為設(shè)備越多系統(tǒng)越可靠，即花錢越多越可靠，可靠性是用錢堆起來的；認為變壓器是可以抗干擾，UPS 若不帶變壓器就不可靠，認為高頻機 UPS 沒變壓器，所以不可靠；并對零地電壓談虎色變，認為零地電壓是用電設(shè)備故障的主要來源；認為 UPS 是帶電容性負載的，不能帶電感性負載，甚至認為以前的計算機、服務(wù)器等數(shù)字計算設(shè)備是電容性的負載。當發(fā)生嚴重超載（超過 200%額定負載）時，不間斷電源立即停止逆變器輸出并跳到旁路狀態(tài)，此時前面輸入 空氣開關(guān) 也可能跳閘。當電池能量即將耗盡時，不間斷電源發(fā)出聲光報警，并在電池放電下限點停止逆變器工作，長鳴 告警 。當任何時候市電欠壓 或突然掉電，則由電池組通過 隔離二極管 開關(guān)向直流回路饋送電能。 在 電網(wǎng) 電壓工作正常時，給負載供電如圖 11 所示，而且，同時給儲能電池充電；當突發(fā)停電時， UPS 電源開始工作，由儲能電池供給負載所需電源，維持南京機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 13 正常的生產(chǎn)（如粗黑→所示）；當由于生產(chǎn)需要，負載嚴重過載時，由電網(wǎng)電壓經(jīng)整流直接給負載供電（如虛線所示）。頻率的穩(wěn)定則由變換器來完成， 頻率穩(wěn)定度 取決于變換器的振蕩頻率的穩(wěn)定程度。儲能 電池 除可存儲直流直能的功能外，對整流器來說就像接了一只大容器 電容 器，其等效 電容量 的大小，與儲能電池容量大小成正比。其系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能通常是由 整流器 完成的，整流器件采用可控硅或高頻 開關(guān) 整流器，本身具有可根據(jù)外電的變化 控制輸出 幅度 的功能，從而當外電發(fā)生變化時（該變化應(yīng)滿足系統(tǒng)要求），輸出幅度基本不變的整流 電壓 。 UPS 設(shè)備通常對電壓過高或電壓過低都能提供保護。主要用于給單臺 計算機 、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它 電力電子設(shè)南京機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 12 備 如電磁閥、壓力變送器等提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)。 UPS 系統(tǒng) UPS（ Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply），即不間斷 電源 ，是供電系統(tǒng)對直接數(shù)據(jù)中心供電的核心設(shè)備。而雙回路一般指末端，一條線路故障后另一備用回路投入運行，為設(shè)備供電。所以，“雙回路”中的這個回路指的是區(qū)域變電站出來的回路。雙電源比雙回路可靠，但對建筑單體來說，兩者看起來好象沒有什么區(qū)別，很多情況下都是兩路進線。 雙電源供電當然是引自兩個電源（性質(zhì)不同），饋電線路當然是兩條；一