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什么是UPS?UPS不间断电源基础培训

 专业知识     |      2019-02-27 15:51

  【标题】什么是UPS?UPS不间断电源基础培训

  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。

  UPS的基本原理及主要技术参数

  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。

  什么是ups

  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。

  什么是ups

  电源中断

  数据丢失,通信中断,商机延误......

  —— 直接损失以每分钟5000-100000元计

  设备停运,仪表失灵,手术中断......

  —— 间接经济损失无法估量

  电源污染

  瞬态尖峰、电源浪涌、高压脉冲

  造成服务器、路由器、磁盘阵列 等设备硬件损坏

  谐波污染、线间噪声、频率漂移

  造成网络传输误码率大增,数据传输速度低下

  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题

  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

  什么是ups

  监控平台也是UPS的最重要组成部分之一

  什么是ups

  UPS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。

  UPS相关配置及计算

  UPS系统基本由以下部分组成:

  UPS主机

  必选功能件(如BCB BOX等)

  蓄电池

  配套电池柜/架, 电池开关等

  功能选件( 如防雷, 监控,谐波治理,上出线等)

  需要进行的计算:

  UPS主机容量计算与选择

  UPS后备电池的容量计算与选择

  UPS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

  VA= I*220

  VA= W/0.8(计算时通常考虑20KVA以下为0.7,20KVA以上为0.8)

  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)

  UPS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。

  什么是ups

  单机供电

  UPS解决方案中最简单的一种

  每一分散地点交流供电系统容量多为6KVA以下

  各点交流负载独立地由一台UPS提供动力保护

  市电通常就近采用插座输入

  主从机串联“热备份”

  适合于中小型网络、服务器群、办公、仪表等应用场合

  由UPS主机、UPS从机、电池系统、配电系统组成

  配电设计和工程施工简单

  什么是ups

  优点:

  两台甚至多台UPS基本处于相对独立、互不干扰的运行状态。

  对于UPS同步跟踪性能要求较低。

  采用不同型号、不同容量UPS构成串联热备份方式。

  缺点:

  从机长期处于空载运行状态、效率低。

  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。

  从机必须有良好的带阶跃负载能力。

  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。

  相对于“并联”冗余系统平均无故障时间偏低。

  模块并联供电

  全部交流负载集中供电,由1台模块化并联UPS供电

  模块化UPS包括:机架、可并联功率模块、可并联电池模块、充电模块等

  适合于中小型网络、服务器群、办公、仪表等应用场合

  由机架、UPS功率模块、电池模块、配电系统组成

  功率模块配置为N+1冗余,减少了MTTR

  共用输入、输出、并联的电池系统、控制系统

  N+1直接并联冗余

  适合于中大型网络、数据中心、大楼集中供电、工业厂矿等应用场合

  由直接并机的N+1台UPS、电池模块、配电系统组成

  系统N+1冗余,可靠性高于单机UPS

  易于扩容,维护便捷

  是应用最为广泛的方案

  什么是ups

  优点:

  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。

  良好的扩容性能(N+1)

  避免了“串联”热备份方式的缺点。

  缺点:

  对设备本身同步锁相技术要求高

  对设备制造技术要求高——输出阻抗接近。

  对逆变器输出电压调节性能要求高——分相调节

  UPS必须同型号、同容量。

  多台并联时,旁路也需增加“均流电感”

  什么是ups

  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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