众所周知,直流电流流经一定长度的电缆会产生一定的压降,这里所说的线损是指直流电流流过一定长度的电缆所产生的电压。在UPS供电系统中,其中重要的一个组成部分就是蓄电池组,该系统中电池组线损为电池直流母线端与UPS直流母线端之间产生的电压。
2、线损对系统运行影响
由于蓄电池组体积大,重量重,在目前占地面积小的机房中问题尤为凸显。但蓄电池组是后备时间的保障,数量少了又不能满足日常使用。解决该矛盾的方法可以将蓄电池组移出机房,但为了UPS使用和操作上的方便,又不能与电池组一起移出机房,而蓄电池如果远离UPS主机,那么就会在过长的直流线线上产生线损,线损过大又会对UPS及负载产生很大的影响。
3、线损计算方法
根据欧姆定律,线损U=IR,其中I:电池组的大放电电流,R:电缆阻值。I=P*cosφ/(η*N*Uf)
其中P:UPS的额定功率;cosφ:负载功率因数;Uf:电池的临界放电电压;N:电池个数,η:UPS逆变器的效率R=ρ*L/S其中ρ:导体的电导率;L线缆长度;S线缆截面积
4、保数蓄电池线损计算验证
基于线损计算公式研究,保数进行了UPS蓄电池组线损计算验证:
(1)组织人员进行现场线缆长度勘测(2)线缆、设备参数查阅(3)蓄电池组线损计算
保数根据机房现场情况,选取了一些较长线缆进行了测量计算。
三、总结及成效
1、总结
通过对现场数据的计算及结果分析,保数蓄电池线损在0.6V左右,远小于3V,蓄电池后备保障作用能充分体现,与现场实际情况相符,通过本次分析计算,总结影响数据中心线损的因素主要有以下三个因素:
(1)线缆缆径及长度这是主要的原因。计算直流线缆线损值,合理选用线径长度,是减少线损的关键。
(2)线缆材质不同线缆材质电阻率不同,会直接影响线缆电阻大小,对于数据中心而言,线缆基本采用铜芯线缆。
(3)采用专用直流接线端子,设计合理的安装方式,减少端子的连接,也可降低端子的接触电阻。
2、成效
在了解线缆线损计算方式及影响因素的基础上,数据中心机房建设就可在设计阶段进行合理建设,提前规避导致线损过大问题,即可保障电池后备能力,又可节约电力成本,可有效降低数据中心配电能耗,助力绿色数据中心建设。