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云機房供配電系統(tǒng)規(guī)劃 設計與運維 
定 價：59 元
9 7 3 8 9 7 0 5 4 1 3 2 0  《云機房供配電系統(tǒng)規(guī)劃設計與運維》本書在講解UPS基本知識、基本原理、基本電路的基礎上重點對機房供電系統(tǒng)的認識誤區(qū)進行了逐一討論并給出了對于規(guī)劃、設計和選型的正確認識和理解。書中明確了高頻機和模塊化UPS供電系統(tǒng)是今后數(shù)據(jù)中心電源的主流設備它不但符合我國的國策而且也克服了工頻機UPS無法解決的所有缺陷。在此基礎之上在本書的最后對機房供電系統(tǒng)的運維、故障分析和處理進行了系統(tǒng)的闡述并列舉了相當數(shù)量的實例加以說明。 本書通過編者通俗易懂、深入淺出的分析使讀者不但知道怎么做還能知道這么做的原因。本書適合從事機房供電系統(tǒng)規(guī)劃、設計、選型及運維的技術人員學習、閱讀。 適讀人群 ：《云機房供配電系統(tǒng)規(guī)劃 設計與運維》本書適合從事機房供電系統(tǒng)規(guī)劃、設計、選型及運維的技術人員學 習、閱讀。 UPS領域資深專家王其英老師又一力作。 原理、電路講解真正通俗易懂； 規(guī)劃、設計與運維系統(tǒng)有機結合。
在云計算和大數(shù)據(jù)時代,IT技術得到了迅猛的發(fā)展,作為站在前沿陣地的供電系統(tǒng)也要與時俱進。但在這些基礎設施的規(guī)劃與設計中有不少地方總是不如人意,紕漏百出,造成的損失不在少數(shù)。究其原因還是一個基本概念不清的問題。大概歸納了一下,對供電系統(tǒng)的認識有以下十大誤區(qū)。
(1)認為UPS有兩個功率因數(shù)———一個輸入功率因數(shù)和一個“輸出功率因數(shù)”。 (2)當“輸出功率因數(shù)”<1時認為UPS輸出能力還是永恒的。即不論是任何性質的負載,“輸出功率因數(shù)”=0.8時,100kVA 容量的UPS在任何性質的負載下都能為負載提供80kW 的有功功率。 (3)認為UPS的輸入功率因數(shù)為1時就可以配1∶1的前置后備發(fā)電機。 (4)認為UPS的輸出變壓器能抗干擾,有隔離干擾作用。所以在幾十年沒有使用變壓器的列頭柜中現(xiàn)在竟裝入了變壓器,甚至還放入了第三級防雷器。 (5)認為UPS的輸出電壓在正常供電情況下是穩(wěn)頻的,以致用戶和供銷商之間爭論不休,甚至用戶提出要輸出電壓穩(wěn)頻的UPS產(chǎn)品。 (6)認為UPS輸出的無功功率無用,使得不少地方UPS裝機后過載現(xiàn)象頻出,甚至無法正常運行,不得不重新購買。 (7)認為UPS是帶容性負載的,帶感性負載是它的特點。這一顛倒黑白的認識誤導不少人,直到現(xiàn)在好多人還蒙在鼓里而不敢?guī)Э照{機之類的感性負載。 (8)認為以往的計算機是容性負載,認為容性負載是非線性的。這種認識導致了配置負載時的錯誤,造成損失,更有甚者,有的“標準”也有這樣的認識。 (9)認為諧波失真可以代表功率因數(shù),以至于在有的專門“標準”中將這一重要指標刪掉,造成用戶選型時的困難。 (10)認為UPS輸出端的零地電壓干擾負載。這又是誤導了一大批人的錯誤概念,在供電系統(tǒng)規(guī)劃、設計和運行中造成了不少損失。甚至有的“標準”制定者還將其作為一個重要指標。 現(xiàn)在又有了新的說法:說什么零地電壓小于1V 的指標是為了鑒別接地好不好而制定的。這又是一個誤區(qū),因為根據(jù)我國的供電制度,零線和地線在變電站就同時同一點接地,在這一點零地電壓當然小于1V,難道在幾十米甚至百米之外的機房零地電壓大于1V就是接地不好嗎? 