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计算机俄罗斯世界杯投注UPS供电零地电压问题的解决

                             艾默生网络能源公司   UPS产品部   温顺理

随着计算机技术日新月异的发展,计算机内部芯片的工作电压越来越低,能耗越来越小。为了服务器正常工作需要,IBM、HP、SUN等厂家的新型服务器对UPS输出零地电压提出了更高要求:Vn-g<1V。如果现场零地电压达不到要求,服务器厂家工程师往往拒绝上电开机。

首先分析一下零地电压产生的原理:


零线电压Vn=In ?Zn In为零线电流

零线电抗Zn=ρ×L÷S   ρ为导线电导率,L为线长,S为导线截面积

如果In=60A、Zn=0.1欧姆,Vn将为6V。

 

在高频谐波下,导线之间不在是一个纯电组性元件,而是一个集电感、电容、电阻为一体的混合体,如下图所示:


其中感抗为XL= 2pf C,容抗为Xc=1/2pfC

因为线间存在耦合电感和电容,高次谐波将在零线、地线产生一定的高频电流。也可能抬升零地电压。

分析了零地电压产生的原理,就可以找到解决方法:

 

1、缩短零线长度,增大零线截面积可减小零线电抗,从而将低零地电压,

此种方法解决方案的优点是效果明显,从零线电抗计算公式Zn=ρ×L÷S看,当线长L减小,导线载面积增大,Zn随之减小,零地电压也同时降低。但受到现场实际情况限制,不太容易实现。需在俄罗斯世界杯投注初期设计阶段充分考虑,否则很难更改。

 

 

2对于双变换真在线的UPS,当逆变器工作时,UPS输入端零线电流理论上应该为零。但由于俄罗斯世界杯投注输入配电柜内所有的电缆走的都是大电流,这些电流包括UPS,俄罗斯世界杯投注的逆变器,本楼层的照明,空调,等等。每一根电缆都含有大量的电磁干扰,所有的这些电缆被捆扎在一起走长线,使得这些高频干扰互相串扰,高频干扰电流在零线、地线上流过带来了零地之间的压降。从测试波形上看零地之间的高频成分呈非固定频率的杂波,也可以反映干扰为多种设备电流的电磁骚扰叠加。

 

下图为在某俄罗斯世界杯投注实测的UPS输出零地电压波形:


将UPS的火线和零线、地线分开走线,两者的距离应该保证在20cm以上,最好能做到40cm。其他动力电缆也应该远离UPS零线。

如现场施工不能分开,零线和地线可考虑用铠装屏蔽电缆,可达到同样效果。

       这种解决方案的优点是可以不增加任何成本,由距离的增加来有效的衰减高频骚扰,消除零线高频电流的产生,从而达到了降低零地电压的目的。但是风险是只能降低零地电压,随着输入电压的变化,负载的变化,或者俄罗斯世界杯投注内任何配置的改变,电磁干扰环境可能随之改变,零地电压也可能漂移,不能做到彻底解决问题。

 

  1. UPS负载端加隔离变压器,并将隔离后的零线接地。


这种解决方案的优点在于能够非常有效的解决负载端零地电压问题。因为隔离后的零线接地,可以保证负载的零地电压趋近于零。隔离变压器是一个非常成熟的产品,品种全,可以满足各种功率等级的要求,供货周期短,价格低廉,而且安全可靠,无风险。目前计算机俄罗斯世界杯投注用户多采用这种配电方式。

精密配电中心(PPC)集输出配电系统和双屏蔽隔离变压器于一体,是解决零地电压问题的最优选择。

 

综上所述,推荐使用UPS负载端加装隔离变压器方案,此方案可一劳永逸地解决零地电压问题。在某些场合方案3不能实施时,可考虑方案1、2为备选,




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