章 概述 1
節 UPS市場狀況和一般分類 1
一、UPS的市場狀況 1
二、UPS的一般分類 3
第二節 UPS產品的發展 5
一、UPS的發展趨勢 5
二、UPS的電路構成 8
三、傳統雙變換 UPS存在的問題和新電路的問世 10
四、UPS的模塊化結構 22
第三節 UPS解決方案的發展概況 27
一、UPS發展趨勢 27
二、從IT繫統面臨的幾個問題看對供電的要求 30
三、數據中心功能範圍的一般劃分 32
四、機房制冷繫統概述 36
第四節 EPS和專用 UPS的出現 44
一、EPS 44
二、專用 UPS 45
三、磁懸浮飛輪儲能及制能繫統 49
第五節 數據中心供電設備的類型及特點 54
一、數據中心供電繫統的演變 54
二、當代數據中心 UPS的供電類型及工作原理 56
三、國際上市電交流電的類型 59
第六節 UPS新技術 62
一、ECO工作模式的新結構 62
二、多級 UPS並機控制技術 63
三、滿載和過載情況下的驗機技術 67
四、空間矢量控制技術 72
2
第二章 UPS繫統基礎知識 74
節 交流電基本知識 74
一、概述 74
二、基本概念術語 75
三、無功功率的作用 80
四、IT設備的負載性質 82
第二節 UPS技術指標 86
一、輸入電壓範圍 86
二、UPS輸入電壓的頻率範圍 95
三、輸入功率因數 97
第三節 UPS整流器和充電器的基本電路 98
一、單相整流器的基本電路形式 98
二、三相整流器的基本電路形式 100
三、高頻開關整流器 105
四、IGBT整流器與二極管、晶閘管整流器的區別 108
第四節 UPS的輔助電源 110
一、正激變換器 110
二、反激變換器 111
三、逆變器 112
第五節 N X 冗餘並聯式模塊化 UPS的發展與應用 128
一、當代供電繫統的需要 128
二、可靠性與可用性 129
第六節 Delta變換式 UPS產品技術 138
第七節 高頻大功率 UPS逆變電路的重大突破 139
一、雙電源輸入帶來的問題 139
二、單電源技術的推出 140
第八節 “高壓直流”UPS的應用及其前景 141
一、直流 UPS的概況 141
二、直流 UPS使用中的 “未知數” 144
三、直流 UPS和IT設備使用不當 145
第三章 數據中心機房供電繫統規劃誤區和障礙 147
節 工頻機和高頻機 147
一、概述 147
二、高頻機型結構 UPS的優越性能 147
三、工頻機型 UPS輸出變壓器隻有變壓和產生隔離接地點功能 153
3
第二節 對Delta變換技術的誤解 162
一、認為Delta變換技術是在線互動式 162
二、認為Delta變換 UPS輸出的80%功率是市電直接提供的 164
三、Delta變換式 UPS的輸出電壓不穩頻 170
四、關於Delta變換式 UPS對電池動態的影響 172
五、DeltaUPS輸入端斷電和短路時的情況 176
六、逆變器電池組供電電源可靠性的計算 178
七、Delta變換式UPS的輸出電壓和輸入電壓相等時就相當於
一根短路電纜 181
第三節 對零地電壓的誤解 182
一、有關機房驗收標準的規定和負面效應 182
二、對直流零地電壓的實驗 182
三、零地脈衝電壓的實驗 183
四、兩種實驗的結果分析 185
五、零地電壓的構成 185
六、對零地電壓認識的又一誤區 186
第四節 對功率因數的誤解 187
一、UPS與後備發電機的配比問題 187
二、認為 UPS有兩個功率因數 187
三、當負載功率因數小於1時的 UPS輸出能力剖析 188
第五節 認為 UPS的輸出變壓器能抗干擾 191
一、對變壓器功能的無限誇張 191
二、變壓器不合理安裝帶來的危害 191
第六節 UPS輸出電壓穩頻和無功功率無用 192
一、認為 UPS的輸出電壓在正常情況下是穩頻的 192
二、認為 UPS輸出的無功功率無用 193
第七節 對以往負載性質的誤解 195
一、認為以往的計算機是容性負載 195
二、認為 UPS是帶容性負載的,不能帶感性負載 195
三、認為容性負載是非線性的 196
第四章 數據中心供電繫統節能減排設計 198
節 節能設計的步———選擇節能的供電設備 199
第二節 在線互動電路的特點及與其他電路結構的區別 202
一、三端口與在線互動的區別 202
二、多抽頭調節在線互動式 UPS 205
4
第三節 節能減排設計的第二步———規劃節能的連接方式 207
一、不合理的連接和解決辦法 207
二、不節能的配置和解決方案 208
三、不可靠的配置和解決方案 210
四、在滿足要求的前提下簡化繫統 211
第四節 節能減排設計的第三步———采取節能的運行策略 212
一、休眠式工作模式 212
二、旁路式工作模式 213
第五節 節能減排設計的第四步———引入節能的驗機技術 214
一、為什麼要驗機,為什麼要帶載驗機 214
二、帶載驗機的困難 215
三、EasyLoad無假負載驗機技術 216
四、EasyLoad負載驗機方案對電網有無影響 219
第五章 UPS配套設施的規劃設計 220
節 現代發電機組的基本特點 220
一、繫列化發電機的功率範圍 220
二、發電機工作原理 220
第二節 現代柴油發電機組的等級劃分 221
一、發電機的性能等級 221
二、自動化發電機組等級 221
三、發電機的功率定額 223
四、目前主要發電機組國標和部標 223
五、一般柴油發電機的主要技術指標 224
六、UPS與柴油發電機組配套使用時的注意事項 225
七、正確選擇發電機組 226
八、一般柴油發電機的標準配置 232
九、並聯柴油發電機組的節能運行 234
