如果您企業(yè)的數(shù)據(jù)中心不能保證24/7全天候提供服務(wù)，那么您的業(yè)務(wù)可能不會(huì)保持長(zhǎng)期正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。我們生活在一個(gè)始終不間斷運(yùn)營(yíng)的商業(yè)環(huán)境中，最終用戶需要隨時(shí)隨地的訪問他們所需要的應(yīng)用程序。

您企業(yè)需要增強(qiáng)數(shù)據(jù)中心的彈性和可靠性。本文中，我們將與您分享有關(guān)不間斷電源(UPS)安裝的安全要求和技巧，以及提高電源可靠性的一些技巧。

在今天的24/7全天候運(yùn)營(yíng)的商業(yè)大環(huán)境中，“永遠(yuǎn)保持在線運(yùn)行”的業(yè)務(wù)環(huán)境、可靠性和韌性始終是關(guān)鍵任務(wù)設(shè)施的首要任務(wù)。然而，這方面的目標(biāo)極有可能受到這些設(shè)施的日常使用和運(yùn)行的實(shí)際方面的威脅。

有鑒于此，來自Eaton公司的業(yè)界專家們將在本文中為您提供對(duì)數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)的全面了解;其借鑒了該公司在這些領(lǐng)域多年的經(jīng)驗(yàn)，提供了教科書可能無法提供的相關(guān)設(shè)計(jì)指導(dǎo)和實(shí)用性的提示，但卻有助于顯著提升您企業(yè)系統(tǒng)的可靠性、電源可用性和正常運(yùn)行時(shí)間，同時(shí)確保安全性和對(duì)于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的遵守。

數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)作為一個(gè)整體是從可用電源延伸而來的——其通常往往是從變壓器、發(fā)電機(jī)和不間斷電源(UPS)輸入，然后通過交換設(shè)備、斷路器進(jìn)入到所支持的ICT、冷卻設(shè)備和相關(guān)負(fù)載進(jìn)行輸出。因此，我們不僅要了解與電力設(shè)備的每個(gè)項(xiàng)目相關(guān)的問題，還有必要了解這些項(xiàng)目是如何相互影響的。而鑒于這些項(xiàng)目之間的相互影響還可能隨著數(shù)據(jù)中心負(fù)載的變化而變化的本質(zhì)屬性，使得我們對(duì)于這方面需要特別注意。

在正常運(yùn)行和發(fā)生故障的兩種情況下，保持安全和消除人員和設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)無疑是至關(guān)重要的。同時(shí)還需要考慮電弧，注意其危險(xiǎn)性及如何緩解。在本文中，我們將看到同時(shí)具備變壓器和發(fā)電機(jī)的電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該能夠處理過載的電流和短路條件以及額定運(yùn)行，尤其注意三極和四極開關(guān)的影響、靜態(tài)旁路、不同的斷路器類型和選擇性問題。與此同時(shí)，電力基礎(chǔ)設(shè)施未來增長(zhǎng)的相關(guān)影響也被考慮了——當(dāng)模塊被添加到可擴(kuò)展系統(tǒng)時(shí)，發(fā)生故障情況和選擇性問題應(yīng)如何解決?還討論了如何最大限度地減少人為誤差所造成的影響，并回顧了通過互鎖實(shí)現(xiàn)的保護(hù)。

文章中還探討了必須防止靜態(tài)開關(guān)故障引起的反向饋電電流;借助現(xiàn)代UPS系統(tǒng)減輕這些現(xiàn)象，以及過載條件，特別是階躍變化，以及整流器電流限制。文中還涉及到相關(guān)的國(guó)際安全立法。在正常運(yùn)行、維護(hù)期間及發(fā)生故障的不同條件下的UPS操作的詳細(xì)考慮因素;系統(tǒng)的可用性和對(duì)關(guān)鍵負(fù)載的保護(hù)及安全性的影響將凸顯在開始任何新的UPS安裝或升級(jí)之前，咨詢經(jīng)驗(yàn)豐富的UPS供應(yīng)商的可行性。

雖然本文第一部分著眼于配電，但其重點(diǎn)是UPS。而在接下來的幾個(gè)部分中，則涵蓋了UPS和配電主題;饋線和優(yōu)化，三極和四極開關(guān)和選擇性問題。總的來說，本文將為大家提供關(guān)于如何提高數(shù)據(jù)中心可靠性和安全性的相關(guān)知識(shí)，以及如何防止不必要的停機(jī)中斷。

