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UPS不間斷電源知識匯總

發表時間:2023-08-31 瀏覽次數:467

為什么需要UPS?


市電電網提供的電力供應,看上去正常,可是不可靠:表面正常的電力,實際上危機四伏。



電源中斷


數據丟失,通信中斷,商機延誤......—— 直接損失以每分鐘5000-100000元計

設備停運,儀表失靈,手術中斷......—— 間接經濟損失無法估量

電源污染


瞬態尖峰、電源浪涌、高壓脈沖造成服務器、路由器、磁盤陣列 等設備硬件損壞

諧波污染、線間噪聲、頻率漂移造成網絡傳輸誤碼率大增,數據傳輸速度低下

UPS的四大功能


不停電功能——解決電網停電問題


交流穩壓功能——能解決網壓劇烈波動問題


凈化功能——解決電網與電源污染問題


管理功能——解決交流動力維護問題


UPS不間斷電源系統結構



監控平臺也是UPS的最重要組成部分之一



UPS主要技術參數


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會,延長電池壽命。


2、輸入功率因數 功率因數低,輸入無功功率大,諧波電流污染電網,影響干擾其它設備。


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、靜態穩定度。大型為1%,中小型為2%。


2、輸出瞬態特性。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。(0.8、0.9、1)


5、輸出電壓諧波失真度。典型3%以內。


UPS相關配置及計算


UPS系統基本由以下部分組成:


UPS主機

必選功能件(如BCB BOX等)

蓄電池

配套電池柜/架, 電池開關等

功能選件( 如防雷, 監控,諧波治理,上出線等)

需要進行的計算:


UPS主機容量計算與選擇

UPS后備電池的容量計算與選擇

UPS容量計算與選擇


首先獲得負載的總功耗,并統一單位到KVA


例如:一般個人計算機負載約200VA,小型服務器負載約1500VA,大中型服務器負載約3000VA


電流I(A安培)及 功耗W(瓦特)與VA的轉換關系


VA= I*220

VA= W/0.8(計算時通??紤]20KVA以下為0.7,20KVA以上為0.8)

考慮到UPS運行在60-80%的區間是最佳運行狀態,一般建議在計算時將上面的結果除以0.8再一次放大


然后在產品手冊中選取最靠近的功率產品


采用恒功率模式計算方式 W/cell = PL/(N×6×η)

UPS供電方案介紹


集中供電方式:


優點:可以實現網絡設備資源的等電位控制,減小傳輸誤碼率。


缺點:初期投資大,單機故障影響大。


分散供電方式:


優點:方案布置靈活,故障影響小。


缺點:如整個設備不能保持同地線,易引發干擾。




單機供電


UPS解決方案中最簡單的一種

每一分散地點交流供電系統容量多為6KVA以下

各點交流負載獨立地由一臺UPS提供動力保護

市電通常就近采用插座輸入

主從機串聯“熱備份”


適合于中小型網絡、服務器群、辦公、儀表等應用場合

由UPS主機、UPS從機、電池系統、配電系統組成

配電設計和工程施工簡單




優點:


兩臺甚至多臺UPS基本處于相對獨立、互不干擾的運行狀態。


對于UPS同步跟蹤性能要求較低。


采用不同型號、不同容量UPS構成串聯熱備份方式。


缺點:


從機長期處于空載運行狀態、效率低。


從機電池組長期處于浮充狀態,得到定期帶載放電維護機會少,會影響電池壽命。


從機必須有良好的帶階躍負載能力。


長期運行,主機逆變器=靜態旁路轉換功能良好是關鍵


無擴容功能。


相對于“并聯”冗余系統平均無故障時間偏低。


模塊并聯供電


全部交流負載集中供電,由1臺模塊化并聯UPS供電

模塊化UPS包括:機架、可并聯功率模塊、可并聯電池模塊、充電模塊等

適合于中小型網絡、服務器群、辦公、儀表等應用場合

由機架、UPS功率模塊、電池模塊、配電系統組成

功率模塊配置為N+1冗余,減少了MTTR

共用輸入、輸出、并聯的電池系統、控制系統

N+1直接并聯冗余


適合于中大型網絡、數據中心、大樓集中供電、工業廠礦等應用場合

由直接并機的N+1臺UPS、電池模塊、配電系統組成

系統N+1冗余,可靠性高于單機UPS

易于擴容,維護便捷

是應用最為廣泛的方案


優點:


完善的鎖相同步技術保證多臺UPS直接并聯時可均分負載電流。


良好的擴容性能(N+1)


避免了“串聯”熱備份方式的缺點。


缺點:


對設備本身同步鎖相技術要求高


對設備制造技術要求高——輸出阻抗接近。


對逆變器輸出電壓調節性能要求高——分相調節


UPS必須同型號、同容量。


多臺并聯時,旁路也需增加“均流電感”



雙母線


解決單母線運行方式存在的單點“瓶頸”問題。進一步提高系統可靠性。系統配置復雜,投資大,安裝調試要求高。