环境 Environment
全球范围内,工业型UPS对环境的适应能力都是最强的。UPS系统必须能够应对高温和高湿。其安装的地方通常空间不大,很难达到空气流通,正因如此,UPS的设计均有一个特别大的关键半导体组建,例如IGBT、整流器及散热片。
 
除了温度与湿度问题外,还要考虑周围的空气,周围的空气可能含有腐蚀性因素,时间长了可能会降低变压器、电路板及合闸的性能。工业型UPS的元器件和配线。或是涂有一层电抗胶以防御UPS的元器件及配线免遭恶劣环境破坏,或是配有专用的空气过滤器。当然,这些细节增加了工业型UPS 系统的成本。
 
与工业型UPS对环境适应性的能力相反。商务型UPS通常放置于受控的空间中,对环境的适应能力相当弱。但是它具备系统监控的功能,利于保证UPS、以及关键的服务器、路由存储器等处于最佳的性能状态。如果工业型UPS也具备相关的性能,以适应IT应用的所需。如系统监控,为提高冗余性能的模块并联、或是为提高效率而降低总体运行成本的能力,通常意味着更高的成本。
 
制冷 Refrigeration
工业型UPS需要对高温环境下的运行能力给予特别的设计考虑。元器件的设计必须适应工业环境的运行要求、还应能够承受各种关键负载的变化需求。正因如此,大部分工业型UPS都配备了可监控的冗余的风扇系统。与此相反,商务型UPS则必须运行在有空调的环境下。
 
操作 Operation
工业型UPS系统通常是由现场的技术人员来维护的。所以需要能够做到模块级维修、对关键部件的隔离能力、以及帮助维修的说明文档等。维修本身不仅需要时间,还要求在维修时转到旁路的工业型UPS具有比应用于机房环境的商务型UPS的更强的承受能力。
 
工业型UPS系统在非冗余模式下的应用也很典型:有专用分配系统的电源模块,唯一后备便是旁路电源。电源模块也趋向于更小一点,因为需要已调整的电源的工业应用只是整个负载的一部分。检测仪器与过程控制,或关键PLC这些关键项都需要保护以保证存储或现有状态不被丢失。因此下游的那些受控部分所得到的保护电源就更少了。
 
机房中大部分UPS系统都是冗余配置,不仅是为了电源自身工作容量,而且是为了在一组电源停止工作的情况下避免关键负载的损失。长期依靠旁路电力对于任何一个IT经理来讲都不是一个标准的操作程序:其危险太大了。负责维修这些复杂系统的技术人员以一个组件的方式处理这些事情:隔离机器部件及更换备用部件,这些通常在现场完成。这样可以减少停机时间并使系统更快的恢复、降低数据中心的运营风险。
 
工作寿命 Work Life
工业型UPS系统在设计时会加大元器件的设计余量,这样UPS系统在典型的工业环境运行中将有超过300,000小时的MTBF。
 
但是有一些元件如制冷风扇、DC电容等会降低使用时间,甚至会低于保守设计。工业型UPS的用户,像发电厂等。通常会将UPS的使用寿命设计在20~30年。石化行业的UPS的工作寿命大约为10~15年。
 
在商务型UPS市场上。UPS的型号会在5年内过时。而现代数据技术变化也会使数据中心的寿命少于5年。对市场非常了解的供应商,会将设计投入更多的集中在如何使商务型UPS价格更便宜,体积更小,效率更高。
 
服务方式 Service Mode
不论是工业型还是商务型UPS,设备的服务访问方式都很重要。在工业环境中,UPS会根据车间的布局摆放在不同的地点。一些设备经理喜欢分布式UPS(UPS位于保护设备的附近)。另外一些人会喜欢集中式UPS(UPS位于保护设备的辅助设施中)。在这两种情况下,大部分设备维护人员都喜欢前端访问的服务方式。维护人员不用拆除侧板或背板就能够进行维修、检查和预见性维护。
 