在動(dòng)態(tài)環(huán)境中保持最新狀態(tài)

最關(guān)鍵應(yīng)用程序的管理人員發(fā)現(xiàn)自己需要不斷地在可靠性與投資之間進(jìn)行最佳平衡。伴隨著新課題的出現(xiàn)，相關(guān)的焦點(diǎn)也隨之出現(xiàn)頻繁的變化;這方面的例子包括抗震性、環(huán)境硫磺污染、EMI、散熱、職責(zé)的轉(zhuǎn)換等等。

反向饋電保護(hù)(Backfeed protection) 立法

反向饋電保護(hù)是由《IEC 62040-1:2008不間斷電源系統(tǒng)(UPS) 標(biāo)準(zhǔn)》的第1部分:《UPS使用的一般要求和安全要求》所規(guī)定的。該標(biāo)準(zhǔn)也是歐洲規(guī)范，并規(guī)定了帶有法律強(qiáng)制性要求，以確保UPS安裝過程中維修人員的安全。該標(biāo)準(zhǔn)允許反向饋電保護(hù)的兩種替代方案;在UPS內(nèi)安裝一款內(nèi)部反向饋電隔離裝置，或安裝外部輸入線路隔離裝置，只在UPS內(nèi)部執(zhí)行反饋檢測(cè)和控制，同時(shí)在安全標(biāo)準(zhǔn)描述的相關(guān)開關(guān)設(shè)備中需要警告標(biāo)簽。當(dāng)輸入電源丟失時(shí)，反饋保護(hù)裝置必須在15秒內(nèi)通過分離的方式將電源中任何永久連接的UPS的輸出隔離，以防止在上游導(dǎo)致可能的危險(xiǎn)電壓。請(qǐng)注意， “反饋”這一術(shù)語和本文中涉及到的人員安全和危險(xiǎn)電壓或能量要求，并不是有時(shí)被誤認(rèn)為的反向功率流。

重要的是要理解，包括半導(dǎo)體和晶閘管的靜態(tài)開關(guān)以及相關(guān)聯(lián)的控制和緩沖電路可能不能為上游電氣網(wǎng)絡(luò)的安全維護(hù)提供足夠的隔離，即使其正如企業(yè)所預(yù)期的那樣工作。當(dāng)靜態(tài)開關(guān)晶閘管的門極信號(hào)(gate signal)關(guān)閉并且不通過電源時(shí)，電路可能會(huì)在上游泄漏一些電壓和電流，其足以對(duì)人員造成危害。因此，反向饋電保護(hù)主要是在正常運(yùn)行條件下用于UPS系統(tǒng)，而不僅僅是經(jīng)常被認(rèn)為的故障情況。

圖1：具有內(nèi)部反饋保護(hù)裝置的UPS與左側(cè)靜態(tài)旁路開關(guān)串聯(lián);外部輸入線隔離裝置的原理在右邊實(shí)現(xiàn)。

如果依賴于一款外部設(shè)備，則該要求將涉及到安裝，而不是產(chǎn)品本身。在這種情況下，履行最低立法要求的責(zé)任在于電氣承包商或安裝業(yè)主，他們對(duì)UPS設(shè)備和安裝產(chǎn)品的特定安全標(biāo)準(zhǔn)要求可能缺乏足夠的了解。

如果外部連接的反饋保護(hù)裝置在存儲(chǔ)能量模式下工作，則可能會(huì)受到來自UPS的危險(xiǎn)電壓的影響。為了讓維修人員知曉這種風(fēng)險(xiǎn)，UPS產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)要求用戶在UPS和外部反饋保護(hù)裝置之間的所有開關(guān)設(shè)備接入點(diǎn)和開關(guān)設(shè)備上均需明確標(biāo)示警告標(biāo)簽。

圖2：IEC 62040-1：2008中所述的警告標(biāo)簽，與外部反饋保護(hù)裝置以及在永久連接的UPS上游使用四極開關(guān)時(shí)一起使用。

一些UPS型號(hào)有內(nèi)部反饋保護(hù)作為標(biāo)準(zhǔn)，但其他UPS型號(hào)則沒有。在某些情況下，來自同一家供應(yīng)商的不同UPS型號(hào)產(chǎn)品是否具備內(nèi)部設(shè)備會(huì)根據(jù)版本的不同而變化。因此，在選擇UPS產(chǎn)品，并驗(yàn)證是否必須將反饋保護(hù)裝置安裝到UPS電源中時(shí)，必須小心留意。

