第一章 概述 1
第一节 UPS市场状况和一般分类 1
一、UPS的市场状况 1
二、UPS的一般分类 3
第二节 UPS产品的发展 5
一、UPS的发展趋势 5
二、UPS的电路构成 8
三、传统双变换UPS存在的问题和新电路的问世 10
四、UPS的模块化结构 22
第三节 UPS解决方案的发展概况 27
一、UPS发展趋势 27
二、从IT系统面临的几个问题看对供电的要求 30
三、数据中心功能范围的一般划分 32
四、机房制冷系统概述 36
第四节 EPS和专用UPS的出现 44
一、EPS 44
二、专用UPS 45
三、磁悬浮飞轮储能及制能系统 49
第五节 数据中心供电设备的类型及特点 54
一、数据中心供电系统的演变 54
二、当代数据中心UPS的供电类型及工作原理 56
三、国际上市电交流电的类型 59
第六节 UPS新技术 62
一、ECO工作模式的新结构 62
二、多级UPS并机控制技术 63
三、满载和过载情况下的验机技术 67
四、空间矢量控制技术 72
第二章 UPS系统基础知识 74
第一节 交流电基本知识 74
一、概述 74
二、基本概念术语 75
三、无功功率的作用 80
四、IT设备的负载性质 82
第二节 UPS技术指标 86
一、输入电压范围 86
二、UPS输入电压的频率范围 95
三、输入功率因数 97
第三节 UPS整流器和充电器的基本电路 98
一、单相整流器的基本电路形式 98
二、三相整流器的基本电路形式 100
三、高频开关整流器 105
四、IGBT整流器与二极管、晶闸管整流器的区别 108
第四节 UPS的辅助电源 110
一、正激变换器 110
二、反激变换器 111
三、逆变器 112
第五节 N+X冗余并联式模块化UPS的发展与应用 128
一、当代供电系统的需要 128
二、可靠性与可用性 129
第六节 Delta变换式UPS产品技术 138
第七节 高频大功率UPS逆变电路的重大突破 139
一、双电源输入带来的问题 139
二、单电源技术的推出 140
第八节 “高压直流”UPS的应用及其前景 141
一、直流UPS的概况 141
二、直流UPS使用中的“未知数” 144
三、直流UPS和IT设备使用不当 145
第三章 数据中心机房供电系统规划误区和障碍 147
第一节 工频机和高频机 147
一、概述 147
二、高频机型结构UPS的优越性能 147
三、工频机型UPS输出变压器只有变压和产生隔离接地点功能 153
第二节 对Delta变换技术的误解 162
一、认为Delta变换技术是在线互动式 162
二、认为Delta变换UPS输出的80％功率是市电直接提供的 164
三、Delta变换式UPS的输出电压不稳频 170
四、关于Delta变换式UPS对电池动态的影响 172
五、Delta UPS输入端断电和短路时的情况 176
六、逆变器电池组供电电源可靠性的计算 178
七、Delta变换式UPS的输出电压和输入电压相等时就相当于一根短路电缆 181
第三节 对零地电压的误解 182
一、有关机房验收标准的规定和负面效应 182
二、对直流零地电压的实验 182
三、零地脉冲电压的实验 183
四、两种实验的结果分析 185
五、零地电压的构成 185
六、对零地电压认识的又一误区 186
第四节 对功率因数的误解 187
一、UPS与后备发电机的配比问题 187
二、认为UPS有两个功率因数 187
三、当负载功率因数小于1时的UPS输出能力剖析 188
第五节 认为UPS的输出变压器能抗干扰 191
一、对变压器功能的无限夸张 191
二、变压器不合理安装带来的危害 191
第六节 UPS输出电压稳频和无功功率无用 192
一、认为UPS的输出电压在正常情况下是稳频的 192
二、认为UPS输出的无功功率无用 193
第七节 对以往负载性质的误解 195
一、认为以往的计算机是容性负载 195
二、认为UPS是带容性负载的，不能带感性负载 195
三、认为容性负载是非线性的 196
第四章 数据中心供电系统节能减排设计 198
第一节 节能设计的第一步——选择节能的供电设备 199
第二节 在线互动电路的特点及与其他电路结构的区别 202
一、三端口与在线互动的区别 202
二、多抽头调节在线互动式UPS 205
第三节 节能减排设计的第二步——规划节能的连接方式 207
一、不合理的连接和解决办法 207
二、不节能的配置和解决方案 208
三、不可靠的配置和解决方案 210
四、在满足要求的前提下简化系统 211
第四节 节能减排设计的第三步——采取节能的运行策略 212
一、休眠式工作模式 212
二、旁路式工作模式 213
第五节 节能减排设计的第四步——引入节能的验机技术 214
一、为什么要验机，为什么要带载验机 214
二、带载验机的困难 215
三、Easy Load无假负载验机技术 216
四、Easy Load负载验机方案对电网有无影响 219
第五章 UPS配套设施的规划设计 220
第一节 现代发电机组的基本特点 220
一、系列化发电机的功率范围 220
二、发电机工作原理 220
第二节 现代柴油发电机组的等级划分 221
一、发电机的性能等级 221
二、自动化发电机组等级 221
三、发电机的功率定额 223
四、目前主要发电机组国标和部标 223
五、一般柴油发电机的主要技术指标 224
六、UPS与柴油发电机组配套使用时的注意事项 225
