艾默生 NX-160KVA

產品容量：160KVA（144KW）系列：艾默生NX系列UPS(30K-800k)電壓的輸入輸出：三進三出(380V:380V)外接電池數量：40塊重量：336 kg（ 公斤）尺寸（LWH）：600*843*1400 MM（毫米）U形狀分類：塔式UPS

艾默生模塊化解決方案助力金融用戶打造信息軟實力

隨著各種信息技術對企業生存發展的支撐作用日益凸顯，信息化建設已成為金融行業爭奪市場的制高點。在金融信息化進程中，越來越多的業務流程依賴于IT技術，如何從技術和業務的雙重視角對其進行有效管理，保障IT平臺的高效、安全、正常運行，為金融用戶日常辦公、業務處理提供有力支撐，是金融行業IT管理者最常思索的問題。

目前，金融信息化建設已經邁過了基礎應用、系統建設的起步時期，正步入IT服務管理的關鍵階段。在此背景下，由于業務快速變化、IT基礎設施日益復雜、技術支撐平臺落后等因素，導致了金融行業IT運維管理面臨很大的壓力，這也直接對數據機房的運行效率提出了更高要求。其中，鑒于金融行業業務的運作特點，實現精細化動態管理是金融數據機房建設的一個很重要的指標。

因此，如何更好地利用、發揮數據機房的IT支撐作用，打造過硬的信息軟實力，有效地支持推動金融行業用戶業務的快速發展，提升經營管理效率，成為金融行業信息化建設中的一個新起點。而達到這一目標，最重要的就是需要金融行業用戶更多地關注IT基礎設施的建設與應用，從降低建設難度到易于快速部署，從提高運行效率到易于資源的整合與集中，從提高可靠性、可用性、靈活性到運維管理的簡單快捷，需要多方兼顧，打造一個穩固的基礎設施平臺，保障數據機房的高效率運行。

基于金融行業信息化建設和應用的全新需求，伴隨著信息應用技術發展趨勢而日漸興起的模塊化數據中心，正成為金融行業用戶數據機房建設的第一選擇。模塊化數據中心把數據中心的核心信息設備與基礎設施以模塊方式進行分配，在建設時，各模塊的規模、功率負載、配置等均按照統一標準進行設計，如同搭積木一樣對數據中心進行建設。不僅可以隨著業務的增長隨需擴展，而且部署快，建設周期大大縮短，節省了空間和能源，同時最大程度降低了數據中心的運維管理難度。

針對模塊化數據中心市場強勁的發展態勢，IT廠商不斷研發出相應的解決方案。以艾默生網絡能源為例，其基于全球領先的前沿技術以及對行業需求的準確把握，推出了一系列模塊化數據中心解決方案。其中，華夏人壽保險公司在北京數據中心建設項目中應用的SmartAisleTM，即是艾默生旗下一款典型的模塊化數據中心解決方案。

SmartAisleTM模塊數據中心解決方案基于模塊化設計的系統能夠合理安裝部署，簡化數據中心的環境，不僅加強了對成本的控制，而且方便日常維護與未來擴容，可以輕松管理所有資源，提高運營效率，降低復雜性和風險，從而實現了高度的靈活性和可用性。該產品遵循“工程產品化”的理念，集成了供配電系統、精密空調系統、機柜、監控系統等數據中心的優勢產品，還可以無縫搭載艾默生在DCIM領域領先的Trellis平臺，在IT和基礎設施之間構建一個通信橋梁，使數據中心管理者能夠隨時掌握數據中心的整體性能，從而最大程度地提升數據中心的可用性和運行效率。

在北京數據中心建設項目中，華夏人壽為了給業務的正常開展提供可靠的信息化支撐，在相關基礎設施建設應用方面，不僅要求具有先進的精細化管理功能，同時還要有綠色節能的理念體現。 針對項目需求，艾默生網絡能源在SmartAisleTM模塊數據中心解決方案中，搭載了具有高能效比的Liebert.CRV行間動態制冷系統，該系統采用的iCOM控制技術，可實現精密的溫濕度控制，配合封閉冷通道，不僅能夠大幅降低制冷能耗，而且可徹底解決機房高熱密度問題。在動力方面，該方案配置的高可靠性、高效率的APM 系列UPS系統，采用模塊化、熱插拔結構設計，可以實現不停機情況下的運行維護，具有極高的可用性，同時系統升級擴容變得更為簡單，極大滿足了客戶逐步建設、隨需擴容的實際需求。

值得一提的是，該解決方案融合了易睿RDU機房一體化集中監控管理系統，可以對解決方案中的配電設備、UPS以及制冷系統等智能設備的運行狀態進行集中監控管理，幫助用戶實時評估機房能耗，實時關注機房運營情況，實現了機房的精細化動態管理，提升了機房的整體運行效率。