商务型UPS通常会安置在专用房间中。这种构成有助于制冷和电源分配。大部分的商务型UPS系统倾向于集中式UPS的概念。这样维护人员需要可从正面或背面对设备进行维护。
 
运输 Transportation
工业和商业的设备都是很大的资本支出,都要进行特别的规划和周密的场地准备。UPS设备在到达客户的现场时通常是装在运输用的板条箱中,将设备部署入位通常需要叉车、吊车或起重机。
 
后备时间 Backup Time
商务型UPS的电池后备时间是依应用而定的。例如,如果有备用发电机,后备时间只需要支持到发电机电源稳定后即可。通常来讲,商务型UPS应用全密封阀控式铅酸电池在10~30分钟的范围。因为商务型UPS电池的支撑时间通常不需要像工业应用中的那样。充电时间也不受重视。典型的商务型UPS的充电器是将一个15~30分钟的铅酸电池在8~10小时内充至95%或以上。
 
比较而言,工业型UPS系统的充电器容量就大得多,因为电池的支持时间是60分钟到12个小时或更长。UPS至少得具备在充电器中有足够的重复充电容量这一特性。这一点在工业应用中尤其重要。例如发电厂通常会用4~8小时的UPS电池。
 
物理设计 Physical Design
工业型UPS是由质量好而且至少2mm厚的钢板制成。为更好的保护装于其中的UPS,还会在机箱表面刷上一层厚厚的专用防护喷涂。通常工业型UPS的电源及控制组件在防湿及防污染方面都可以达到IP30或IP32标准。更高性能的甚至可以做到IP51。而商务型UPS采用塑料机箱。内部无特殊防湿防污处理,防护等级只能达到IP20.
 
工业EMI/RFI  Industrial EMI / RFI
数据中心的交流电分配系统的设计可保护UPS免受来自交流干线和旁路输入馈线的EMI/RFI的影响。专用输入电源馈线与绝缘变压器的使用不仅减少了EMI/RFI。同时也减少了交流干线上的有效漏电电流。
    
在一些工业应用中,UPS的交流输入电源来自开关设备或电机控制中心(MCC)。并且通常与一些电动噪音大的负载像变速驱动装置等共享母线连接。对于这一类应用。输入隔离变压器是完全必要的。
 
通信 Communications
在IT行业中,通信功能在UPS系统的选择中是非常重要的。SNMP及以太网是收集UPS系统信息最常用的方式。
 
商务型UPS通信功能可能受到场所或环境的限制。正因如此,Modbus通讯协议、以太网、或继电器输入输出接口在工业应用中受到欢迎。
 
总结
 
总之,工业型UPS与商务型UPS有着明显不同的设计思路。在投资初期,一一对照研究具体应用中的差异可能不会有结果,经过一段时间后预估UPS的性能将可以得到明确的收获。应该考虑的因素包括环境状况、运营期望值、稳定性要求、通信能力以及使用寿命期限。工业型UPS的各类装备附件表明其初期成本更大。然而从整体并与其20~30年的产品寿命相比。初期成本的投入保障了长期的投资回报。
工业环境除温度、湿度不稳定,空气粉尘量较大;供电线路的浪涌冲击、峰值下陷等不良情况更为严重;且负载多,包括电感性(电感、变压器等)负载、电容性负载、波动和高峰值冲击性负载等。因此,工业型UPS处于更恶劣的物理环境,更恶劣的供电环境,更恶劣的负载环境。所以,重载设计保证了工业型UPS比商务型UPS更高的性能表现。例如:为适应恶劣的物理环境,采用特殊防护喷涂、重型钢板机箱等。
商务型UPS需要单独的机房,以保证各种适应的环境条件,而工业型UPS的防护等级高达IP51,可直接安装在生产线旁,而无需担心恶劣的物理环境(如粉尘)对UPS正常运行的影响。
 
下面给出一个简单的投资节约估算表,显示在恶劣的环境下,购买工业型UPS的经济性。