關鍵是有些人不明白零地電壓是什么,這可能是由于不懂電路所致,對這個問題本書做了重點討論,實際上就是一層窗戶紙,將其捅破就迎刃而解了。 本書對以上這些誤區(qū)將逐一進行討論,并給出正確的認識和理解,同時以實例進行詳細討論。當然還有一個更大的誤區(qū)正在逐漸糾正中,這就是高頻機UPS和工頻機UPS供電系統(tǒng)的選用上。由于習慣和惰性的關系,不少用戶還在這兩種供電系統(tǒng)中猶豫不決,這一方面來自工頻機UPS生產(chǎn)廠家的宣傳,另一方面也來自某些用戶的“經(jīng)驗”和輕信。實際上高頻機和模塊化UPS供電系統(tǒng)無疑是今后數(shù)據(jù)中心電源的主流設備,它不但符合我國的國策,而且也是克服了工頻機UPS所無法解決的一切缺陷。現(xiàn)在工頻機UPS唯一的一個宣傳陣地就是拿變壓器來說事了。實際上拿變壓器作為擋箭牌是軟弱無力的,原因是它沒有廠家所說的那些不著邊際的功能,這在本書中已有詳細討論。 作為供電系統(tǒng)負載的制冷系統(tǒng)和照明系統(tǒng)本書也有涉獵。從制冷系統(tǒng)的基本概念到系統(tǒng)結構、風路類型,從風冷到水冷,從自然冷卻到冷熱電三聯(lián)供,本書都有實例和說明。 在供電系統(tǒng)運行中,運維才是長期的。但在規(guī)劃、設計和選型中如果概念不清就會給后來的運維工作帶來很多麻煩。根據(jù)有關方面的統(tǒng)計,當機器出廠后有70%以上的故障是人為地,本書對人為故障的類型進行了說明。 為了使運維人員對故障分析有一個清楚的了解和分析,在本書中盡可能詳盡地將過程說得詳細一些,以便開闊讀者的思路。 在編撰過程中盡管本書編委會以李民英、肖斌和陳鋒等為首的專家們集思廣益付出了巨大努力,盡量做到圖文并茂、深入淺出,但也只能是拋磚引玉。由于水平有限,書中謬誤之處仍在所難免,萬望讀者不吝施教,給予批評指正。 與時俱進。但在這些基礎設施的規(guī)劃與設計中有不少地方總是不如人意,紕漏百出,造成的損失不在少數(shù)。究其原因還是一個基本概念不清的問題。大概歸納了一下,對供電系統(tǒng)的認識有以下十大誤區(qū)。 (1)認為UPS有兩個功率因數(shù)———一個輸入功率因數(shù)和一個“輸出功率因數(shù)”。 (2)當“輸出功率因數(shù)”<1時認為UPS輸出能力還是永恒的。即不論是任何性質的負載,“輸出功率因數(shù)”=0.8時,100kVA 容量的UPS在任何性質的負載下都能為負載提供80kW 的有功功率。 (3)認為UPS的輸入功率因數(shù)為1時就可以配1∶1的前置后備發(fā)電機。 (4)認為UPS的輸出變壓器能抗干擾,有隔離干擾作用。所以在幾十年沒有使用變壓器的列頭柜中現(xiàn)在竟裝入了變壓器,甚至還放入了第三級防雷器。 (5)認為UPS的輸出電壓在正常供電情況下是穩(wěn)頻的,以致用戶和供銷商之間爭論不休,甚至用戶提出要輸出電壓穩(wěn)頻的UPS產(chǎn)品。 (6)認為UPS輸出的無功功率無用,使得不少地方UPS裝機后過載現(xiàn)象頻出,甚至無法正常運行,不得不重新購買。 (7)認為UPS是帶容性負載的,帶感性負載是它的特點。這一顛倒黑白的認識誤導不少人,直到現(xiàn)在好多人還蒙在鼓里而不敢?guī)Э照{機之類的感性負載。 (8)認為以往的計算機是容性負載,認為容性負載是非線性的。這種認識導致了配置負載時的錯誤,造成損失,更有甚者,有的“標準”也有這樣的認識。 (9)認為諧波失真可以代表功率因數(shù),以至于在有的專門“標準”中將這一重要指標刪掉,造成用戶選型時的困難。 (10)認為UPS輸出端的零地電壓干擾負載。這又是誤導了一大批人的錯誤概念,在供電系統(tǒng)規(guī)劃、設計和運行中造成了不少損失。