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最全面的弱电工程UPS不间断电源知识汇总

作者:clst-design.com 文章来源:海湾消防 [ ]

最全面的弱电工程UPS不间断电源知识汇总

大家好,我是海湾消防。UPS不间断电源在我们整个弱电工程里面属于必备组成部分,因此我们必须要掌握,今天的文章至关重要,大家仔细看看。
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。

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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

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监控平台也是UPS的最重要组成部分之一

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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。

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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
 

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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

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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”

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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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  • GST海湾电气火灾监控系统介绍
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