請問您知道伊頓 UPS 為什么既靈活、可靠，又節能嗎？
憑得是 Eaton 強大的技術實力！憑得是 Eaton 1000 多項專利技術的加持！
本期伊課堂為大家詳細介紹 Eaton 熱插拔 UPS 的技術。
一、一款性能好、功能全的 UPS需要具備哪些特點？
伊頓熱插拔模塊化 UPS 93P 系列是伊頓三相 UPS 中的優等生。伊頓 UPS 型號中的 9 代表 UPS 可以解決九大電能質量問題；3 代表輸出是三相；P 代表高級和高能。而 93P 平臺則是伊頓三相 UPS 中性能最好、功能最多的一個平臺，具有很多伊頓優秀的技術基因。
同時具有全球化的特點，所有的伊頓 93P 系列熱插拔模塊化 UPS 都使用相同的硬件模組、相同的拓撲、相同的軟件、相同的接口，更易于操作、保證性能穩定，有利于產品大規模成熟量產；可以根據市場需求，進行產品的快速升級和迭代開發，滿足多元化市場需求。
93P 系列產品 2015 年上市，近期相繼推出了全模塊化 93PR 125kW UPS 和 93PR 600kW UPS 兩大新品，93PR 1200kW UPS 將在今年年底重磅推出，值得期待。
全模塊化設計
伊頓模塊化設計不僅應用于 UPM、STS、通訊模塊、觸摸屏，還包括 PDU、內置模塊化電池。將所有的結構按照模塊化設計，可以使 UPS 實現 N+X 的內部冗余。如果一個模組故障，工程師可以在 UPS 工作模式下實現 UPS 的在線維修維護，MTTR（平均無故障時間）可以達到 0。
93PR 125kW UPS 內部結構
安全耐久的熱插拔專利技術
93P 系列產品采用了伊頓專利的熱插拔技術，這類熱插拔的端子能夠很好的配合機柜后面的軟銅排，表現出了非常耐久的性能。伊頓整個 UPS 的模塊可以保證幾百次甚至上千次的在線熱插拔，插板不會導致結構件疲勞。內置的所有模塊可以實現在線的更換，同時其他模塊能夠保持正常的運行。熱插拔操作和更換過程非常便捷，可以在 5 分鐘之內完成。
93P 的黑科技
93P 系列產品首次使用了最新的碳化硅技術，碳化硅作為新型材料應用于 93P 系列中不僅效率可以達到 97.5%，同時使 IGBT 的耐沖擊兼容性更好，使元器件數量從 100 個左右降至七八個，更好的提升了可靠性。
具有耐高溫高壓的鋰殼電容，其可視性通過顏色變化形成預警，具有很高的安全保障性。
整個系列采用了高效能熱學管理設計，讓 UPS 內部的關鍵元器件的壽命得到延長，保證在 40 度的環境溫度可以實現十年的壽命。
全球化平臺
93P 系列為全球化產品，輸出電壓等級有 208 伏、480 伏，380 伏，400 伏、415 伏，適用于美國、歐洲、東南亞等市場。為保證在全球范圍應用，93P 系列進行了多項認證，包括 CE、CB 和 UL 認證。在網絡安全方面也通過了 UL 和 CE 的認證。同時，Predict Plus 健康預測服務面向客戶全面開放。
93P 系列內部的 PCBA 都是經過三防處理，可以適應如軌道交通、沿海地區高鹽霧等特殊環境。同步并機、假負載測試、電子管理、模塊休眠、交流直供、諧波抑制系統以及未來的 UPS 數字一體化、UPS 儲能等功能，93P 系列都可以實現。
除以上伊頓專利技術外，93P 系列還提供了很多特殊功能，如高彈性可擴展、冷啟動、變頻甚至變壓，以滿足用戶不同場景的應用需求。
93PR 600kW 以上 UPS 產品即將推出 3 線配置，使 UPS 在工作時不需要輸入的明線，進一步降低客戶布線成本，更好的適配 ATS 的切換。
二、93P 系列為您帶來怎樣的客戶價值？
93P 系列產品在大中小型數據中心都有著廣泛的適用性，除了標準化應用場景，伊頓還可以基于 93P 平臺進行定制化產品來滿足不同行業客戶需求。例如，針對軌交行業，UPS 內部 PCBA 全部進行三防處理，集成的變壓器、防雷模塊能夠更好的滿足軌道交通行業復雜惡劣的應用環境；在半導體行業，提供 208 伏的產品適用于特殊環境，480 伏的產品適用于通用環境；伊頓在醫療領域與西門子也展開了深入合作。其價值遠不止于此：
卓越高效
2020 年起，根據各地相關法規規定，新建大型數據中心 PUE 值要確保低于 1.4。UPS 供電系統作為數據中心能耗大戶，其效率關乎整個數據中心 PUE 值，面臨挑戰。
全新 93PR UPS 在線雙轉換模式下效率高達 96%，甚至達到 97.5%。在旁路優先模式下，伊頓 UPS 效率得到了有效提升，借助 ESS 交流直供模式效率可達 99%；VMMS 智能模塊休眠管理技術調整 UPS 實際工作效率，保持系統始終工作在最佳效率區間，顯著降低電源和制冷成本。
隨需擴容，節省初期投資
93P 系列模塊化 UPS 產品，根據空間布局、負載變化情況、配置升級調整，利用垂直可擴展性降低數據中心先期投入成本，緩解未來的意外增長風險，實現“邊增長邊擴展”，以避免浪費。當然，邊增長邊擴展不只是可節省初期投資，它還有助于提高數據中心的能效，并且模塊化結構有利于防止因等待維修造成的工作流程停滯。
高擴展性
