全盤瞭解UPS不斷電系統 要領分享評估採購更輕鬆

如其名稱所示，雙重轉換系統的裝置會轉換電力兩次。首先，輸入整流器將AC轉換成DC，然後饋送至輸出逆變器。輸出逆變器將電力調節為AC，然後傳送至IT設備。此雙重轉換程序可隔離負載與原始市電，確保IT設備接收到純淨可靠的電力。

在正常運轉時，雙重轉換UPS會持續調節電力兩次。但是，如果AC輸入供電降低至定義的限值以下，輸入整流器將會關閉，而輸出逆變器仍繼續運作，並取而代之汲取電池的電力。UPS持續使用電池電力，直到AC輸入恢復至正常容許範圍內或電池電力用盡，依先發生者而定。如果逆變器發生嚴重過載，或整流器、逆變器故障時，靜態開關旁路通道將會快速開啟，以使用未經調節的AC電源供應輸出負載。

▲圖2 雙重轉換UPS的內部設計。

多模式系統

多模式UPS結合單一與雙重轉換技術，在效率與保護之間達到理想的動態平衡。在正常情況下，它以高效率節能模式運行以提供最高效率。但是當發生電源問題時，它會立即自動轉變回雙重轉換模式，犧牲部分效率以提供最大程度的保護。當電力品質恢復到可接受的程度時，UPS會轉變回節能模式。因此，資料中心每年可節省數萬美元的電費，且無需犧牲資料中心的效能或可靠性。

▲圖3 多模式UPS的內部設計。

評估考量要點

為確保每次都能選擇到適合您需求的UPS，在選擇過程中，請務必考量以下問題：

選擇UPS類型

第一個問題是該選擇單一轉換、雙重轉換或多模式UPS？答案得視組織看待能源效率與保護功能，哪一個重要性比較高。

單一轉換UPS的效率高於雙重轉換裝置，但提供較少保護。因此適合對於電力異常有較高容忍度的負載，或輸入電力較為穩定的地區。更具體而言，離線式UPS（最基本的單一轉換UPS）通常是小型應用的最佳選擇，例如桌上型電腦及銷售點解決方案，而在線互動式UPS通常適用安裝於AC市電相對穩定地區的小型伺服器、儲存裝置及網路設備。

雙重轉換UPS提供與AC市電最高等級的隔離，雖然效率較低，但經常是保護關鍵任務系統的標準選擇。它也是電力環境不佳的場所（例如工業應用）最理想的拓撲。多模式UPS的價格雖然可能比單一或雙重轉換系統來得高，但對於希望效率與保護能達到最佳平衡的公司而言，它是最佳的選擇。

單相與三相的比較

當電力公司發電時，是以三相型式輸出。此類型的電力會提供給商業與工業用戶，因為他們通常是電力需求較大的客戶。三相電力使用三條「相位」電線，可讓更大的電力以最有效的方式傳送至單點或負載。大多數家庭僅有單相電力可以使用，因為住家通常是電力的小用戶。單相電力透過一或兩條相位電線傳送，它利用變壓器從市電的三相電力系統轉換而來。

對於kVA需求較低的小型應用而言，單相UPS往往是明智且經濟的選項，這些應用通常是住家、小型商業以及遠端或衛星辦公室，其電腦運算電力需求通常小於20,000VA。三相UPS通常是高kVA應用的理想選擇，這些應用通常更為複雜，且具有較高的運算密度。需要保護高功率程序的大型多層建築、資料中心及工業設施都是典型的三相UPS用戶，因為需要在相對較長的距離中分送大量電力。

▲圖4 三相電力在發電之後分送至大型商業客戶，而次要客戶（如住家）則只會接收到單相電力。

額定功率

UPS的額定功率是指產品設計可支援的負載量，以伏安（VA）為單位。市售UPS額定功率最低可至300VA，最高則可達到5,000,000VA以上。

請利用此基本程序來判斷組織需要大約多少額定功率的UPS：

1. 完整列出您的UPS將要保護的設備清單。
2. 確定清單上的裝置需要使用多少伏特與安培的電力。
3. 將各項裝置的伏特數乘上安培數，可算出VA數據。
4. 加總所有VA數據。
5. 將總數乘上1.2以預留擴充空間。

企業購買的UPS應具備等於或大於上述步驟5最終數字的額定功率，除非保護的設備有更精確的負載資料。以下是幾個必須額外記住的考量重點：

·相較於使用分散式電力保護方案，部署集中式電力保護架構時，通常會部署kVA比較大的UPS。

·如果UPS會支援馬達、可變速驅動器、醫療成像裝置或雷射印表機，請增加VA容量需求，以因應上述裝置啟動時產生的瞬間高功率。UPS廠商可協助針對這些應用類型，選用適當的UPS與額定功率。

·在上述預留成長空間的計算程序中，公司如果預期在短中期內會有所成長，應使用高於1.2的倍數。預期不久後將會升級伺服器硬體的組織也應該預留更多的成長空間，因為新型伺服器的電力需求通常高於舊機型。

外型

UPS有多種外型，主要可分成兩種：機架式與自立式。最大的UPS並未提供機架式外型，因此需要大量電力的公司將使用自立式裝置。電力需求較少的公司，可依據資料中心的設計理念來決定採購機架式或自立式UPS。

有些組織採用機架式UPS，因為希望盡可能將硬體設備安裝在機櫃中。有些組織則希望盡可能保留機架空間給伺服器使用，因此採用自立式UPS。從技術與財務觀點來看，兩種方法在本質上各有其優點。

供應情形

組織可利用各種部署選項、技術及服務，增加其電力保護解決方案的可靠性。以下列舉部分最有效的方法：

▲圖5 區域保護是利用個別受保護的「區域」，並可在故障或維修期間，利用虛擬化軟體將負載轉移至其他區域。每個區域皆有各自的60kWUPS系統。