施耐德APC關(guān)鍵電源|施耐德APC電源Galaxy VX體驗(yàn)評(píng)測(cè)

高風(fēng)險(xiǎn)通常意味著高收益。所以，玩金融的人一直在找高風(fēng)險(xiǎn)與高收益可以兼得的平衡點(diǎn)，而玩賽車(chē)的人一直在找高速度與高安全性的平衡點(diǎn)。3月23日，筆者參加了施耐德電氣在廈門(mén)召開(kāi)的廈門(mén)工廠客戶體驗(yàn)日活動(dòng)，在這次活動(dòng)上，施耐德發(fā)布了其面向大中型數(shù)據(jù)中心的Galaxy V系列新家族成員--Galaxy VX，致力于尋找高效與高可靠性之間的平衡。在體驗(yàn)日上，筆者跟隨施耐德電氣的工程師一起，對(duì)這款新品進(jìn)行了評(píng)測(cè)，親自驗(yàn)證了其多項(xiàng)技術(shù)是如何應(yīng)用到產(chǎn)品上的，下面我們一起來(lái)看一下這款不間斷電源的實(shí)際表現(xiàn)如何。

初識(shí)Galaxy VX

　施耐德電氣最新推出的Galaxy VX，顧名思義，是超大功率的意思，它是施耐德Galaxy V家族目前最頂配的產(chǎn)品，市場(chǎng)定位于大中型的數(shù)據(jù)中心，例如Colo、互聯(lián)網(wǎng)巨頭、企業(yè)云以及半導(dǎo)體等大型工業(yè)制造。

由于當(dāng)前的云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)趨勢(shì)呈現(xiàn)爆發(fā)性增長(zhǎng)，全球中大功率UPS市場(chǎng)得以快速發(fā)展，如圖，根據(jù)IHS 2015的分析報(bào)告顯示，近幾年和未來(lái)三年>500 KVA的UPS市場(chǎng)增速基本達(dá)到兩位數(shù)以上，中國(guó)的平均增長(zhǎng)可達(dá)13.6%。

據(jù)天極網(wǎng)了解，大功率UPS的用戶，首要關(guān)注的是可靠性，其次是能效節(jié)省。而Galaxy VX在設(shè)計(jì)的時(shí)候，采用了幾項(xiàng)技術(shù)，一個(gè)是四電平技術(shù)，另外一個(gè)是E變換技術(shù)，而這兩個(gè)技術(shù)，也是貫穿施耐德電氣所有V系列家族的關(guān)鍵性技術(shù)。

Galaxy VX采用經(jīng)典的雙變換在線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并且擁有多項(xiàng)技術(shù)下面做逐一介紹：

1、四電平技術(shù)原理介紹

　　四電平技術(shù)全稱(chēng)為4電平逆變器技術(shù)，是施耐德專(zhuān)業(yè)的技術(shù)。這個(gè)新技術(shù)的原理是什么樣的呢？根據(jù)施耐德電氣IT業(yè)務(wù)部高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理張學(xué)文的描述， 施耐德Galaxy VX 可在元器件承壓最低的前提下，提供高達(dá) 96.4% 的整機(jī)效率。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是在高可靠性的同時(shí)，達(dá)到高效率。

　　首先，我們來(lái)看一下傳統(tǒng)的2電平和3電平逆變器是如何工作的？

最近比較普遍流行的三電平逆變器與傳統(tǒng)的兩電平逆變器相比較 ,主要優(yōu)點(diǎn)是 :器件具有 2倍的正向阻斷電壓能力 ,并能減少諧波和降低開(kāi)關(guān)頻率 ,從而使系統(tǒng)損耗減小。

　　4電平的好處在于，它可以讓每一個(gè)IGBT單管的承壓進(jìn)一步降低，而IGBT承壓降低的一個(gè)重要好處在于，可以消除導(dǎo)致IGBT過(guò)壓故障來(lái)大幅提高可靠性：這些故障包括開(kāi)關(guān)瞬態(tài)電壓 、輻射壓力(單點(diǎn)燒毀)、由于電網(wǎng)涌流造成的母線電壓過(guò)高 。此外，還進(jìn)一步縮小了電感尺寸，減少開(kāi)關(guān)損耗，從而減少了散熱，提高了效率。