對(duì)于某些UPS產(chǎn)品型號(hào)而言，依靠外部反向饋電保護(hù)可能會(huì)影響UPS供電配置。其可以強(qiáng)制使用雙饋電源，為整流器和旁路供電，而不是采用在許多情況下可以接受的單一饋電，同時(shí)節(jié)省成本。

還值得一提的是，在UPS外部的反饋保護(hù)裝置將為UPS系統(tǒng)增加“隱藏成本”。該設(shè)備將需要與開關(guān)設(shè)備內(nèi)的UPS相同或相似的組件，以響應(yīng)主電源狀態(tài)進(jìn)而控制其開關(guān)。一款電動(dòng)機(jī)斷路器或與過流保護(hù)串聯(lián)的接觸器是實(shí)現(xiàn)此目的的典型方法。

這些可能會(huì)對(duì)批準(zhǔn)的開關(guān)設(shè)備的類型產(chǎn)生影響，并帶來額外的成本。在安裝外部反饋保護(hù)裝置和相關(guān)的控制線路時(shí)，也會(huì)存在與設(shè)計(jì)、協(xié)調(diào)、人力和材料相關(guān)的成本。

使用具備安裝就緒且經(jīng)過了工廠測(cè)試的內(nèi)部反饋保護(hù)裝置的UPS產(chǎn)品有助于確保安全要求是由UPS供應(yīng)商來履行，而不是依靠他人來處理;這使得解決方案對(duì)企業(yè)客戶而言更容易。

對(duì)容錯(cuò)的影響

在UPS系統(tǒng)中，反饋保護(hù)的主要目的是防止當(dāng)供電從UPS中移除，并且UPS正在以存儲(chǔ)能量模式運(yùn)行時(shí)，在上游發(fā)生危險(xiǎn)電壓。由于在實(shí)踐中，反饋保護(hù)將UPS系統(tǒng)輸出與輸入電源隔離，并與靜態(tài)開關(guān)串聯(lián)，因此也可用于另一目的;具體來說，將系統(tǒng)中的故障靜態(tài)開關(guān)隔離開來。

這種反向保護(hù)的輔助功能有助于提高系統(tǒng)的彈性，并且在考慮UPS系統(tǒng)中的反饋保護(hù)時(shí)，其通常成為更廣泛討論的話題。然而，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，如前所述，反饋保護(hù)是為了確保人員安全和強(qiáng)制性的要求。

隔離故障旁路電路的功能可以使UPS系統(tǒng)在線，并保護(hù)關(guān)鍵工作負(fù)載，即使是有故障的靜態(tài)開關(guān);從系統(tǒng)中消除單點(diǎn)故障并增加容錯(cuò)能力。因此，在UPS的二次使用反饋保護(hù)功能，以減少故障靜態(tài)開關(guān)的影響是非常受歡迎的。

單一UPS系統(tǒng)中的反饋保護(hù)

如圖3所示，Eaton公司所提供的三相UPS設(shè)備包括一款內(nèi)部反饋保護(hù)裝置作為標(biāo)準(zhǔn)。其包括一款內(nèi)部反饋接觸器(K5)，可在靜態(tài)開關(guān)內(nèi)自動(dòng)防止故障情況。

如果一款靜態(tài)開關(guān)發(fā)生故障，將其驅(qū)動(dòng)到不需要的導(dǎo)電狀態(tài)，則將在UPS輸出和電源之間供電;電源可以在任一方向上根據(jù)變頻器及輸入電源之間的電壓差和相位移動(dòng)進(jìn)行傳輸。

這種意外的電流可能導(dǎo)致UPS系統(tǒng)過載，激活變頻器的電流限制，并且由于各種原因?qū)е屡月诽l甚至關(guān)閉。因此，故障可能對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行和可靠性產(chǎn)生重大影響。

圖3：具有靜態(tài)開關(guān)和內(nèi)部反饋保護(hù)(K5)的UPS

當(dāng)UPS不處于旁路模式且靜態(tài)旁路開關(guān)未打開時(shí)，反饋檢測(cè)電路和UPS固件可以檢測(cè)旁路線路中的電流。然后打開內(nèi)部反饋接觸器以隔離故障并防止UPS輸出和電源之間的電力流動(dòng)，從而允許UPS在雙轉(zhuǎn)換模式下仍繼續(xù)運(yùn)行，即使是在靜態(tài)開關(guān)故障時(shí)。

