數(shù)據(jù)中心UPS需求取決于多種可變因素。開(kāi)發(fā)配置工具并確定UPS的估計(jì)容量，可滿(mǎn)足企業(yè)當(dāng)下和未來(lái)的需求。當(dāng)企業(yè)需要一臺(tái)不間斷電源單元時(shí)，該如何對(duì)容量需求進(jìn)行計(jì)算?

部分不間斷電源(UninterruptiblePowerSupply，UPS)系統(tǒng)是按照額定千瓦(kW)參數(shù)進(jìn)行分級(jí)的，而另一些按照千伏安(VA)參數(shù)進(jìn)行分級(jí)的。

UPS術(shù)語(yǔ)與現(xiàn)狀

千瓦(KW)和千伏特安培(kVA)僅僅簡(jiǎn)單意味著1000瓦特或1000伏特安培——而k(千)前綴用于較大量級(jí)的數(shù)字。

對(duì)直流電路來(lái)說(shuō)，物理學(xué)的基本規(guī)律是瓦特=伏特x安培。交流(AC)電源為我們的建筑物和設(shè)備供電。對(duì)于電力公司來(lái)說(shuō)交流電源更具有效率，但當(dāng)其到達(dá)設(shè)備的變壓器，它會(huì)展現(xiàn)出一種稱(chēng)為電抗的特性。

電抗降低會(huì)降低視在功率(伏特安培)中的有用功率(瓦特)。這兩個(gè)數(shù)的比值稱(chēng)為功率因數(shù)(PowerFactor，PF)。因此，交流電路的實(shí)際功率公式是瓦特=伏特x安培x功率因數(shù)。不幸的是，大多數(shù)設(shè)備的PF都不固定，但其數(shù)字一般是1.0或更少，1.0的PF一般是指一只燈泡。

多年來(lái)，大型UPS系統(tǒng)是基于PF0.8的數(shù)值設(shè)計(jì)的，這意味著一個(gè)10萬(wàn)伏特安培UPS只能支持80千瓦的電力負(fù)載。

大多數(shù)大型商業(yè)UPS系統(tǒng)現(xiàn)在是按照PF0.9的數(shù)值設(shè)計(jì)的。這讓我們認(rèn)識(shí)到當(dāng)今大多數(shù)的計(jì)算技術(shù)對(duì)UPS的PF值都在0.95和0.98之間。有些系統(tǒng)甚至被設(shè)計(jì)成PF值為1，這意味著千伏特安培千瓦額定值是相同的(100千伏特安培=100千瓦)。然而，由于IT負(fù)載不會(huì)對(duì)這些UPS系統(tǒng)表現(xiàn)出1.0的PF值，實(shí)際的負(fù)載限制取決于千伏特安培的參數(shù)。

不論參數(shù)是如何標(biāo)明的，在真實(shí)世界的數(shù)據(jù)中心100KVAUPS事實(shí)上將無(wú)法支持100千瓦的負(fù)載。真正了解您設(shè)備容量的唯一方法是閱讀UPS顯示器。負(fù)載百分比會(huì)告訴您的設(shè)備在多大程度上接近最大千瓦值或千伏特安培值，但要注意，這一比例會(huì)會(huì)在負(fù)載最重的一相上展示出來(lái)，并非總計(jì)的UPS容量。

大型UPS系統(tǒng)是三相電源設(shè)計(jì)。在美國(guó)，您可以在任何一個(gè)相位和所謂的中性導(dǎo)體之間獲得120伏特，而在任意兩個(gè)相位導(dǎo)體之間，您可以獲得208伏特(而不是220或是240伏特)電壓。在歐洲，您在任一相位和中性線之間可獲得230或240伏特。相位間是不連接的。除非所有三個(gè)相位之間的負(fù)載接近相等，否則您不會(huì)像顯示器所展示那樣接近最大總?cè)萘?。您需要進(jìn)一步檢查所有三個(gè)相位之間的負(fù)載以確定該數(shù)值。舉例來(lái)說(shuō)，某臺(tái)100kVA的UPS擁有0.9的PF數(shù)值，或90kW容量。如果相位A加載到95%，相位B加載到60%，、而相位C只有25%，UPS將仍然有40kVA或36kW處于未使用狀態(tài)。盡管度數(shù)95%之多，這40%的剩余容量。

UPS的kW或kVA的容量都不能被超出額定值，但由于較高的PF數(shù)字，當(dāng)今通常是kW這一參數(shù)更加重要。然而市面上也有部分UPS系統(tǒng)的功率因數(shù)經(jīng)過(guò)校正，使得這些產(chǎn)品的kW和kVA額定數(shù)值是相同的。

