UPS高可用供电系统设计与应用PDF电子书下载

第1章　信息网络时代对供电系统的要求 1

1.1 市电供电系统的现状与存在的问题 1

1.1.1　供电电网现状与问题 1

1.1.2　供电质量问题的危害性和经济损失 5

1.1.3 电源故障与故障产生的原因 7

1.2　信息网络时代对UPS供电系统的要求 9

1.2.1　机房系统 11

1.2.2　交流输入冗余系统 15

1.2.3　UPS系统 15

1.2.4　高可用UPS供电系统的其他问题 19

1.3 当前UPS供电系统设计和应用中存在的问题 19

1.3.1　UPS技术的发展与提高应用水平同等重要 19

1.3.2　UPS设备选用和系统配置中的存在问题 22

1.4　数据中心UPS供电系统设计和应用中存在的问题 27

1.4.1 第1类问题——生命周期成本问题 28

1.4.2　第2类问题—— UPS系统的可适应性及可扩展性 30

1.4.3　第3类问题——提高UPS可用性的问题 31

1.4.4　第4类问题——UPS对供电系统的可管理性问题 32

1.4.5　第5类问题——可服务性的问题 33

第2章 不停电供电系统核心设备—— UPS 35

2.1　UPS设备的基本功能 35

2.2　UPS设备应具备的电性能指标 37

2.2.1 正确科学地规定UPS的电性能指标 37

2.2.2　UPS应具备哪些电性能指标 39

2.3　UPS基本电路结构形式分类与性能特点 62

2.3.1　UPS基本电路结构形式分类及其性能特点 63

2.3.2　不同结构形式UPS的主要性能比较 69

第3章　供电系统可用性科学研究与设计 75

3.1 衡量系统运行可靠性的指标及可靠性设计 75

3.1.1　可靠性参数及其相互的关系 76

3.1.2　系统可靠性模型 81

3.1.3　UPS设备的可靠性设计 85

3.2　系统的可用性与状态空间方法 88

3.2.1　系统可用性（可用度）A(t) 88

3.2.2　可用性分析——状态空间法 89

3.2.3　系统的可用性模型 90

3.2.4　UPS供电系统可用性模型 94

3.2.5 系统等效的MTBF和MTTR的估算 95

3.3 高可用性UPS供电方案的设计 98

3.3.1　UPS主从串联热备份供电方案 99

3.3.2　直接并机对UPS技术性能的要求 101

3.3.3　直接冗余并机供电方案 103

3.3.4　双总线冗余供电系统 107

3.4　UPS供电系统的可用性分析 109

3.4.1 系统中有关的环节和设备的子系统可用性数据 110

3.4.2　子系统的可用性 111

3.4.3　UPS供电系统的可用性举例 115

3.4.4　结论 118

第4章　Delta变换技术UPS 121

4.1　传统双变换UPS电路技术改进中的主要问题 121

4.1.1　传统双变换UPS输入AC/DC变换器电路形式和特性 122

4.1.2　输入电流高次谐波对电网和UPS本身的影响 124

4.1.3　高频整流功率因数校正技术（PFC） 128

4.2　UPS电路技术的更新与发展 129

4.2.1　采用补偿原理提高UPS的工作效率和输出能力 130

4.2.2　用串并联有源滤波技术消除UPS对电网的污染 131

4.3　Delta变换技术在线式UPS的工作原理与性能特点 134

4.3.1 Delta变换技术UPS的电路形式与工作过程 135

4.3.2 Delta变换器的电压补偿工作过程 144

4.3.3 Delta变换式UPS的在线工作状态和高性能输出指标 148

4.3.4 Delta变换器是典型的输入功率因数校正电路（PFC） 151

4.3.5 Delta变换UPS的功率传输过程 158

4.3.6 Delta变换UPS的系统配置功能 161

第5章　集成一体化UPS供电系统 163

5.1 UPS应用现状和构建UPS供电系统时存在的问题 163

5.2　对提高系统可用性技术的讨论 166

5.2.1　可用性与可靠性的区别 166

5.2.2 MTBF和MTTR两参数对提高可用性A的作用 167

5.2.3　模块化冗余技术对提高整个UPS供电系统可用性的作用 171

5.2.4　本节小结 174

5.3　单机模块化冗余配置UPS——Symmetra电源阵列 175

5.3.1 Symmetra UPS功能模块种类和功能 175

5.3.2 Symmetra系统配置类型 180

5.3.3 Symmetra阵列UPS的运行过程及系统可用性分析 181

5.3.4 Symmetra电性能指标及与一般UPS设备的比较 186

5.4　集成化UPS供电系统——PowerStruXure 188

5.4.1　数据中心的供电布局方案和PSX基本架构 188

5.4.2 PSX UPS电路功能结构及各项性能指标 195

5.4.3 PSX UPS系统配置功能及可用性分析 199

5.5　ISX（又称英飞集成系统） 203

5.5.1 两个新概念——NCPI与适应性 203

5.5.2　NCPI的实施方案实例——APC的英飞集成系统 205

第6章　UPS的监控与管理 207

6.1 UPS智能管理与通信的基本功能 207

6.1.1 智能监控与管理是UPS技术发展的必然趋势 207

6.1.2 智能监控与管理对提高UPS系统可用性特殊作用 208

6.1.3　UPS智能管理与通信的基本功能 211

6.1.4　对电源管理软件和智能附件功能的具体要求 211

6.2　UPS通信接口、软件、智能附件的类型与配置 213

6.2.1　UPS的通信接口 213

6.2.2　UPS软件、智能附件的类型与配置 215

6.2.3　UPS软件和智能附件简介 218

6.3.2　小型企业网络的电源保护方案 227

6.3 UPS的监控及管理方案实例 227

6.3.1 PC／图形工作站的电源保护方案 227

6.3.3 中小型数据中心的电源保护方案 229

6.3.4　大中型UPS，企业级用户系统的电源保护全面解决方案 230

6.3.5 UPS的远程监控管理 231

6.3.6 UPS的集中监控管理 233

6.3.7　多台UPS供电系统的实时管理、集中管理及资产管理 233

第7章　UPS供电系统中的其他设备和接地系统 235

7.1 蓄电池的配置和使用中应注意的问题 235

7.1.1 电池质量与使用中的常见问题 235

7.1.2　蓄电池组的实际使用容量与寿命 237

7.1.3 UPS电源蓄电池容量的选配方法 243

7.2　柴油发电机的特性与使用中的问题 247

7.2.1　柴油发电机与UPS的连接及运行中存在的问题 248

7.2.2　UPS系统与发电机组的兼容性 250

7.2.3　发电机与UPS的配置问题 252

7.3　隔离变压器的性能及其在UPS供电系统中的作用 255

7.3.1 隔离变压器在UPS及供电系统中的功能 255

7.3.2　在UPS设备中去掉工频变压器是电路技术的一种进步 258

7.3.3 有超级屏蔽隔离变压器才有较好的抗干扰功能 260

7.3.4　隔离变压器的“启动冲击”及设计时应注意的问题 264

7.4　交流稳压器及其在UPS供电系统中的应用 266

7.4.1 交流稳压器设备的类型和特点 267

7.4.2　各种类型交流稳压设备性能的比较 271

7.5 UPS供电系统对机房接地系统的要求 272

7.5.1 电气设备接地的作用及分类 273

7.5.2　交流工作接地、安全保护接地、防静电接地和防雷接地 273

7.5.3　交流工作接地的常用接法 274

7.5.4　系统接地的原则 278

参考资料 281