可以說，信息化的深度應用確保了金融行業用戶業務運行的便捷、準確、高效，更重要的是為金融行業開辟出了新的經營模式，拓寬了服務領域，提升了客戶服務質量。而在模塊化數據中心日益成為主流應用的趨勢下，艾默生網絡能源旗下多系列高品質智能化解決方案，更為實現這一切提供了有力的支撐。

                                                                         工頻UPS不等于工業UPS

工頻機和高頻機是兩種不同的技術路線或構架,而工業機和商業機是行業用戶應用時,反映了可靠性和適用性的等級高低。工業機的顯性特征是高EMC抗擾度(為了防止電氣環境的傳導及輻射電磁*對UPS正常工作的影響);高IP防護等級(為了防止灰塵、水濺、有害氣體等對UPS正常工作的影響);輸出工頻隔離變壓器(由于在工業應用中,UPS的旁路輸入是獨立的,且要求增加工頻隔離變壓器,所以輸出配電系統靈活,可再生一個TN系統、IT系統,電氣隔離等);隱性特征是根據用戶用電環境、負載情況而制定的整流器及逆變器的控制算法及采樣設計。
  
  1 回顧工頻機和高頻機分類的由來
  
  1956年,美國人J.莫爾制成晶閘管雛型。1957年,美國人R.A.約克制成實用的晶閘管。50年代末晶閘管被用于電力電子裝置,60年代以來得到迅速推廣,并開發出一系列派生器件,拓展了電力電子技術的應用領域。電力電子電路隨著晶閘管應用的推廣,開發出許多電力電子電路,按其功能可分為:①將交流電能轉換成直流電能的整流電路;②將直流電能轉換成交流電能的逆變電路;③將一種形式的交流電能轉換成另一種形式的交流電能的交流變換電路;④將一種形式的直流電能轉換成另一種形式的直流電能的直流變換電路。這些電路都包含晶閘管,而每個晶閘管都需要相應的觸發器。于是配合這些電力電子電路出現了許多的觸發控制電路。所以,有專家把晶閘管誕生的1957年,叫電力電子技術產生的元年,由此電子技術學科分為電力電子技術和信息電子技術。在這個大背景下,第一代靜態工頻UPS在1964年應運而生(見圖1)。
  
  圖1中設計了4個逆變變壓器;四個變壓器又分為兩組,每組含有兩個變壓器;變壓器的一次側為三角形連接,二次側繞組一個為星型,另一個為曲折星型(Zig-Zag,30°相移);每組的兩個變壓器,在一定程度上可消除部分的諧波;調整兩組變壓器間的相移即可調整逆變器的輸出電壓。由于整流器、逆變器、變壓器均屬工頻,故俗稱純工頻UPS。純工頻UPS,就逆變器輸出變壓器而言,經歷了變壓器的數量從4個減少2個,2個減少到1個的過程。示意圖如圖2、圖3所示。
  

  1962年,GE公司研制出第一個600V/200A GTO,克服了普通晶閘管不能門極控制關斷的缺點。但是GTO一直在技術上不過關,在應用中容易燒毀。1974年,日本東芝等公司采用NTD單晶片并通過計算機模擬技術在GTO研制上取得突破,生產出1200V/2000A的GTO。而越做越大的雙極晶體管采用垂直結構、達林頓級聯技術以及多元胞集成并聯等技術已經做到500V/200A/50(電流放大倍數hfe),此時已稱其為GTR。20世紀70年代末,由于半導體超凈技術的進步,長期阻礙MOS器件的“表面態”雜質離子問題也得到控制及解決。
  
  這種最早就構想出的器件卻因為技術問題而較晚到來,但是它的性能更為優秀,也更容易制造。因而,MOS集成電路在20世紀70年代末得到飛速發展。在20世紀80年代初,以MOS集成電路為基礎的垂直擴散MOS功率器件VDMOS也在國際整流器公司(International Rectifier)的努力下逐漸走向成熟。1982年GE公司的美籍印度人B.J.Baliga和Motorola公司幾乎獨自同時發明IGBT。1984年,GE公司的V.A.K.Temple發明性能更為優秀的MCT(H),并在1991年商品化生產。但在20世紀90年代末,因結構過于復雜,成品率低而陷于停滯狀態。在20世紀90年代初,日本三菱公司研制開發的以IGBT為基礎的智能功率模塊(IPM——Intelligent Power Module)經過近十年的改進,進入成熟應用。1995年,西門子公司首次推出了非穿通結構(Non Punch Through)的NPT-IGBT,這在技術上是一個里程碑。因為,NPT-IGBT技術可以使得功率開關器件在高溫可靠性、安全工作區、超高耐壓、低成本、高開關性能等諸多方面同時得到顯著提高。采用NPT-IGBT技術及GTO圓片工藝,目前已經可以做出6500V/600A的NPT-IGBT。
  