甚至有的“標準”制定者還將其作為一個重要指標。 現(xiàn)在又有了新的說法:說什么零地電壓小于1V 的指標是為了鑒別接地好不好而制定的。這又是一個誤區(qū),因為根據(jù)我國的供電制度,零線和地線在變電站就同時同一點接地,在這一點零地電壓當然小于1V,難道在幾十米甚至百米之外的機房零地電壓大于1V就是接地不好嗎? 關鍵是有些人不明白零地電壓是什么,這可能是由于不懂電路所致,對這個問題本書做了重點討論,實際上就是一層窗戶紙,將其捅破就迎刃而解了。 本書對以上這些誤區(qū)將逐一進行討論,并給出正確的認識和理解,同時以實例進行詳細討論。當然還有一個更大的誤區(qū)正在逐漸糾正中,這就是高頻機UPS和工頻機UPS供電系統(tǒng)的選用上。由于習慣和惰性的關系,不少用戶還在這兩種供電系統(tǒng)中猶豫不決,這一方面來自工頻機UPS生產(chǎn)廠家的宣傳,另一方面也來自某些用戶的“經(jīng)驗”和輕信。實際上高頻機和模塊化UPS供電系統(tǒng)無疑是今后數(shù)據(jù)中心電源的主流設備,它不但符合我國的國策,而且也是克服了工頻機UPS所無法解決的一切缺陷。現(xiàn)在工頻機UPS唯一的一個宣傳陣地就是拿變壓器來說事了。實際上拿變壓器作為擋箭牌是軟弱無力的,原因是它沒有廠家所說的那些不著邊際的功能,這在本書中已有詳細討論。 作為供電系統(tǒng)負載的制冷系統(tǒng)和照明系統(tǒng)本書也有涉獵。從制冷系統(tǒng)的基本概念到系統(tǒng)結構、風路類型,從風冷到水冷,從自然冷卻到冷熱電三聯(lián)供,本書都有實例和說明。 在供電系統(tǒng)運行中,運維才是長期的。但在規(guī)劃、設計和選型中如果概念不清就會給后來的運維工作帶來很多麻煩。根據(jù)有關方面的統(tǒng)計,當機器出廠后有70%以上的故障是人為地,本書對人為故障的類型進行了說明。 為了使運維人員對故障分析有一個清楚的了解和分析,在本書中盡可能詳盡地將過程說得詳細一些,以便開闊讀者的思路。 在編撰過程中盡管本書編委會以李民英、肖斌和陳鋒等為首的專家們集思廣益付出了巨大努力,盡量做到圖文并茂、深入淺出,但也只能是拋磚引玉。由于水平有限,書中謬誤之處仍在所難免,萬望讀者不吝施教,給予批評指正。 第一章概述1 第一節(jié)UPS市場狀況和一般分類1 一、UPS的市場狀況1 二、UPS的一般分類3 第二節(jié)UPS產(chǎn)品的發(fā)展5 一、UPS的發(fā)展趨勢5 二、UPS的電路構成8 三、傳統(tǒng)雙變換UPS存在的問題和新電路的問世10 四、UPS的模塊化結構22 第三節(jié)UPS解決方案的發(fā)展概況27 一、UPS發(fā)展趨勢27 二、從IT系統(tǒng)面臨的幾個問題看對供電的要求30 三、數(shù)據(jù)中心功能范圍的一般劃分32 四、機房制冷系統(tǒng)概述36 第四節(jié)EPS和專用UPS的出現(xiàn)44 一、EPS44 二、專用UPS45 三、磁懸浮飛輪儲能及制能系統(tǒng)49 第五節(jié)數(shù)據(jù)中心供電設備的類型及特點54 一、數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的演變54 二、當代數(shù)據(jù)中心UPS的供電類型及工作原理56 三、國際上市電交流電的類型59 第六節(jié)UPS新技術62 一、ECO工作模式的新結構62 二、多級UPS并機控制技術63 三、滿載和過載情況下的驗機技術67 四、空間矢量控制技術72 第二章UPS系統(tǒng)基礎知識74 第一節(jié)交流電基本知識74 一、概述74 二、基本概念術語75 三、無功功率的作用80 