相位間不平衡的計(jì)算舉例

UPS系統(tǒng)的標(biāo)牌數(shù)據(jù)

當(dāng)計(jì)算UPS單元的尺寸需求時(shí)，最大的問(wèn)題是如何確定它們的實(shí)際負(fù)載。許多數(shù)據(jù)硬件制造商仍然在其制造的設(shè)備上無(wú)法提供足夠的數(shù)據(jù)，或是提供容易讓人誤導(dǎo)的數(shù)據(jù)。大廠商通常會(huì)在他們的網(wǎng)站上鏈接有配置器。如果使用正確，這些配置工具往往會(huì)給出相當(dāng)準(zhǔn)確的信息。但是沒(méi)有工具可以為您提供總負(fù)載的準(zhǔn)確估計(jì)。需要您自己來(lái)獲取實(shí)際的數(shù)字。

小心使用標(biāo)牌(數(shù)據(jù))。上面通常是合法的參數(shù)，通常會(huì)給出一個(gè)比該單元將能達(dá)到的伏安額定值更高的數(shù)值。例如，想象某單元標(biāo)牌上顯示可在90至240伏電壓，以4至8安培電流下可提供500瓦特(W)電源。

首先，數(shù)字是與實(shí)際不符的。電流數(shù)據(jù)相對(duì)于電壓數(shù)值偏大。如果假設(shè)額定電壓120伏特，額定電源8安培，您得到960的伏特安培。該數(shù)據(jù)乘以0.95將得到912瓦。沒(méi)有哪個(gè)電源的效率會(huì)這么低，以至于電源幾乎從來(lái)沒(méi)有在全功率運(yùn)行。因此，這是極不可能的，這個(gè)裝置將能再超過(guò)500瓦的功率，但如果您想保守計(jì)算的話(huà)，乘以1.1可以計(jì)算出550瓦的輸入功率值。

不要被雙線設(shè)備所蒙騙。當(dāng)電源提供共享負(fù)載時(shí)，人們往往會(huì)認(rèn)為其中任何一個(gè)應(yīng)該能夠承載滿(mǎn)負(fù)載。因此，一臺(tái)具有兩個(gè)500瓦電源的單元仍然應(yīng)該只有單線來(lái)計(jì)算。

UPS容量參數(shù)

當(dāng)您估算出了實(shí)際負(fù)載，在實(shí)際運(yùn)行UPS時(shí)應(yīng)按照實(shí)際額定容量的80%來(lái)規(guī)劃。這能夠?yàn)楦叻宀僮鳝h(huán)境留出空間，給您安裝副本設(shè)備時(shí)候能提供相應(yīng)的容量，允許您從退役的舊有設(shè)備中獲得一點(diǎn)點(diǎn)增長(zhǎng)。對(duì)于規(guī)劃負(fù)載有80kW，1.0PF值，額定功率為100kVA/100kW的UPS設(shè)備，您如果保持相位平衡在5%以?xún)?nèi)則足以應(yīng)付。UPS具有0.9的PF值時(shí)，需要更高的額定kVA值;125kVA將提供給您112.5kW的容量，這也會(huì)為您提供一些額外的空間。

如果您預(yù)見(jiàn)到近期用電會(huì)有大幅增長(zhǎng)，考慮購(gòu)置一臺(tái)模塊化的UPS設(shè)備。有兩種類(lèi)型可選：一種是整體容量會(huì)高于您的需求，但只安裝所需的物理UPS和電池模塊，另一種是系統(tǒng)的總?cè)萘枯^高，但采用固件配置的方式來(lái)限制其輸出功率不會(huì)高于所需要的數(shù)值。無(wú)論哪種方式，只買(mǎi)對(duì)的不選貴的，當(dāng)需要額外的容量時(shí)再進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)。節(jié)省的不僅僅是資本成本。當(dāng)UPS加載到更高的容量時(shí)，它的運(yùn)行效率也會(huì)更高，因此也節(jié)省了電力運(yùn)營(yíng)成本。當(dāng)然，有了2N的冗余UPS，實(shí)際上您會(huì)以一半的總負(fù)載運(yùn)行每臺(tái)UPS，這使得它的容量更為至關(guān)重要。其運(yùn)行效率很低時(shí)可低于40%。

最后考慮的是發(fā)電機(jī)負(fù)載。不同的UPS設(shè)計(jì)對(duì)發(fā)電機(jī)呈現(xiàn)出不同的電氣特性。您的電氣工程師或設(shè)施電工需要同時(shí)檢查UPS和發(fā)電機(jī)兩者的特性，以確保在緊急情況下UPS負(fù)載突然切換到發(fā)電機(jī)時(shí)，發(fā)電機(jī)不會(huì)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

編輯：Harris

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