第三節 後備蓄電池 234
一、概述 234
二、常用鉛酸電池的性能與基本參數 237
三、正常工作中電池自燃的問題 247
四、電池容量的計算與選擇 248
五、UPS逆變器的關機電壓是怎樣規定的 252
六、電池電壓和容量的測量 254
七、關於市場上電池容量計算公式的討論 256
5
第四節 電池家族的新成員 259
一、燃料電池 259
二、螺旋卷繞式鉛酸蓄電池 260
三、鋰離子電池 261
四、鈉硫電池 263
五、液流電池 263
六、石墨烯電池 263
七、飛輪儲能式電池 264
第五節 配電櫃、斷路器與防雷器 264
一、交流配電櫃 264
二、防雷器的特性及選擇 265
三、斷路器的特性及選擇 269
四、低壓斷路器的電流參數 282
五、總線斷路器的選擇 284
第六節 IT機房設備的配電方式 285
一、具有漏電保護功能斷路器的迷惑 285
二、UPS前面加帶漏電保護斷路器的弊病 286
三、外接隔離變壓器的後果 286
四、安裝帶漏電保護斷路器的相關國家規定 287
第七節 靜態開關 (STS)的原理及應用 288
一、基本介紹 288
二、數字型靜態開關 (DSTS)的功能 292
三、靜態轉換開關的參數設置 294
四、STS的分類 295
五、STS的電路結構 299
六、STS的工作原理 303
七、STS的實際應用 308
八、STS的節能應用 311
第八節 ATS的應用 316
一、ATS的一般介紹 316
二、ATS轉換開關的工作原理 316
三、CB級和PC級 ATSE性能比較 317
四、PC級 ATS的相關參數選擇 317
五、ATS動作時間選擇 319
6
第九節 數據中心天然氣三聯供 319
一、燃氣三聯供的原理及分類 320
二、燃氣冷熱電三聯供的優勢 320
第十節 吸收式溴化鋰制冷機 323
一、機械制冷機 323
二、吸收式溴化鋰制冷機 323
第六章 UPS的可靠性設計 326
節 概述 326
一、可靠性的概念與定義 326
二、繫統可靠性設計舉例 330
第二節 影響 UPS可靠性與壽命的因素與解決方法 335
一、外部環境因素對機器的影響 335
二、內部因素對電子設備的影響 337
第三節 電能消耗對繫統可靠性的影響 339
一、效率與可靠性的關繫 339
二、降低制冷繫統功耗的途徑 340
三、數據中心依靠冷媒的自然冷卻繫統 343
四、無冷媒的自然風冷卻繫統 347
五、IT設備節能運行的前景 349
第七章 數據中心的照明 350
節 照明必須節能減排 350
一、數據中心與照明的關繫 350
二、氣體放電燈的主要品種 352
第二節 數據中心照明帶來的問題 354
一、照明燈具的選擇 354
二、照明燈具的能量損失 355
第三節 照明節能原理及電路構成 356
一、節能原理 356
二、電路構成 357
第四節 無級調壓智能電路的構成 360
一、無間斷轉換電路 360
二、不間斷電壓調整原理 361
三、NPLS照明電源的實施電路 363
四、照明節能電源的輔助功能 365
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第五節 照明節能的經濟效益和社會效益 366
一、經濟效益和社會效益 366
二、照明節能電源與應急電源 UPS的配合 367
第六節 數據中心的LED照明 367
一、LED照明的優點 367
二、照明的術語 368
三、LED結構以及發光原理 369
四、數據中心的LED應用 370
五、現有的燈具替換成LED燈的缺點和優勢 370
第七節 數據中心照明解決方案 372
一、數據中心照明設計方案 372
二、某銀聯商務數據中心照明解決方案 374
第八章 數據中心機房的運維管理 375
節 運維在數據中心的地位 375
一、運維工程師與幼兒園教師 375
二、數據中心運維人員的工作原則 376
三、運維管理的一般內容 378
第二節 運維人員應具備的素質 381
一、深厚的理論基礎 381
二、豐富的實踐經驗 383
三、極強的責任心 383
四、敏銳的前瞻意識 383
第三節 供電繫統的運維 384
一、數據中心機房供電繫統的構成 384
二、變配電室的運維要求 385
三、發電機的維護 388
第四節 中心機房 UPS供電繫統的日常維護 390
一、UPS供電繫統的日常巡檢和保養 390
二、制冷繫統的日常維護 393
三、機房空調常見故障及排除方法 397
第五節 機房運維用儀器儀表 401
一、有效值數字萬用表 401
二、電能質量分析儀 402
三、電池內阻測試儀 406
四、粒子計數器 409
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五、紅外熱成像儀 412
六、制冷劑洩漏檢測儀 412
第九章 機房故障類型與處理措施 415
節 故障的類型及原因 415
一、人為故障的幾種表現 415
二、機器質量故障 419
第二節 故障分析與處理實例 421
一、常見故障分析與處理 421
二、“經驗”導致的故障 433
三、生產工藝監督不嚴導致的故障 436
四、安裝和維護上的缺欠導致的故障 440
五、配置和安裝不合理導致的故障 441
六、不切合實際地追求高指標而導致的故障 445
七、規章制度不嚴導致的故障 447
八、市電電壓浪湧導致的故障 448
九、UPS對IT設備的干擾 450
十、輸入功率因數過低導致故障 454
第三節 配電繫統故障及處理 455
一、UPS輸出端斷路器群跳閘 455
二、斷路器越級跳閘 457
三、雷擊故障 458