　　2、E變換原理介紹

　　E變換模式，即結(jié)合了ECO模式和雙變換模式。市電的電能質(zhì)量在直通的模式下，有時(shí)會(huì)有諧波影響，或者直接影響到負(fù)載，通過(guò)E變換模式，能夠過(guò)濾處理90%以上的諧波，同時(shí)可以將UPS輸入功率因數(shù)補(bǔ)償為1。雖然ECO模式能效也很高，但ECO模式在市電中斷時(shí)會(huì)有幾毫秒到十毫秒的閃斷，這是用戶無(wú)法接收的。而E變化模式可以做到?jīng)]有任何閃斷。據(jù)施耐德電氣工程師介紹，該模式效率高達(dá)99.02%以上， 同時(shí)電能質(zhì)量與雙變換模式幾乎一致。E變換模式能夠在高能效狀態(tài)下提供雙轉(zhuǎn)換模式所具有的保護(hù)特性。

如上圖所示，供電通路是通過(guò)靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)，逆變器與靜態(tài)開(kāi)關(guān)同時(shí)導(dǎo)通工作，雙向逆變器給直流母線充電，當(dāng)市電中斷時(shí)，可以零中斷切換到逆變器繼續(xù)供電 ，旁路開(kāi)關(guān)SCR可以像二極管一樣控制。

　　3、模塊化設(shè)計(jì)

　　眾所周知，用戶在選購(gòu)UPS的時(shí)候，對(duì)于UPS容量時(shí)常會(huì)出現(xiàn)低估或高預(yù)計(jì)等情況，模塊化UPS可以有效的解決以上問(wèn)題，幫助用戶在未來(lái)發(fā)展方向尚不明確的情況下分階段進(jìn)行建設(shè)和投資。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)極具彈性，功率模塊的設(shè)計(jì)概念是在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)可隨意移除和安裝而不影響系統(tǒng)的運(yùn)行及輸出，使投資規(guī)劃實(shí)現(xiàn)“隨需擴(kuò)展”，讓用戶隨業(yè)務(wù)發(fā)展實(shí)現(xiàn)“動(dòng)態(tài)成長(zhǎng)”，既滿足了后期設(shè)備的隨需擴(kuò)展，又降低了初期購(gòu)置成本。

Galaxy VX采用了模塊化設(shè)計(jì)理念，通過(guò)250KW功率柜體擴(kuò)容系統(tǒng)，在初始安裝后，可通過(guò)增加功率柜體擴(kuò)容或提高冗余度。此外，每一個(gè)功率柜體都能夠平均分擔(dān)負(fù)載，并且當(dāng)發(fā)生故障時(shí)能夠與系統(tǒng)隔離，因而即使一個(gè)或多個(gè)功率柜體故障后系統(tǒng)仍然能夠繼續(xù)正常運(yùn)行。

　　4、用戶界面友好度

　　Galaxy VX采用了7英寸LCD+LED彩色觸摸屏，提供系統(tǒng)布局、狀態(tài)、報(bào)警和歷史事件的直觀概覽 。通過(guò)可視化的操作模式指示 ，可以提高可靠性，降低人為錯(cuò)誤 。

5、兼容多種前瞻儲(chǔ)能技術(shù)

　　在儲(chǔ)能方面，由于各種儲(chǔ)能技術(shù)有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，Galaxy VX則兼容了鉛酸電池 、Ni-Cd電池、鋰離子電池和飛輪四種儲(chǔ)能技術(shù)。筆者對(duì)這四種儲(chǔ)能技術(shù)原理不再過(guò)多敘述。

Galaxy VX外觀篇

通過(guò)上一部分，相信各位對(duì)于其技術(shù)優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)有了一定的了解，下面我們來(lái)通過(guò)幾張圖片來(lái)看一下Galaxy VX的產(chǎn)品外觀。