四、IT設備的負載性質82 第二節(jié)UPS技術指標86 一、輸入電壓范圍86 二、UPS輸入電壓的頻率范圍95 三、輸入功率因數(shù)97 第三節(jié)UPS整流器和充電器的基本電路98 一、單相整流器的基本電路形式98 二、三相整流器的基本電路形式100 三、高頻開關整流器105 四、IGBT整流器與二極管、晶閘管整流器的區(qū)別108 第四節(jié)UPS的輔助電源110 一、正激變換器110 二、反激變換器111 三、逆變器112 第五節(jié)N+X冗余并聯(lián)式模塊化UPS的發(fā)展與應用128 一、當代供電系統(tǒng)的需要128 二、可靠性與可用性129 第六節(jié)Delta變換式UPS產(chǎn)品技術138 第七節(jié)高頻大功率UPS逆變電路的重大突破139 一、雙電源輸入帶來的問題139 二、單電源技術的推出140 第八節(jié)“高壓直流”UPS的應用及其前景141 一、直流UPS的概況141 二、直流UPS使用中的“未知數(shù)”144 三、直流UPS和IT設備使用不當145 第三章數(shù)據(jù)中心機房供電系統(tǒng)規(guī)劃誤區(qū)和障礙147 第一節(jié)工頻機和高頻機147 一、概述147 二、高頻機型結構UPS的優(yōu)越性能147 三、工頻機型UPS輸出變壓器只有變壓和產(chǎn)生隔離接地點功能153 第二節(jié)對Delta變換技術的誤解162 一、認為Delta變換技術是在線互動式162 二、認為Delta變換UPS輸出的80%功率是市電直接提供的164 三、Delta變換式UPS的輸出電壓不穩(wěn)頻170 四、關于Delta變換式UPS對電池動態(tài)的影響172 五、DeltaUPS輸入端斷電和短路時的情況176 六、逆變器電池組供電電源可靠性的計算178 七、Delta變換式UPS的輸出電壓和輸入電壓相等時就相當于 一根短路電纜181 第三節(jié)對零地電壓的誤解182 一、有關機房驗收標準的規(guī)定和負面效應182 二、對直流零地電壓的實驗182 三、零地脈沖電壓的實驗183 四、兩種實驗的結果分析185 五、零地電壓的構成185 六、對零地電壓認識的又一誤區(qū)186 第四節(jié)對功率因數(shù)的誤解187 一、UPS與后備發(fā)電機的配比問題187 二、認為UPS有兩個功率因數(shù)187 三、當負載功率因數(shù)小于1時的UPS輸出能力剖析188 第五節(jié)認為UPS的輸出變壓器能抗干擾191 一、對變壓器功能的無限夸張191 二、變壓器不合理安裝帶來的危害191 第六節(jié)UPS輸出電壓穩(wěn)頻和無功功率無用192 一、認為UPS的輸出電壓在正常情況下是穩(wěn)頻的192 二、認為UPS輸出的無功功率無用193 第七節(jié)對以往負載性質的誤解195 一、認為以往的計算機是容性負載195 二、認為UPS是帶容性負載的,不能帶感性負載195 三、認為容性負載是非線性的196 第四章數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)節(jié)能減排設計198 第一節(jié)節(jié)能設計的第一步———選擇節(jié)能的供電設備199 第二節(jié)在線互動電路的特點及與其他電路結構的區(qū)別202 一、三端口與在線互動的區(qū)別202 二、多抽頭調節(jié)在線互動式UPS205 第三節(jié)節(jié)能減排設計的第二步———規(guī)劃節(jié)能的連接方式207 一、不合理的連接和解決辦法207 二、不節(jié)能的配置和解決方案208 三、不可靠的配置和解決方案210 