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文檔簡介
1、在線UPS配備電池的計算方法 計算原理" 查閱UPS的技術(shù)說明書,確定電池電壓(額定電壓)" 計算所需的電池容量(安時數(shù))a. 基本公式:負載的有功功率×支持時間 = 電池放出容量×電池電壓×UPS逆變效率其中:負載的有功功率 = 負載總功率×負載的功率因數(shù) UPS逆變效率0.9 電池放出容量=電池標稱容量×電池放電效率 電池放電效率與放電電流或放電時間
2、有關(guān),可參照下表確定:放電電流 2C 1C 0.6C .4C .2C 0.1C 0.05C放電時間 12min 30min 1h 2h 4h 9h 20h放電效率 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1b. 計算公式:負載的有功功率×支持時間 =電池放出容量×電池電壓×UPS逆變效率c. 計算舉例:例:負載總功率3000VA,負載功率因數(shù)0.7,UPS電池電壓96V,要求支持時間1小時,求應選用的電池容量。計算:3000(VA)×0.7×1(h) =電池放出容量×96×0.9得出:電池放出容量= 24
3、.3(Ah)電池標稱容量 = 24.3/0.6 = 40.5(Ah)結(jié)果:可選用38Ah 的電池(12V/38Ah 電池8塊)計算實例題目:2KVA 要求1小時,配電池?AH?塊l 該UPS要求直流輸入電壓96V(固定的),因為1塊電池的標準電壓是12V。所以配8塊 l 配電池大小的計算方法公式。設(shè)需要?安時的電池。2000VA*1(小時)*0.7=? (ah) *12(v) * 8* 0.9 解得 ?=16電池標稱容量 = 16/0.6 = 26(A
4、h)所以配24AH電池8塊注:有效W = VA×功率因數(shù) 功率因數(shù)f=0.60.8實際所有負載的總和Pi=可得到實際負載容量P×f在線式UPS的電源效率一般能夠達到90以上2、 問題:10KVA要求1小時,配電池?AH?塊l 該UPS要求直流輸入電壓576V(實際上是分2組,各為288V接入,詳見后面),因為1塊電池的標準電壓是12V。所以一組配576/12=48塊l
5、60; 配電池大小的計算方法公式。設(shè)需要?安時的電池10000VA*1小(時)*0.7=? (ah) *12(v) * 48*0.9 解得?=13.5電池標稱容量=13.5/0.6 = 23(Ah)所以配24AH電池48塊UPS蓄電池容量的計算方法及舉例UPS蓄電池容量的計算方法及舉例1.蓄電池容量的計算方法 蓄電池的容量必須是以所定的電壓、所定的時間可向負載提供的容量。 以下就容量計算方法進行說明:
6、0; 1、 計算容量的必要條件 A、 放電電流 有必要明確放電過程中負載電流的增減變化和其隨時間變化情況。 B、 放電時間 可預期的負載的最大時間。 C、 最低蓄電池溫度
7、 預先推定蓄電池放置場所的溫度條件,決定蓄電池溫度最低值。一般設(shè)置在室內(nèi)時為50C,設(shè)置在特別寒冷地區(qū)室內(nèi)時為-50C。用空調(diào)保證室內(nèi)溫度時按實際溫度作為最低溫度。 D、 允許的最低電壓 單格允許的最低電壓(V/單格)=(負載所允許的最低電壓+導線的電壓損失)/串聯(lián)格數(shù) 2、 容量的計算公式
8、; C= 1*K1I1+K2(I2-I1)、KN(IN-IN-1)/L C:250C的額定放電率換算容量(AH)、UXL電池是10HR容量。 L:對因維護系數(shù)、使用年數(shù)、使用條件的變化而引起的容量變化而使用的修正值。一般L值采用0.8。 K:由放電時間T、電池的最低使用溫度、允許的最低電壓而決定的容量換算時間。
9、160; I: 放電電流 下標1、2、N:按放電電流變化順序依次加給T、K、I 3、 容量的計算舉例 A、 放電電流 140A(一定) B、 放電時間 30分 C、 最低蓄電池溫度
10、-550C D、 允許的最低電壓 1.6V/單格 按上述條件,得出K=1.1 C= 1 X1.1X140=192(AH/10HR)/0.8 所以,可使用UXL220-2。 注:上述例子是針對放電電流一定的簡單的負載類型電池容量的計
11、算。其他負載類型的計算請參考日本蓄電池工業(yè)標準SBA6001。2.關(guān)于UPS容量的計算舉例 計算機設(shè)備應該加裝不間斷電源保護,其有兩個主要作用:一是在市電中斷時重要用電設(shè)備有干凈純潔的電源使用;二是在市電沒有中斷時,但是電源有雜波干擾,電壓忽高忽低,頻率變化頻繁而影響計算機正常運行,如果經(jīng)過UPS,其有穩(wěn)壓穩(wěn)頻的作用,電源干凈可靠。UPS的配置先要考慮哪些重要用電設(shè)備要做電源保護,從而計算出其負載;如PC機一般其容量為250W,計算機常用的服務器為700W,如果以PC機作為服務器一般以300W計算,HUB交換機為100W,(注意:計算容量時只能以最大負荷計算)例如:一個計算機機房有4臺PC機,