在整體外觀方面，Galaxy VX采用了白色的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，視覺(jué)上干凈簡(jiǎn)潔。在機(jī)柜把手等細(xì)節(jié)位置，采用了施耐德的主題綠色，和綠色節(jié)能的產(chǎn)品理念相互呼應(yīng)。在頂部底部采用雙線入口，沒(méi)有額外的硬件配置。

在單個(gè)機(jī)柜的內(nèi)部，分為功率柜和I/O柜，在功率柜部分，可以看到主控制器和網(wǎng)絡(luò)接口，風(fēng)扇整齊排列，并配有風(fēng)扇故障指示燈，同時(shí)，風(fēng)扇支持熱插拔，風(fēng)扇一旦出現(xiàn)故障，可以實(shí)現(xiàn)靈活簡(jiǎn)單地更換。

實(shí)際測(cè)試篇

在實(shí)測(cè)環(huán)節(jié)，筆者跟隨施耐德電氣工程師一起，通過(guò)對(duì)Galaxy V系列產(chǎn)品進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試。

測(cè)試平臺(tái)：1臺(tái)顯示器、YOKOGAWA波形記錄儀、YOKOGAWA功率分析儀、Tuner 軟件平臺(tái)

準(zhǔn)備測(cè)試

UPS的效率可以通過(guò)測(cè)量UPS的輸出功率與輸入功率求得。UPS的效率主要決定于逆變器的設(shè)計(jì)。大多數(shù)UPS只有在50%-100%負(fù)載時(shí)才有比較高的效率，當(dāng)?shù)陀?0%負(fù)載的時(shí)候，其效率就急劇下降，UPS廠商所提供的效率指標(biāo)也多是在額定直流電壓，額定負(fù)載條件下的效率。

1、低負(fù)載測(cè)試：

　　根據(jù)測(cè)試可以看到，在20%較低負(fù)載的時(shí)候，就可以達(dá)到96%的效率。

2、Eco模式

　　在ECO模式下，通過(guò)旁路為負(fù)載提供與市電相同的電源，實(shí)測(cè)的效率高達(dá)99.4%。

　　3、E變換模式

　　E變換模式可以在達(dá)到接近雙變換模式的性能和ECO模式的效率。E變換模式可在效率99%的條件下提供高電能質(zhì)量保護(hù)。 通過(guò)這種方式，能夠保證停電的時(shí)候，電池能夠真正不間斷的功率負(fù)載，切換時(shí)間始終是零，保證了平穩(wěn)供電。VX在接近滿載時(shí)的實(shí)測(cè)整機(jī)效率高達(dá)99.02%。

4、SPOT智能負(fù)載測(cè)試模式

　　通過(guò)VX的通訊接口連接到一臺(tái)筆記本電腦，通過(guò)電腦設(shè)置并發(fā)送指令，即可實(shí)現(xiàn)UPS整機(jī)的滿載測(cè)試，施耐德稱(chēng)之為SPOT智能負(fù)載測(cè)試模式。這種測(cè)試并非軟件虛擬，而是真正在UPS整機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生了高達(dá)數(shù)千安培的真實(shí)電流，可以模擬滿負(fù)載和過(guò)載測(cè)試。

評(píng)測(cè)總結(jié)：

　　作為在數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)計(jì)建設(shè)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)廠商，施耐德電氣深刻地洞察了客戶需求和面臨的挑戰(zhàn)，Galaxy VX在風(fēng)險(xiǎn)管理、運(yùn)行成本、可靠性等方面達(dá)成了一個(gè)最佳平衡點(diǎn)。

　　施耐德電氣在創(chuàng)新的道路上從未止步，Galaxy VX憑借其模塊化設(shè)計(jì)理念、E變換和四電平逆變技術(shù)等首創(chuàng)技術(shù)，同時(shí)，通過(guò)施耐德電氣工程師的講解和實(shí)際測(cè)試，筆者認(rèn)為，Galaxy VX將會(huì)刷新三相大功率UPS的新高度和未來(lái)發(fā)展的方向。