数据中心UPS供电系统的设计与应用：IDC机房设计和运行管理

第1章　数据中心机房供电系统的设计概论　1
1.1　数据中心基础物理设施——NCPI　1
1.1.1　NCPI概念的提出　1
1.1.2　数据中心子系统的组成　2
1.1.3　可用性的影响　4
1.2　数据中心UPS供电系统当前面临的22个问题　5
1.2.1　生命周期成本问题　5
1.2.2　 UPS系统的可适应性及可扩展性　7
1.2.3　UPS系统的可用性问题　8
1.2.4　UPS系统的可管理性问题　10
1.2.5　UPS系统的可服务性问题　11
1.3　数据中心规划设计的事实与误解　12
1.3.1　10个无庸置疑的事实　12
1.3.2　10个最常见的误解　17
1.4　UPS供电系统设计理念的变化　21
1.4.1　当前UPS供电系统的现状和普遍存在的问题　21
1.4.2　UPS供电系统设计理念的变化　23
1.4.3　IT微环境——机架的配电　26
1.4.4　新的设计理念的最终目标——NCPI的模块化与标准化　28
1.5　正确选用配置UPS供电系统　33
1.5.1　一般性电性能指标不再是选用UPS设备时关注的重点　33
1.5.2　用户开始更重视对设备可靠性的考察　36
1.5.3　可用性是UPS供电系统的最终指标　38
1.5.4　谐波电流的抑制技术受到重视　44
1.5.5　“集成化、一体化”成为机房设计建造的基本原则　47
第2章　数据中心供电系统核心设备——UPS　52
2.1　UPS设备的基本功能　52
2.2　UPS设备应具备的性能指标　55
2.2.1　正确科学地规定UPS的电性能指标　55
2.2.2　UPS应具备哪些电性能指标　56
2.3　UPS基本电路结构形式分类与性能特点　79
2.3.1　后备式　80
2.3.2　线交互式　81
2.3.3　传统双转换(在线)式　83
2.4　双转换UPS的新拓扑结构——无变压器UPS　84
2.4.1　逆变电路的演变决定着UPS电路技术的发展过程　85
2.4.2　无变压器输出UPS电路结构面临的问题　89
2.4.3　无输出变压器UPS的优势　93
2.4.4　无变压器UPS的典型实例　94
2.5　Delta变换技术UPS　97
2.5.1　Delta变换UPS的电路组成和工作原理　97
2.5.2　Delta变换器的电压补偿工作过程　105
2.5.3　Delta变换器是典型的输入功率因数校正电路(PFC)　108
2.5.4　Delta变换UPS的功率传输过程　113
2.6　不同结构形式UPS的主要性能比较　115
2.6.1　不同类型UPS对电网的适应能力　115
2.6.2　不同类型UPS对电网的污染　116
2.6.3　不同类型UPS的输出能力和可靠性　116
2.6.4　不同类型UPS的输出电性能指标　117
第3章　可用性与UPS供电方案设计　119
3.1　系统可靠性指标及可靠性设计　119
3.1.1　可靠性参数及其相互关系　120
3.1.2　系统可靠性模型　125
3.1.3　UPS设备的可靠性设计　128
3.2　系统的可用性分析与状态空间方法　132
3.2.1　系统可用性(可用度)A(t)　132
3.2.2　可用性分析——状态空间法　133
3.2.3　系统的可用性模型　134
3.2.4　系统可用性模型　136
3.2.5　系统等效的MTBF和MTTR的估算　138
3.3　UPS供电系统方案的设计　141
3.3.1　选择配置方案的原则　141
3.3.2　可用性等级与成本　142
3.3.3　各种系统的配置方法和比较　143
3.3.4　UPS供电系统设计中的几个问题　153
3.4　UPS供电系统方案可用性分析　161
3.4.1　分析中用到的假设和规定　161
3.4.2　系统中有关的环节和设备的子系统可用性数据　163
3.4.3　供电系统类型与可用性计算举例　171
3.4.4　各类供电系统的可用性的比较与分析　183
第4章　供电系统谐波的产生与谐波治理　186
4.1　非线性电子设备是供电系统中的主要谐波源　186
4.2　谐波的基本概念、特征参数　188
4.3　谐波对供电系统的影响　191
4.3.1　谐波电流是UPS输入功率因数低的主要原因　191
4.3.2　输入功率因数低是降低电能利用率和系统工作效率低的原因之一　192
4.3.3　谐波是中线电流大的主要原因　193
4.3.4　电流峰值因数对供电设备和传输导线容量的影响　194
4.3.5　谐波电流对供电系统的污染　195
4.4　UPS供电系统谐波的产生　197
4.4.1　单相整流输入　197
4.4.2　三相UPS整流输入——6脉冲整流器　199
4.4.3　三相UPS整流输入——12脉冲整流器　200
4.5　UPS供电系统谐波的治理　202
4.5.1　电力环境与谐波治理标准　202
4.5.2　UPS供电系统的谐波治理　203
第5章　UPS供电系统其他设备的选用与配置　225
5.1　蓄电池的配置和使用中应注意的问题　225
5.1.1　电池质量与使用中的常见问题　226
5.1.2　蓄电池组的实际使用容量与寿命　227
5.1.3　UPS电源蓄电池容量的选配方法　233
5.2　柴油发电机的特性与使用中的问题　237
5.2.1　柴油发电机与UPS的连接及运行中存在的问题　238
5.2.2　UPS输入特性与发电机组的兼容性　240
5.2.3　发电机与UPS的配置问题　243
5.3　隔离变压器的性能及其在UPS供电系统中的作用　246
5.3.1　隔离变压器在UPS供电系统中的功能　246
5.3.2　只有超级屏蔽隔离变压器才有较好的抗干扰功能　250
5.3.3　隔离变压器的“启动冲击”及设计时应注意的问题　252
5.4　UPS供电系统对机房接地系统的要求　256
5.4.1　电气设备接地的分类　256
5.4.2　交流系统接地的常用接法　258
5.4.3　系统接地的原则　261
5.5　UPS软件和智能附件　267
5.5.1　电源监控与管理软件　267
5.5.2　电源监控与智能附件　270