警報(bào)將通知現(xiàn)場(chǎng)人員，或者遠(yuǎn)程監(jiān)控站(如果使用的話)檢測(cè)到了單元中的缺陷，將以激活一系列計(jì)劃中的糾正措施。

并聯(lián)UPS系統(tǒng)中的反饋保護(hù)

UPS在UPS系統(tǒng)中并聯(lián)，以獲得更高的可用性或更大的容量。圖4顯示了具有內(nèi)部反向饋電接觸器K5的分布式旁路配置的并聯(lián)UPS系統(tǒng)。

在其中一個(gè)靜態(tài)開關(guān)中所出現(xiàn)的故障將潛在地允許并聯(lián)的逆變器在系統(tǒng)輸出和電源之間饋送或抽取電流。因此，單個(gè)靜態(tài)旁路開關(guān)中的故障最終可能導(dǎo)致系統(tǒng)中的嚴(yán)重故障。但是，由于電路故障導(dǎo)致的電流流失可以被檢測(cè)到，并且在相關(guān)聯(lián)的UPS模塊內(nèi)部的反饋接觸器會(huì)自動(dòng)打開，允許系統(tǒng)保持雙重轉(zhuǎn)換操作，以保護(hù)負(fù)載。

并聯(lián)系統(tǒng)的靜態(tài)旁路線路具有冗余性，因?yàn)橐粋€(gè)靜態(tài)旁路故障不會(huì)阻止其他旁路線路的運(yùn)行。在冗余并行系統(tǒng)中，靜態(tài)旁路故障不會(huì)以任何方式影響系統(tǒng)的旁路能力;然而，在容量并行系統(tǒng)中，旁路容量將略有降低。

一些并聯(lián)UPS系統(tǒng)使用集中旁路拓?fù)洌渲邢到y(tǒng)旁路模塊(SBM)為所有并聯(lián)UPS單元提供了一條通用的旁路線路，如圖4所示。

SBM與UPS的內(nèi)部旁路開關(guān)一樣，包括反并聯(lián)連接的晶閘管。因此，服務(wù)人員存在相同的安全隱患，可能會(huì)發(fā)生類似的故障機(jī)制;因此，反饋保護(hù)對(duì)于集中式旁路系統(tǒng)同樣重要，也是強(qiáng)制性的要求。在并聯(lián)UPS系統(tǒng)中，內(nèi)部反饋保護(hù)意味著分布式旁路系統(tǒng)中的每個(gè)靜態(tài)開關(guān)都包括反饋接觸器，因此可以保持配置冗余。相比之下，具有外部反饋接觸器通常意味著僅為多個(gè)靜態(tài)開關(guān)安裝一個(gè)接觸器，因此其中一個(gè)開關(guān)的故障或?qū)?dǎo)致連接到公共反饋接觸器的所有靜態(tài)旁路線路的全部損失。在一些模塊化UPS設(shè)計(jì)中使用了類似的實(shí)施方案，其中一個(gè)反饋電源接觸器用于多個(gè)或所有靜態(tài)開關(guān)。對(duì)系統(tǒng)冗余和彈性的影響可能更大。

有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，反饋保護(hù)裝置本身可能會(huì)降低系統(tǒng)的可靠性，因?yàn)樗且粋€(gè)組件，就也可能會(huì)出現(xiàn)故障失敗。

這是非常真實(shí)的，但有很多因素要考慮。這些因素包括組件通常如何發(fā)生故障失敗，其在系統(tǒng)中如何使用以及可能的影響。

如果反饋接觸器故障關(guān)閉，并且在供電丟失時(shí)不打開，那么直到靜態(tài)旁路開關(guān)發(fā)生故障，都不會(huì)影響UPS系統(tǒng)的運(yùn)行;需要發(fā)生第二次故障才會(huì)影響UPS系統(tǒng)的運(yùn)行。該系統(tǒng)將幾乎像一個(gè)沒有反饋保護(hù)的系統(tǒng)。無論如何，這種故障失敗是罕見的。