四、在滿足要求的前提下簡化系統(tǒng)211 第四節(jié)節(jié)能減排設計的第三步———采取節(jié)能的運行策略212 一、休眠式工作模式212 二、旁路式工作模式213 第五節(jié)節(jié)能減排設計的第四步———引入節(jié)能的驗機技術214 一、為什么要驗機,為什么要帶載驗機214 二、帶載驗機的困難215 三、EasyLoad無假負載驗機技術216 四、EasyLoad負載驗機方案對電網(wǎng)有無影響219 第五章UPS配套設施的規(guī)劃設計220 第一節(jié)現(xiàn)代發(fā)電機組的基本特點220 一、系列化發(fā)電機的功率范圍220 二、發(fā)電機工作原理220 第二節(jié)現(xiàn)代柴油發(fā)電機組的等級劃分221 一、發(fā)電機的性能等級221 二、自動化發(fā)電機組等級221 三、發(fā)電機的功率定額223 四、目前主要發(fā)電機組國標和部標223 五、一般柴油發(fā)電機的主要技術指標224 六、UPS與柴油發(fā)電機組配套使用時的注意事項225 七、正確選擇發(fā)電機組226 八、一般柴油發(fā)電機的標準配置232 九、并聯(lián)柴油發(fā)電機組的節(jié)能運行234 第三節(jié)后備蓄電池234 一、概述234 二、常用鉛酸電池的性能與基本參數(shù)237 三、正常工作中電池自燃的問題247 四、電池容量的計算與選擇248 五、UPS逆變器的關機電壓是怎樣規(guī)定的252 六、電池電壓和容量的測量254 七、關于市場上電池容量計算公式的討論256 第四節(jié)電池家族的新成員259 一、燃料電池259 二、螺旋卷繞式鉛酸蓄電池260 三、鋰離子電池261 四、鈉硫電池263 五、液流電池263 六、石墨烯電池263 七、飛輪儲能式電池264 第五節(jié)配電柜、斷路器與防雷器264 一、交流配電柜264 二、防雷器的特性及選擇265 三、斷路器的特性及選擇269 四、低壓斷路器的電流參數(shù)282 五、總線斷路器的選擇284 第六節(jié)IT機房設備的配電方式285 一、具有漏電保護功能斷路器的迷惑285 二、UPS前面加帶漏電保護斷路器的弊病286 三、外接隔離變壓器的后果286 四、安裝帶漏電保護斷路器的相關國家規(guī)定287 第七節(jié)靜態(tài)開關(STS)的原理及應用288 一、基本介紹288 二、數(shù)字型靜態(tài)開關(DSTS)的功能292 三、靜態(tài)轉換開關的參數(shù)設置294 四、STS的分類295 五、STS的電路結構299 六、STS的工作原理303 七、STS的實際應用308 八、STS的節(jié)能應用311 第八節(jié)ATS的應用316 一、ATS的一般介紹316 二、ATS轉換開關的工作原理316 三、CB級和PC級ATSE性能比較317 四、PC級ATS的相關參數(shù)選擇317 五、ATS動作時間選擇319 第九節(jié)數(shù)據(jù)中心天然氣三聯(lián)供319 一、燃氣三聯(lián)供的原理及分類320 二、燃氣冷熱電三聯(lián)供的優(yōu)勢320 第十節(jié)吸收式溴化鋰制冷機323 一、機械制冷機323 二、吸收式溴化鋰制冷機323 第六章UPS的可靠性設計326 第一節(jié)概述326 一、可靠性的概念與定義326 二、系統(tǒng)可靠性設計舉例330 第二節(jié)影響UPS可靠性與壽命的因素與解決方法335 一、外部環(huán)境因素對機器的影響335 二、內部因素對電子設備的影響337 第三節(jié)電能消耗對系統(tǒng)可靠性的影響339 一、效率與可靠性的關系339 二、降低制冷系統(tǒng)功耗的途徑340 