伊頓 HotSync 熱同步專利并聯技術，結合關鍵部件模塊化熱插拔和高度冗余化設計，無需依賴模塊之間通訊線，最大支持 8 臺并機。目前 93PR 系列 UPS 最大可擴容到 4.8MW。獨創的熱插拔集中式靜態旁路模塊可以讓系統實現初期旁路增容滿配而功率模塊則根據實際需求增加，有效提高數據中心可擴展性。
安全可靠
UPS 是數據中心供電安全可靠性必備核心設備，改善供電質量和提供不間斷的供電保障也是伊頓 UPS 產品設計的初心。作為關鍵基礎設施，伊頓 93P 系列從可靠性上采用先進的拓撲結構和全模塊化設計，提供高可靠性的 N+X 配電方案，可以實現 0 MTTR（平均故障修復時間）。
三、93P 系列如何為客戶降低 CTO？
我們通常所說的數據中心 CTO 指固定設施、固定資產與運營費用的總和。因此，用戶在購買 UPS 時，除了要考慮設備本身的價格，還要考慮 UPS 在后期運營過程中廠家所提供的服務、UPS 的能耗成本。
專利技術確保高效
從產品的性能和結構來看，這一系列產品輸出功因都是 1.0，可以實現視在功率等于有功功率。該系列使用了伊頓專利 3 電平 NPC 結構整流器和逆變器（專利號：PCT/CN2012/085439）、電池變換器專利（專利號：US 2021/0169126A1），全系列 UPS 效率可以達到 96% 以上，93PR 600kW UPS 峰值效率更是高達 97.5%。
拓撲結構分為三部分，最左邊是整流器、中間是 DCDC 的直流升壓和降壓的變換器，最右邊是逆變器。從拓撲結構上看，可以根據負載情況，隨時介入、隨時配合，也可以同時工作，因此可以和發電機進行 1.2 甚至更小的配比。這與其他品牌 UPS 所使用的的拓撲結構有本質上的區別。
當負載出現了一個較大沖擊時，電池模塊，可以隨時根據負載的情況，或者根據輸入電力的情況進行介入，讓輸入電壓在很低的范圍繼續工作。這一拓撲有利于下一代數字化儲能平臺發揮更大價值，能夠形成整流器雙向流動和電池變化器的雙向 1:1 流動。
一體化集成，節省配電成本
93P 系列產品具有很好的一體化集成性能，集成了整流開關、旁路開關、維修旁路開關和輸出開關，滿足了客戶對維修旁路的需求。對于中小客戶來說，在現有應用中，可以節約很大的低壓配電成本。集中式旁路架構中內置了快速的熔絲保險絲，還可選用防反饋接觸器保護，防止在旁路開關旁路沒電的情況下，防止電從輸出回饋到電網，保護服務人員的人身安全。所有的平臺從結構設計和內部的元器件的選擇都考慮到安全、可靠、高效和彈性。
動態損耗智能管理
ESS 交流直供供電工作模式
ESS 模式應用可以達到 99% 的高轉換率。在旁路優先模式下，伊頓的專利技術能夠保證 UPS 在任何電力情況中，市電與交流直供模式切換時間可以僅為兩毫秒。在休眠模式中可以讓內部元器件得到盡可能的休息，延長使用壽命。同時，休眠模塊可以根據波形情況主動喚醒，使各模塊功能合理應用。模塊間的智能匹配可以形成動態損耗智能管理，從而實現高效節能，進行 UPS 合理的成本管控。
將鋰電帶入數據中心
鋰電池應用于 UPS 是未來的趨勢，功率密度、電池體積、電池重量，與鉛酸電池相比優勢明顯。在數據中心建設中，使用鋰電池的 UPS 可以節省空間面積、降低承重要求。從使用壽命來看，鉛酸電池的使用壽命是 5-7 年，而 UPS 在實際應用中通常 10 年才為一個更換階段，鋰電池長達 15 年的應用年限與 UPS 組合更為合理，更利于能效轉換與成本節約。
鋰電池環境友好特性能夠更好的滿足環保要求，有利于資源的可持續循環，滿足能源的綠色應用，這與 UPS 無鉛化發展相吻合。數據中心由于環境溫度的要求對于空調具有相當的依賴，鋰電池寬泛的工作溫度節省自身對制冷量的損耗。
伊頓 UPS 和鋰電池 BMS 實現了完美結合，用戶只需要通過 UPS 的監控就可以實時了解 UPS 內各模塊和內置鋰電池的性能與工作狀態。就后備時間來說，得到了很好的延長改善。
算一筆 CTO 的賬
（Data courtesy of Samsung）
Q:
以 1 臺帶載 50% 的 93PR 600kW UPS 為例，一年最多可節省多少電費？（在線 97% VS 94%，每度電 0.95 元）
A:
每年在線模式約可直接節省電費
（600×0.5/0.94-600×0.5/0.97）×24×365×0.95
≈8.2萬元
每年 ESS 模式約可直接節省電費
（600×0.5/0.94-600×0.5/0.99）×24×365×0.95
≈13.4萬元
我們可以看出年節約費用分別是 8.2 萬和 13.4 萬人民幣，相當于經過兩年多的時間，就可以回收購買 UPS 硬件的成本。
同樣，在鉛酸電池和 UPS 組合、鋰電池和 UPS 組合的整個生命周期中，用戶只要更換一次鉛酸蓄電池，其投資成本就已經超過了鋰電池。所以說，從十年運行周期看，UPS 的高效設計和兼容鋰電池的設計是一個趨勢，鋰電池和高效 UPS 組合是客戶的最佳選擇。尤其是在未來數據中心運營成本需要進一步降低時，鋰電池在數據中心的春天就會真正到來。
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