另一種更典型的故障模式是反饋接觸器未按照適當(dāng)需求被打開或關(guān)閉。在實(shí)踐中，這意味著如果有相應(yīng)的需要時(shí)，旁路線路不可用。只有一條靜態(tài)旁路線路的系統(tǒng)將失去所有旁路容量;那些具有多個(gè)靜態(tài)旁路，而且每個(gè)都有自己的反饋接觸器的，僅會(huì)損失部分容量。

請(qǐng)注意，只有當(dāng)主旁路電源可用時(shí)，UPS旁路線路才可用——旁路管路可用性不能高于其供電。顯然，具有相關(guān)控制電路的反饋保護(hù)裝置的可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于主電源，因此對(duì)旁路線路總體可用性的影響可以忽略不計(jì)。

具有反饋保護(hù)和短路靜態(tài)開關(guān)檢測(cè)的UPS可以隔離故障的靜態(tài)旁路開關(guān)，任何時(shí)候這都是系統(tǒng)的關(guān)鍵故障，并將消除系統(tǒng)中的單點(diǎn)故障。這種優(yōu)勢(shì)勝過由反饋保護(hù)引起的對(duì)旁路可用性的邊際影響，并提高整體系統(tǒng)的彈性。

最后，個(gè)人偏好不是決定因素。確保維修人員的安全是UPS設(shè)備和設(shè)備安裝的強(qiáng)制性要求。UPS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須安全;唯一的問題是如何實(shí)現(xiàn)安全設(shè)計(jì)，以提高系統(tǒng)級(jí)彈性的形式實(shí)現(xiàn)最大的額外收益。圖4：左側(cè)是分布式旁路配置中的并行UPS系統(tǒng)，右側(cè)是集中旁路系統(tǒng)。這兩個(gè)例子都有內(nèi)部反饋保護(hù)裝置;UPS單元內(nèi)的接觸器(K5)和用于大型集中旁路的隔離器/開關(guān)(無跳閘單元)的電動(dòng)機(jī)空氣斷路器(FBP)。

IEC 62040-1:2008——2013修改件

《IEC 62040-1:2008不間斷電源系統(tǒng)(UPS) 標(biāo)準(zhǔn)》的第1部分:《UPS使用的一般要求和安全要求》為UPS產(chǎn)品及其安裝提供了強(qiáng)制性的安全相關(guān)要求。CE標(biāo)示要求遵守本標(biāo)準(zhǔn)，并具有法律效力。最新要求，IEC 62040-1:2008——2013修訂版，于2016年2月起正式成為強(qiáng)制性要求。這要求UPS制造商聲明：

● 短時(shí)耐受電流(ICW)：短時(shí)電流的有效值由UPS制造商聲明，可以根據(jù)當(dāng)前電流和時(shí)間定義在特定條件下進(jìn)行，而不造成損壞，

或者

● 額定限制短路電流(ICC)：根據(jù)UPS制造商聲明的預(yù)期短路電流的價(jià)值，可以在特定條件下經(jīng)受對(duì)短路保護(hù)裝置(SCPD)的總運(yùn)行時(shí)間(清除時(shí)間)。

實(shí)際上，UPS供應(yīng)商必須說明UPS輸入終端允許的最大允許故障電流水平，以維持UPS產(chǎn)品的安全和安裝。所選設(shè)備的額定值必須等于或超過UPS安裝中發(fā)現(xiàn)的故障電流水平，并且在任何情況下不得超過這些聲明值。

當(dāng)使用條件短路電流ICC額定值時(shí)，通過短路保護(hù)裝置(SCPD)(通常為保險(xiǎn)絲)將故障電流降低到UPS內(nèi)部電路和組件的安全水平。 SCPD可以是UPS的內(nèi)部部分，也可以是UPS的上游電源中的外部。

鑒于標(biāo)準(zhǔn)中的要求僅適用于UPS的低阻抗路徑，假設(shè)存在這樣的路徑的話。這個(gè)低阻抗路徑既可以是UPS的內(nèi)部旁路電路，也可以是多個(gè)UPS的大型通用旁路。它包括從旁路輸入終端到UPS輸出終端的靜態(tài)旁路開關(guān)電路;如果其是UPS的一個(gè)組成部分，或基于UPS產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)所出售的UPS系統(tǒng)組件，那么其也可以延伸到UPS機(jī)械(維護(hù))旁路電路。當(dāng)外部維護(hù)旁路用作低壓開關(guān)柜組件的一部分時(shí)，它將自動(dòng)落入開關(guān)設(shè)備產(chǎn)品類別和相關(guān)要求。