七、正确选择发电机组 226
八、一般柴油发电机的标准配置 232
九、并联柴油发电机组的节能运行 234
第三节 后备蓄电池 234
一、概述 234
二、常用铅酸电池的性能与基本参数 237
三、正常工作中电池自燃的问题 247
四、电池容量的计算与选择 248
五、UPS逆变器的关机电压是怎样规定的 252
六、电池电压和容量的测量 254
七、关于市场上电池容量计算公式的讨论 256
第四节 电池家族的新成员 259
一、燃料电池 259
二、螺旋卷绕式铅酸蓄电池 260
三、锂离子电池 261
四、钠硫电池 263
五、液流电池 263
六、石墨烯电池 263
七、飞轮储能式电池 264
第五节 配电柜、断路器与防雷器 264
一、交流配电柜 264
二、防雷器的特性及选择 265
三、断路器的特性及选择 269
四、低压断路器的电流参数 282
五、总线断路器的选择 284
第六节 IT机房设备的配电方式 285
一、具有漏电保护功能断路器的迷惑 285
二、UPS前面加带漏电保护断路器的弊病 286
三、外接隔离变压器的后果 286
四、安装带漏电保护断路器的相关国家规定 287
第七节 静态开关（STS）的原理及应用 288
一、基本介绍 288
二、数字型静态开关（DSTS）的功能 292
三、静态转换开关的参数设置 294
四、STS的分类 295
五、STS的电路结构 299
六、STS的工作原理 303
七、STS的实际应用 308
八、STS的节能应用 311
第八节 ATS的应用 316
一、ATS的一般介绍 316
二、ATS转换开关的工作原理 316
三、CB级和PC级ATSE性能比较 317
四、PC级ATS的相关参数选择 317
五、ATS动作时间选择 319
第九节 数据中心天然气三联供 319
一、燃气三联供的原理及分类 320
二、燃气冷热电三联供的优势 320
第十节 吸收式溴化锂制冷机 323
一、机械制冷机 323
二、吸收式溴化锂制冷机 323
第六章 UPS的可靠性设计 326
第一节 概述 326
一、可靠性的概念与定义 326
二、系统可靠性设计举例 330
第二节 影响UPS可靠性与寿命的因素与解决方法 335
一、外部环境因素对机器的影响 335
二、内部因素对电子设备的影响 337
第三节 电能消耗对系统可靠性的影响 339
一、效率与可靠性的关系 339
二、降低制冷系统功耗的途径 340
三、数据中心依靠冷媒的自然冷却系统 343
四、无冷媒的自然风冷却系统 347
五、IT设备节能运行的前景 349
第七章 数据中心的照明 350
第一节 照明必须节能减排 350
一、数据中心与照明的关系 350
二、气体放电灯的主要品种 352
第二节 数据中心照明带来的问题 354
一、照明灯具的选择 354
二、照明灯具的能量损失 355
第三节 照明节能原理及电路构成 356
一、节能原理 356
二、电路构成 357
第四节 无级调压智能电路的构成 360
一、无间断转换电路 360
二、不间断电压调整原理 361
三、NPLS照明电源的实施电路 363
四、照明节能电源的辅助功能 365
第五节 照明节能的经济效益和社会效益 366
一、经济效益和社会效益 366
二、照明节能电源与应急电源UPS的配合 367
第六节 数据中心的LED照明 367
一、LED照明的优点 367
二、照明的术语 368
三、LED结构以及发光原理 369
四、数据中心的LED应用 370
五、现有的灯具替换成LED灯的缺点和优势 370
第七节 数据中心照明解决方案 372
一、数据中心照明设计方案 372
二、某银联商务数据中心照明解决方案 374
第八章 数据中心机房的运维管理 375
第一节 运维在数据中心的地位 375
一、运维工程师与幼儿园教师 375
二、数据中心运维人员的工作原则 376
三、运维管理的一般内容 378
第二节 运维人员应具备的素质 381
一、深厚的理论基础 381
二、丰富的实践经验 383
三、极强的责任心 383
四、敏锐的前瞻意识 383
第三节 供电系统的运维 384
一、数据中心机房供电系统的构成 384
二、变配电室的运维要求 385
三、发电机的维护 388
第四节 中心机房UPS供电系统的日常维护 390
一、UPS供电系统的日常巡检和保养 390
二、制冷系统的日常维护 393
三、机房空调常见故障及排除方法 397
第五节 机房运维用仪器仪表 401
一、有效值数字万用表 401
二、电能质量分析仪 402
三、电池内阻测试仪 406
四、粒子计数器 409
五、红外热成像仪 412
六、制冷剂泄漏检测仪 412
第九章 机房故障类型与处理措施 415
第一节 故障的类型及原因 415
一、人为故障的几种表现 415
二、机器质量故障 419
第二节 故障分析与处理实例 421
一、常见故障分析与处理 421
二、“经验”导致的故障 433
三、生产工艺监督不严导致的故障 436
四、安装和维护上的缺欠导致的故障 440
五、配置和安装不合理导致的故障 441
六、不切合实际地追求高指标而导致的故障 445
七、规章制度不严导致的故障 447
八、市电电压浪涌导致的故障 448
九、UPS对IT设备的干扰 450
十、输入功率因数过低导致故障 454
第三节 配电系统故障及处理 455
一、UPS输出端断路器群跳闸 455
二、断路器越级跳闸 457
三、雷击故障 458