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最全面的弱電工程UPS不間斷電源知識(shí)匯總

作者:海灣消防文章來源：http://nesmm.com/ [大中小]

最全面的弱電工程UPS不間斷電源知識(shí)匯總

大家好，我是海灣消防。UPS不間斷電源在我們整個(gè)弱電工程里面屬于必備組成部分，因此我們必須要掌握，今天的文章至關(guān)重要，大家仔細(xì)看看。

為什么需要UPS？

市電電網(wǎng)提供的電力供應(yīng)，看上去正常，可是不可靠:表面正常的電力，實(shí)際上危機(jī)四伏。

電源中斷

數(shù)據(jù)丟失，通信中斷，商機(jī)延誤......—— 直接損失以每分鐘5000-100000元計(jì)
設(shè)備停運(yùn)，儀表失靈，手術(shù)中斷......—— 間接經(jīng)濟(jì)損失無法估量

電源污染

瞬態(tài)尖峰、電源浪涌、高壓脈沖造成服務(wù)器、路由器、磁盤陣列等設(shè)備硬件損壞
諧波污染、線間噪聲、頻率漂移造成網(wǎng)絡(luò)傳輸誤碼率大增，數(shù)據(jù)傳輸速度低下

UPS的四大功能

不停電功能——解決電網(wǎng)停電問題

交流穩(wěn)壓功能——能解決網(wǎng)壓劇烈波動(dòng)問題

凈化功能——解決電網(wǎng)與電源污染問題

管理功能——解決交流動(dòng)力維護(hù)問題

UPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

監(jiān)控平臺(tái)也是UPS的最重要組成部分之一

UPS主要技術(shù)參數(shù)

輸入特性：

1、輸入電壓范圍輸入電壓范圍寬可減小電池放電機(jī)會(huì)，延長電池壽命。

2、輸入功率因數(shù) 功率因數(shù)低，輸入無功功率大，諧波電流污染電網(wǎng)，影響干擾其它設(shè)備。

3、主電源頻率允許范圍。

4、輸入電流諧波分量。（PFC、6/12脈沖變壓器）

輸出特性：

1、靜態(tài)穩(wěn)定度。大型為1%，中小型為2%。

2、輸出瞬態(tài)特性。大型5%，中小型8%。

3、輸出過載能力。（如：過載125% 5MIN;150% 10S)

4、輸出功率因數(shù)。（0.8、0.9、1）

5、輸出電壓諧波失真度。典型3%以內(nèi)。

UPS相關(guān)配置及計(jì)算

UPS系統(tǒng)基本由以下部分組成：

UPS主機(jī)
必選功能件(如BCB BOX等)
蓄電池
配套電池柜/架, 電池開關(guān)等
功能選件( 如防雷, 監(jiān)控,諧波治理，上出線等)

需要進(jìn)行的計(jì)算：

UPS主機(jī)容量計(jì)算與選擇
UPS后備電池的容量計(jì)算與選擇

UPS容量計(jì)算與選擇

首先獲得負(fù)載的總功耗,并統(tǒng)一單位到KVA

例如:一般個(gè)人計(jì)算機(jī)負(fù)載約200VA，小型服務(wù)器負(fù)載約1500VA，大中型服務(wù)器負(fù)載約3000VA

電流I(A安培)及功耗W（瓦特）與VA的轉(zhuǎn)換關(guān)系

VA= I*220
VA= W/0.8(計(jì)算時(shí)通?？紤]20KVA以下為0.7，20KVA以上為0.8)

考慮到UPS運(yùn)行在60-80%的區(qū)間是最佳運(yùn)行狀態(tài),一般建議在計(jì)算時(shí)將上面的結(jié)果除以0.8再一次放大

然后在產(chǎn)品手冊中選取最靠近的功率產(chǎn)品

采用恒功率模式計(jì)算方式 W/cell ＝ PL/(N×6×η)