該標(biāo)準(zhǔn)還要求每個(gè)旁路電路必須在可用故障電流水平下保持獨(dú)立安全。假設(shè)所有電路都將共享故障電流，則不能在系統(tǒng)級(jí)別評(píng)估安全性，因?yàn)樵诰S修活動(dòng)和調(diào)試期間或者系統(tǒng)的某些部件出現(xiàn)故障或不運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)品和人員的安全也必須得到保證。換句話說，并聯(lián)更多的UPS單元或靜態(tài)開關(guān)不會(huì)降低對(duì)各個(gè)靜態(tài)開關(guān)或UPS單元的要求。

圖5：UPS的耐受額定電流必須匹配或超過安裝中的可用故障電流。在上述示例中，UPS承受電流要求是基于主電源可用的故障電流。如果發(fā)電機(jī)與變壓器并聯(lián)運(yùn)行，導(dǎo)致更高的故障電流水平，則必須選擇額定值以適應(yīng)此條件，并且必須連同UPS的合規(guī)性一起驗(yàn)證，以及將來的可能的安裝變化。

在標(biāo)準(zhǔn)中給出了故障電流水平的最低要求，但這些要求可以略低于實(shí)際安裝中通常所見，特別是在較大的UPS單元內(nèi)。無論如何，UPS供應(yīng)商可以宣稱比所需數(shù)字更高的數(shù)字;從應(yīng)用程序的角度來看，這些也是可取的。

符合安全要求的UPS產(chǎn)品必須通過由UPS供應(yīng)商(制造商)進(jìn)行的測(cè)試來驗(yàn)證。測(cè)試是強(qiáng)制性的，僅有兩個(gè)例外，即：要么聲明的耐受電流額定值≤10 kA要么峰值通過的電流被SCPD限制在≤17 kA。

在測(cè)試結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品需要被證實(shí)滿足了以下標(biāo)準(zhǔn)的合規(guī)性：

a)UPS不得發(fā)出火焰、熔融金屬或燃燒顆粒，除了當(dāng)清除故障時(shí)通常從斷路器所發(fā)射出的金屬顆粒

b)從帶電部件到UPS底盤或外殼不得發(fā)出電弧

c)組件，例如用于安裝帶電部件的母線支架不得遠(yuǎn)離其初始位置

d)任何外殼門不得快速打開(因?yàn)榭赡茉斐扇松韨?，只能通過其正常閂鎖來防止

e)導(dǎo)體不得從其終端連接器拔出，不得損壞導(dǎo)體或?qū)w絕緣體

f)UPS應(yīng)成功通過電氣強(qiáng)度試驗(yàn)

當(dāng)使用限制短路電流ICC額定值時(shí)，UPS供應(yīng)商將對(duì)所選SCPD進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試。UPS供應(yīng)商有責(zé)任選擇保護(hù)裝置，并根據(jù)需要進(jìn)行測(cè)試來驗(yàn)證設(shè)計(jì)。如果使用外部保護(hù)裝置，UPS供應(yīng)商應(yīng)說明設(shè)備類型。只有當(dāng)保護(hù)裝置經(jīng)由UPS供應(yīng)商說明，并通過測(cè)試進(jìn)行了驗(yàn)證，其才能夠被使用。

如果UPS供應(yīng)商依靠UPS供電開關(guān)設(shè)備內(nèi)的外部短路保護(hù)裝置，則UPS系統(tǒng)安全要求落在設(shè)備安裝方面，并由其設(shè)計(jì)人員、電氣承包商和業(yè)主負(fù)責(zé)。這些人可能不具備足夠的產(chǎn)品特定標(biāo)準(zhǔn)和要求的相關(guān)知識(shí)，以確保保護(hù)裝置的正確使用，并且從未被替換為具有較少保護(hù)和具有較高的通過能量的設(shè)備。

圖6：如上所述，UPS的耐受額定電流適用于UPS靜態(tài)旁路電路，無論是在UPS內(nèi)還是作為集中式系統(tǒng)級(jí)旁路。如果這是UPS(系統(tǒng))的組成部分，它也適用于機(jī)械旁路。通常使用外部維護(hù)旁路;如果是這樣的話，其必須遵循低壓開關(guān)設(shè)備要求。