三、數(shù)據(jù)中心依靠冷媒的自然冷卻系統(tǒng)343 四、無冷媒的自然風冷卻系統(tǒng)347 五、IT設備節(jié)能運行的前景349 第七章數(shù)據(jù)中心的照明350 第一節(jié)照明必須節(jié)能減排350 一、數(shù)據(jù)中心與照明的關系350 二、氣體放電燈的主要品種352 第二節(jié)數(shù)據(jù)中心照明帶來的問題354 一、照明燈具的選擇354 二、照明燈具的能量損失355 第三節(jié)照明節(jié)能原理及電路構成356 一、節(jié)能原理356 二、電路構成357 第四節(jié)無級調壓智能電路的構成360 一、無間斷轉換電路360 二、不間斷電壓調整原理361 三、NPLS照明電源的實施電路363 四、照明節(jié)能電源的輔助功能365 第五節(jié)照明節(jié)能的經(jīng)濟效益和社會效益366 一、經(jīng)濟效益和社會效益366 二、照明節(jié)能電源與應急電源UPS的配合367 第六節(jié)數(shù)據(jù)中心的LED照明367 一、LED照明的優(yōu)點367 二、照明的術語368 三、LED結構以及發(fā)光原理369 四、數(shù)據(jù)中心的LED應用370 五、現(xiàn)有的燈具替換成LED燈的缺點和優(yōu)勢370 第七節(jié)數(shù)據(jù)中心照明解決方案372 一、數(shù)據(jù)中心照明設計方案372 二、某銀聯(lián)商務數(shù)據(jù)中心照明解決方案374 第八章數(shù)據(jù)中心機房的運維管理375 第一節(jié)運維在數(shù)據(jù)中心的地位375 一、運維工程師與幼兒園教師375 二、數(shù)據(jù)中心運維人員的工作原則376 三、運維管理的一般內容378 第二節(jié)運維人員應具備的素質381 一、深厚的理論基礎381 二、豐富的實踐經(jīng)驗383 三、極強的責任心383 四、敏銳的前瞻意識383 第三節(jié)供電系統(tǒng)的運維384 一、數(shù)據(jù)中心機房供電系統(tǒng)的構成384 二、變配電室的運維要求385 三、發(fā)電機的維護388 第四節(jié)中心機房UPS供電系統(tǒng)的日常維護390 一、UPS供電系統(tǒng)的日常巡檢和保養(yǎng)390 二、制冷系統(tǒng)的日常維護393 三、機房空調常見故障及排除方法397 第五節(jié)機房運維用儀器儀表401 一、有效值數(shù)字萬用表401 二、電能質量分析儀402 三、電池內阻測試儀406 四、粒子計數(shù)器409 五、紅外熱成像儀412 六、制冷劑泄漏檢測儀412 第九章機房故障類型與處理措施415 第一節(jié)故障的類型及原因415 一、人為故障的幾種表現(xiàn)415 二、機器質量故障419 第二節(jié)故障分析與處理實例421 一、常見故障分析與處理421 二、“經(jīng)驗”導致的故障433 三、生產(chǎn)工藝監(jiān)督不嚴導致的故障436 四、安裝和維護上的缺欠導致的故障440 五、配置和安裝不合理導致的故障441 六、不切合實際地追求高指標而導致的故障445 七、規(guī)章制度不嚴導致的故障447 八、市電電壓浪涌導致的故障448 九、UPS對IT設備的干擾450 十、輸入功率因數(shù)過低導致故障454 第三節(jié)配電系統(tǒng)故障及處理455 一、UPS輸出端斷路器群跳閘455 二、斷路器越級跳閘457 三、雷擊故障458
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