UPS供電方案介紹

集中供電方式：

優(yōu)點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備資源的等電位控制，減小傳輸誤碼率。

缺點(diǎn)：初期投資大，單機(jī)故障影響大。

分散供電方式：

優(yōu)點(diǎn)：方案布置靈活，故障影響小。

缺點(diǎn)：如整個(gè)設(shè)備不能保持同地線，易引發(fā)干擾。

單機(jī)供電

UPS解決方案中最簡單的一種
每一分散地點(diǎn)交流供電系統(tǒng)容量多為6KVA以下
各點(diǎn)交流負(fù)載獨(dú)立地由一臺(tái)UPS提供動(dòng)力保護(hù)
市電通常就近采用插座輸入

主從機(jī)串聯(lián)“熱備份”

適合于中小型網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器群、辦公、儀表等應(yīng)用場合
由UPS主機(jī)、UPS從機(jī)、電池系統(tǒng)、配電系統(tǒng)組成
配電設(shè)計(jì)和工程施工簡單

優(yōu)點(diǎn)：

兩臺(tái)甚至多臺(tái)UPS基本處于相對獨(dú)立、互不干擾的運(yùn)行狀態(tài)。

對于UPS同步跟蹤性能要求較低。

采用不同型號(hào)、不同容量UPS構(gòu)成串聯(lián)熱備份方式。

缺點(diǎn)：

從機(jī)長期處于空載運(yùn)行狀態(tài)、效率低。

從機(jī)電池組長期處于浮充狀態(tài)，得到定期帶載放電維護(hù)機(jī)會(huì)少，會(huì)影響電池壽命。

從機(jī)必須有良好的帶階躍負(fù)載能力。

長期運(yùn)行，主機(jī)逆變器=靜態(tài)旁路轉(zhuǎn)換功能良好是關(guān)鍵

無擴(kuò)容功能。

相對于“并聯(lián)”冗余系統(tǒng)平均無故障時(shí)間偏低。

模塊并聯(lián)供電

全部交流負(fù)載集中供電，由1臺(tái)模塊化并聯(lián)UPS供電
模塊化UPS包括：機(jī)架、可并聯(lián)功率模塊、可并聯(lián)電池模塊、充電模塊等

適合于中小型網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器群、辦公、儀表等應(yīng)用場合
由機(jī)架、UPS功率模塊、電池模塊、配電系統(tǒng)組成
功率模塊配置為N+1冗余，減少了MTTR
共用輸入、輸出、并聯(lián)的電池系統(tǒng)、控制系統(tǒng)

N+1直接并聯(lián)冗余

適合于中大型網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心、大樓集中供電、工業(yè)廠礦等應(yīng)用場合
由直接并機(jī)的N+1臺(tái)UPS、電池模塊、配電系統(tǒng)組成
系統(tǒng)N+1冗余，可靠性高于單機(jī)UPS
易于擴(kuò)容，維護(hù)便捷
是應(yīng)用最為廣泛的方案

優(yōu)點(diǎn)：

完善的鎖相同步技術(shù)保證多臺(tái)UPS直接并聯(lián)時(shí)可均分負(fù)載電流。

良好的擴(kuò)容性能（N+1）

避免了“串聯(lián)”熱備份方式的缺點(diǎn)。

缺點(diǎn)：

對設(shè)備本身同步鎖相技術(shù)要求高

對設(shè)備制造技術(shù)要求高——輸出阻抗接近。

對逆變器輸出電壓調(diào)節(jié)性能要求高——分相調(diào)節(jié)

UPS必須同型號(hào)、同容量。

多臺(tái)并聯(lián)時(shí)，旁路也需增加“均流電感”

雙母線

解決單母線運(yùn)行方式存在的單點(diǎn)“瓶頸”問題。進(jìn)一步提高系統(tǒng)可靠性。系統(tǒng)配置復(fù)雜，投資大，安裝調(diào)試要求高。

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