從一開始，UPS故障電流額定值就必須大于現(xiàn)場(chǎng)最壞的情況。對(duì)于多個(gè)饋電，必須允許可能的并行運(yùn)行電源以及將來更改和升級(jí)到上游電氣基礎(chǔ)設(shè)施的可能。并聯(lián)多個(gè)器件不會(huì)降低每個(gè)單元的故障電流要求。任何影響故障電流水平的安裝變更后，都必須重新評(píng)估UPS的合規(guī)性。如果使用外部SCPD來保護(hù)UPS，這一點(diǎn)尤為重要。這些必須是經(jīng)批準(zhǔn)的類型，并且將來不應(yīng)替換為其他類型，例如在開關(guān)設(shè)備組件上執(zhí)行更改和升級(jí)時(shí)。

作為法律要求，UPS的安裝必須滿足人員和基礎(chǔ)設(shè)施的安全要求。然而，很少有人意識(shí)到UPS產(chǎn)品特定的安全要求，造成了這些方面可能被忽視的風(fēng)險(xiǎn)。

為了降低安全相關(guān)要求中的錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)，指定和使用具有內(nèi)部SCPD并且具有高故障電流水平的，經(jīng)過了實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的產(chǎn)品可能是有益的。市場(chǎng)上有具備內(nèi)部SCPD且高達(dá)100 kA額定值的UPS產(chǎn)品。這些超出了標(biāo)準(zhǔn)的最低要求，并且允許它們?cè)趲缀跞魏伟惭b中使用，對(duì)于第一天安裝使用或之后的變更的供電沒有特殊要求。這樣，作為產(chǎn)品技術(shù)專家的UPS供應(yīng)商們將通過在產(chǎn)品中內(nèi)置安全和驗(yàn)證的設(shè)計(jì)來保護(hù)自己。他將放心，產(chǎn)品和安裝符合了所有法律監(jiān)管的強(qiáng)制性要求。

結(jié)論

本文從回顧《IEC 62040-1:2008不間斷電源系統(tǒng)(UPS) 標(biāo)準(zhǔn)》的第1部分:《UPS使用的一般要求和安全要求》的相關(guān)規(guī)定入手，展開探討。說明當(dāng)輸入電源丟失時(shí)，永久連接的UPS的輸出必須在15秒內(nèi)與電源隔離。這可以保護(hù)人員免受危險(xiǎn)電壓或能量的損害;事實(shí)上，反饋保護(hù)在正常運(yùn)行和發(fā)生故障的條件下都在運(yùn)行。

反向饋電保護(hù)可以提高系統(tǒng)彈性，盡管這作為強(qiáng)制性要求是為遵循安全機(jī)制所帶來的次要影響。 UPS可以檢測(cè)反饋電流，并在發(fā)出報(bào)警時(shí)打開內(nèi)部反饋連接器。這允許UPS繼續(xù)采用雙轉(zhuǎn)換模式，顯著提高系統(tǒng)運(yùn)行和可靠性。

在本文中，我們還了解到如何將反饋保護(hù)應(yīng)用于分布式和集中式的多UPS配置，同時(shí)保持相同級(jí)別的安全性、系統(tǒng)冗余性和可用性。討論了UPS供應(yīng)商和UPS內(nèi)部已安裝反饋保護(hù)對(duì)于用戶的優(yōu)勢(shì)。

本文還回顧了IEC 62040-1：2008 -2013修訂版，要求UPS制造商聲明UPS的額定短時(shí)耐受電流或額定限制短路電流。如果使用外部短路保護(hù)裝置，整個(gè)系統(tǒng)安全的責(zé)任便轉(zhuǎn)移給了可能不具備必要的技術(shù)和法律知識(shí)的企業(yè)用戶。而通過使用具有內(nèi)置保護(hù)功能的UPS則可以避免這些問題。

總的來說，我們強(qiáng)烈建議企業(yè)用戶提前咨詢一家完善的UPS供應(yīng)商。 這不僅有助于消除企業(yè)用戶因缺乏對(duì)所有相關(guān)要求的了解而導(dǎo)致的違規(guī)行為，同時(shí)還確保利用現(xiàn)代UPS技術(shù)為企業(yè)用戶提供每一項(xiàng)利益; 進(jìn)而保證了人員和設(shè)備在正常運(yùn)行、維護(hù)和發(fā)生故障的條件下均能夠享有他們有權(quán)享有的安全，同時(shí)系統(tǒng)彈性和可用性也保持在最高水平。

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