UPS,就是不间断电源。通常是弱电机房工程子系统之一,是将蓄电池与主机设备相连接,主要用于给设备提供稳定、不间断的电力供应。
当市电输入正常时,UPS 将市电稳压后供应给负载使用,此时的UPS就是一台交流式电稳压器,同时它还向机内电池充电;
当市电中断(事故停电)时, UPS 立即将电池的直流电能,通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应220V交流电,使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。
UPS 设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。下面我们一起来看下UPS的基础知识。
01UPS的基本原理
什么是UPS?
利用电池化学能作为后备能量,在市电断电等电网故障时,不间断地为用户设备提供(交流)电能的一种能量转换装置。
为什么需要UPS?
市电电网提供的电力供应,看上去正常,可是不可靠:表面正常的电力,实际上危机四伏。
电源中断
电源污染
UPS的四大功能
不停电功能——解决电网停电问题
交流稳压功能——能解决网压剧烈波动问
净化功能——解决电网与电源污染问题
管理功能——解决交流动力维护问题
UPS系统结构
监控平台也是UPS的最重要组成部分之一
02UPS的主要技术参数
输入特性:
1、输入电压范围 输入电压范围宽可减小电池放电机会,延长电池寿命。
2、输入功率因数 功率因数低,输入无功功率大,谐波电流污染电网,影响干扰其它设备。
3、主电源频率允许范围。
4、输入电流谐波分量。(PFC、6/12脉冲变压器)
输出特性:
1、静态稳定度。大型为1%,中小型为2%。
2、输出瞬态特性。大型5%,中小型8%。
3、输出过载能力。(如:过载125% 5MIN;150% 10S)
4、输出功率因数。(0.8、0.9、1)
5、输出电压谐波失真度。典型3%以内。
03UPS相关配置及计算
UPS系统基本由以下部分组成:
需要进行的计算:
04UPS容量计算与选择
首先获得负载的总功耗,并统一单位到KVA。
例如:一般个人计算机负载约200VA,小型服务器负载约1500VA,大中型服务器负载约3000VA。
电流I(A安培)及 功耗W(瓦特)与VA的转换关系:
考虑到UPS运行在60-80%的区间是最佳运行状态,一般建议在计算时将上面的结果除以0.8再一次放大。
然后在产品手册中选取最靠近的功率产品,
采用恒功率模式计算方式
W/cell = PL/(N×6×η)
05UP供电方案介绍
集中供电方式:
优点:可以实现网络设备资源的等电位控制,减小传输误码率。
缺点:初期投资大,单机故障影响大。
分散供电方式:
优点:方案布置灵活,故障影响小。
缺点:如整个设备不能保持同地线,易引发干扰。
单机供电:
主从机串联“热备份”:
优点:
1、两台甚至多台UPS基本处于相对独立、互不干扰的运行状态。
2、对于UPS同步跟踪性能要求较低。
3、采用不同型号、不同容量UPS构成串联热备份方式。
缺点:
1、从机长期处于空载运行状态、效率低。
2、从机电池组长期处于浮充状态,得到定期带载放电维护机会少,会影响电池寿命。
3、从机必须有良好的带阶跃负载能力。
4、长期运行,主机逆变器=静态旁路转换功能良好是关键 无扩容功能。
5、相对于“并联”冗余系统平均无故障时间偏低。
模块并联供电:
N+1直接并联冗余
优点:
1、完善的锁相同步技术保证多台UPS直接并联时可均分负载电流。
2、良好的扩容性能(N+1)。
3、避免了“串联”热备份方式的缺点。
缺点:
1、对设备本身同步锁相技术要求高。
2、对设备制造技术要求高——输出阻抗接近。
3、对逆变器输出电压调节性能要求高——分相调节。
4、UPS必须同型号、同容量。
5、多台并联时,旁路也需增加“均流电感”
双母线:
解决单母线运行方式存在的单点“瓶颈”问题。进一步提高系统可靠性。系统配置复杂,投资大,安装调试要求高。
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