浅谈电量传感器在数据中心不间断电源中的应用

2020-01-15 07:43 分类:公司新闻 来源:

跟着互联网技能与运用的快速开展,云核算,云存储,大数据等相关新式互联网事务规划日积月累,数据中心进入规划化建造阶段。数据中心巨大规划的建造与运用,导致数据中心对供电需求快速增长,依据ICT Research 组织猜测,2016年的我国数据中心耗电量已逾1000亿千瓦时,相当于三峡水电站年发电总量。于此一起,全球数据中心用电量也已超越10000亿千瓦时。据美国媒体查询,全球各大网站仅数据中心的用电功率,就相当于30个核电站的供电功率,巨大的用电容量给数据中心的建造和运营都带来了全新的应战。

现在在数据中心运营进程中,因为电力毛病,设备毛病,雷击事情等导致的数据中心用电安全事端时有发作。事实上,数据中心的用电毛病带来的丢失不仅仅是数百上千万美元的直接经济丢失,关于很多世界知名品牌与上市公司来说,品牌和股价等隐形价值的负面影响难以估计。

跟着新式功率半导体器材的开展,新式电力电子电能改变拓扑的创造与运用,以及现代操控理论与数字操控技能的开展,数据中心不间断供电技能得到了明显的提高,对供电体系的牢靠性,本钱与技能,装备灵活性和可扩展性等供给了有用的技能支撑。

大型数据中心供电的任何毛病都或许给业主和客户带来严重的经济丢失或许灾难性的结果。因而,数据中心能否牢靠运营的要害之一是IT设备的不间断供电。在确保不间断供电的前提下,不断提高不间断供电架构的牢靠性,是数据中心用户一直以来的中心需求。

一般数据中心不间断供电体系一般包含高压配电体系,变压器,柴油发电机组,低压配电体系,防雷器,UPS,电池组,列头柜,机架分配单元(PDU),连接器等组成环节。其间UPS作为不间断供电体系的中心部件,起到无足轻重的效果。为了使不间断供电体系始终保持高效的运作,在特定环境下,挑选双转化在线式或许更为适宜。特别是在 AC 电源高度失真和/或具有极大电压改变的地舆区域,双转化在线式 UPS 无需频频转化到电池供电即可保持正常输出。较低的电池运用率可以保存电池容量以应对长期的断电事端,并延伸电池运用寿命。此外,下降电池替换本钱可以抵消在线互动式 UPS 低初始本钱和低运营本钱的优势。在某些特殊的情况下或许需求运用双转化在线式 UPS,比方关于某些医疗设备或仪器,需求进行功率因数校对(PFC)、要求较小的物理尺度或需求进行频率转化等等。前文说到的高效包含:

? 转化效率高(Po/Pin>96%)

? 输入电流波形的正弦波畸变率小(<5%)

? 优异的动态负载跟从相应

? N+X的冗余作业形式

为使UPS作业在上述的高效形式,这其间离不开电量传感器对一些要害方位的电压和电流信息的量测。

一般情况下,一个典型的双改换在线式UPS的拓扑结构如下:

正如其称号所示,双转化在线式 UPS 会进行两次电源转化。首要,将 AC 输入(包含一切电压尖峰脉冲、失真和其他反常)转化为 DC。然后,在 UPS 的精细调控下将 DC 从头转化为 AC。这种 AC 输出乃至可以具有与AC 输入不同的频率。在存在 AC 输入时,为负载设备供给的一切电源都通过这种双转化进程。当 AC 输入超出指定规模时,UPS 会从电池获取电能,这样 UPS 输出就不会受到影响。在大多数双转化在线式规划方案中,这种发作在 UPS 内部的 AC 输入和电池之间的转化需求数毫秒的时刻。相同,在这些转化进程中,也是由“DC 链路”(请参阅上图)中的电容将存储的能量供给给逆变器。因而,即便进入“DC 链路”的电源呈现时刻短中止,UPS 输出电压也不会受到影响,可以继续供电。

在上述电能转化进程中,在AC输入和DC 链路以及终究的AC输出等许多环节上都会需求电量传感器去监测输入输出的电压或许电流,首要因素如下:

1. 依据监测的电压值或许电流值去判别当时电网或许负载的状况然后决议UPS需求哪种形式作业

2. 依据监测的电压值或许电流值去进行精准的闭环操控,以满意严苛负载的要求。

别的,需求特别留意的是,在UPS AC输入和AC输出端,针关于电流传感器的选型需求依据不同的运用特性加以区别。

用在UPS AC输入端的电流传感器在选型时首要按照原边电流为正弦波去考虑,再按照规划的过载系数和纹波系数去确认电流传感器的最大可量测峰值规模即可。

用于UPS AC 输出端的电流传感器在选型时需求关注到UPS带非线性负载的另一个要害目标—谐波因子(CF=Crest Factor),一般UPS的CF值规模选取依据不同的负载挑选也有所不同,一般会设定在2.1-3.0之间,因而在挑选电流传感器的可量测规模时需求特别留意到这一点,不然就会导致因采样量程不行而形成操控上的盲区使得终究UPS AC输出电压发作畸变。

还有一点需求留意的是:一般作为电压源输出的UPS设备都会具有抗瞬时的输出短路才能,这需求UPS的操控单元可以对输出电流的检测做出快速呼应,因而作为检测环节的电流传感器,关于呼应时刻的参数要求,也应当在考虑规模之内,不然就或许形成维护的推迟失调。

所以,挑选一款适宜的电量传感器关于数据中心不间断电源的全体功能提高至关重要,然后确保设备的高效运转。