  所以,在20世紀80年代中期,UPS的逆變器進入高頻時代,IGBT工作頻率通常在開關頻率為3～10kHz。工作耐壓為600V。只是由于母線直流電壓未采用DC/DC升壓,仍需用工頻升壓變壓器,故仍將此類機型叫工頻機,去掉了“純”字,如圖4所示。
  
  同一時期,最能代表工業機特點的電力專用UPS誕生。隨著DCS的引進,電力行業開始批量使用UPS,發現UPS里的電池故障率高。國內外的變電站、電廠等有直流屏的用戶,對UPS電池的管理提出了一個設想,希望用“UPS機頭”,即UPS不配電池和充電,直流端直接接到直流屏上。這樣用戶的直流維護人員保證了電池的安全,提高了UPS的可靠性,也降低了電池的投入,如圖5所示。
  
  最能代表工業機定制特點的電力專用UPS特征如下:
  
  ①電力UPS自身不帶蓄電池組,直接使用直流屏母線上掛的電池組,因此電力UPS可不設充電器;
  
  ②因直流屏的電池母線有對地絕緣檢測,所以電力UPS的輸入/輸出必須有隔離變壓器;
  
  ③能提供應急用電的冷啟動功能;
  
  ④電力專用UPS一般都由電力UPS主機、旁路穩壓柜、輸出饋線柜等三部分組屏供貨;
  
  ⑤由于電廠的DCS系統負載大多數為單相負載,單相負載配電線路簡單、維護方便。因此電力專用UPS大多輸出單相220V,容量一般在160kVA范圍之內。
  
  以上構架的電力專用UPS,也可叫工頻式電力專用UPS或工頻式工業型UPS。
  
  2000年以后,大電流高電壓的IGBT已模塊化,它的驅動電路除上面介紹的由分立元件構成之外,現在已制造出集成化的IGBT專用驅動電路.其性能更好,整機的可靠性更高及體積更小。IGBT系列模塊,耐壓達到了1200V/1700V/2000V/2500V/3300V/6500V,這時UPS的整流器也進入高頻化,通常用耐壓1200V的IGBT系列模塊,開關頻率為3～10kHz。
  
  圖6所示的UPS,市電輸入經過IGBT調制整流,獲得直流電壓(400～500V),經逆變器調制后輸出交流線電壓(310V左右),最后通過輸出變壓器升到所需的線電壓380V穩定電壓。由于仍需用工頻升壓變壓器,即便整流與逆變器都是高頻,仍將此類機型叫工頻機。
  
  如圖7所示的UPS,市電輸入經過IGBT調制整流,并將直流電壓升壓至800V左右,直接通過逆變器調制濾波后輸出所需的線電壓380V穩定電壓。
  
  由于此機型整流與逆變器屬高頻,且沒有工頻升壓變壓器,故叫高頻機。
  
  隨著高頻機時代的到來,尤其是有高頻特征的IGBT整流技術,以其輸入功率因數≥0.95,輸入THDI≤5%,對電網污染小,而被稱為綠色整流,在此高頻機技術上制造的工業機叫新一代綠色工業機。它在設計時,保留了工業機的顯性特征:高EMC抗擾度、高IP防護等級、輸出工頻隔離變壓器、及隱性特征、整流器及逆變器的控制算法及采樣設計。現在在工業領域的數據中心也逐步應用,就技術而言是未來工業機的發展方向,如圖8所示的UPS。
  
  2 結束語
  
  綜合以上所述,我們可以總結如下:工頻機和高頻機是兩種不同的技術路線或構架,工業機和商業機是行業用戶應用時,反映可靠性和適用性的等級高低。因此,工頻機和高頻機都可以做工業機。同理,工頻機和高頻機都可以做商業機。工業型UPS它采用了高度工程組件化的方法。它的定義是以用戶為中心,并與用戶一起來研判行業的用電環境(如輸入三相不平衡、晃電、諧波等)、負載環境(如整流器、變壓器、電機等)、空間及氣候環境等(如粉塵、高溫、高濕、海拔等),而“量身定制”的UPS系統解決方案。這種高度工程組件化的方法極大的提高了UPS系統的可靠性和適用性。
  
  在選用工頻式工業機或高頻式工業機方面,各行業用戶有其篤定的習慣性,經驗性,很難短期內得到改觀。所以,我們在推動工業級UPS廣泛運用的時候,要實事求是的解決用戶的疑難雜癥,要審時度勢的引入高新技術。總之,工頻UPS不等于是工業UPS。