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标题: 计算机机房UPS供电零地电压问题的解决 [打印本页]

作者: 超导体    时间: 2004-12-23 09:07
标题: 计算机机房UPS供电零地电压问题的解决

计算机机房UPS供电零地电压问题的解决

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,IBMHPSUN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:

[attach]19985[/attach] 图1

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:

[attach]19986[/attach]

图2

其中感抗为XL= 2p f C,容抗为Xc=1/2p f C

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。


作者: 超导体    时间: 2004-12-23 09:11

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。需在机房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。但由于机房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,机房的逆变器,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。

下图为在某机房实测的UPS输出零地电压波形:

[attach]19987[/attach]

图3

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。

[attach]19988[/attach]

图4

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,或者机房内任何配置的改变,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。

3、 UPS负载端加隔离变压器,并将隔离后的零线接地。

[attach]19989[/attach] 图5

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。目前计算机机房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。


作者: Cindy_Gong    时间: 2004-12-23 12:12

有学到很多东西,谢谢斑竹


作者: 高山流水    时间: 2004-12-25 10:01
看了!一知半解,可能我悟性太差。
作者: dtdp5016    时间: 2005-10-27 15:05

不错,还有什么好资料供学习的多多来点


作者: dtdp5016    时间: 2005-10-27 15:05

不错,还有什么好资料供学习的多多来点


作者: dtdp5016    时间: 2005-10-27 15:05

不错,还有什么好资料供学习的多多来点


作者: tigeryan    时间: 2005-10-28 00:53

好贴


作者: luoyu4919    时间: 2005-11-9 17:30

对于楼主第2个方案不符合电气设计和施工规范,相线和零线是不能分开走线的,

我觉得第3条是一个很不错的方案,不仅可以有效抑制零地电压,还可以防止市电零线断开时(比如4P的ATS切换过程中)的零点漂移,不过是否需要加隔离变压器应根据UPS的型号来定,有些UPS自带输出隔离变压器,况且UPS的整流逆变部分是没有零的,在UPS内部贯通的零线是经过静态旁路连通的,所以大部分情况不需要加隔离变压器或者是在旁路柜上加.

另外我想问一下隔离变压器中性点接地的线径如何选择???


作者: 风雷剑    时间: 2005-11-15 13:11

GB50303-2002第9.1.4条


作者: gonda    时间: 2009-3-6 12:21

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。

 

这个难实现,我单位是一根粗的3线电缆接到大功率负载和设备配电柜上。

 

现在零地电压较高,又不能停设备加隔离变压器,还有什么好的办法?


作者: ahui41383583    时间: 2009-3-8 10:47






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