12、一臺服務器,一個網(wǎng)絡交換機需要進行2小時電源保護,計算如下:1)總負載計算 4臺PC機 250W X 4 = 1000W1臺服務器 700W X 1 = 700W1臺網(wǎng)絡交換機 100W X 1 =100W 以上合計:1800W2)UPS容量計算在線式UPS一般功率因數(shù)為0.8,1800W÷0.8=2250VA,考慮UPS容量的冗余,一般以20%到30%(因為UPS的最佳工作狀態(tài)就是負載70%到80%);所以設(shè)計推薦UPS容量應該為2250VA X 1.3 = 2925VA,從而可以得出選用3000VA的UPS3)品牌的選擇在線式UPS當今市場上比較常用的知
13、名品牌有美國山特,因為APC不是純在線式UPS,所以我們推薦使用美國山特3000VA的UPS,型號為STK C3KS4)電池容量的計算美國山特3000VA型號為STK C3KS的UPS的功率因數(shù)為0.8(查資料可以得出),所以3000VA實際功率為3000VA X 0.8 = 2400W;美國山特3000VA型號為STK C3KS的UPS的電池直流電壓為96V(查資料可以得出),根據(jù)W = U X I,所以I = W ÷ U =2400 ÷ 96 = 25A,計算得出電流為25A,延時1小時得用25AH的電池,現(xiàn)在需要延時2小時,即需要50AH的電池?,F(xiàn)在市場上常用的知名電
14、池有沈陽松下,其常用的容量有24AH-12V;38AH-12V;65AH-12V;100AH-12V;根據(jù)以上計算可以選用65AH-12V的沈陽松下蓄電池一組就可以延時2小時。因為UPS常用電池電壓為12V,而C3KS UPS的電池電壓為96V,所以應該需要8節(jié)(96V ÷ 12V =8)。從而可以計算得出選用美國山特3000VA的UPS,配置8節(jié)65AH-12V的沈陽松下蓄電池,加一個電池柜,可以讓受保護的設(shè)備延時2小時電源保護。在線UPS配備電池的計算方法在線UPS配備電池的計算方法計算原理" 查閱UPS的技術(shù)說明書,確定電池電壓(額定電壓)"
15、60;計算所需的電池容量(安時數(shù))a. 基本公式:負載的有功功率×支持時間 = 電池放出容量×電池電壓×UPS逆變效率其中:負載的有功功率 = 負載總功率×負載的功率因數(shù) UPS逆變效率0.9 電池放出容量 = 電池標稱容量×電池放電效率 電池放電效率與放電電流或放電時間有關(guān),可參照下表確定:放電電流
16、160; 2C 1C 0.6C .4C .2C 0.1C 0.05C放電時間 12min 30min 1h 2h 4h 9h 20h放電效率 0.4 &
17、#160;0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1b. 計算公式:負載的有功功率×支持時間 =電池放出容量×電池電壓×UPS逆變效率c. 計算舉例:例:負載總功率3000VA,負載功率因數(shù)0.7,UPS電池電壓96V,要求支持時間1小時,求應選用的電池容量。計算:3000(VA)×0.7×1(h) =電池放出容量 ×
18、96×0.9得出:電池放出容量= 24.3(Ah)、池標稱容量 = 24.3/0.6 = 40.5(Ah)結(jié)果:可選用38Ah 的電池(12V/38Ah 電池8塊)計算實例題目:2KVA 要求1小時,配電池?AH?塊l 該UPS要求直流輸入電壓96V(固定的),因為1塊電池的標準電壓是12V。所以配8塊 l 配電池大小的計
19、算方法公式。設(shè)需要?安時的電池。2000VA*1(小時)*0.7=? (ah) *12(v) * 8* 0.9 解得 ?=26電池標稱容量 = 16/0.6 = 26(Ah)所以配24AH電池8塊注:有效W = VA×功率因數(shù) 功率因數(shù)f=0.60.8實際所有負載的總和Pi=可得到實際負載容量P×f在線式UPS的電源效率一般能夠達到90以上2
20、、 問題:10KVA 要求1小時,配電池?AH ?塊l 該UPS要求直流輸入電壓576V (實際上是分2組,各為288V接入,詳見后面),因為1塊電池的標準電壓是12V。所以一組配576/12=48塊l 配電池大小的計算方法公式。設(shè)需要?安時的電池10000VA*1小(時)*
21、0.7=? (ah) *12(v) * 48*0.9 解得?=13.5電池標稱容量 = 13.5/0.6 = 23(Ah)所以配24AH電池48塊 應用技巧 UPS UPS的額定容量是指UPS的最大輸出功率(電壓V和電流A的乘積)。通常市場上所售的UPS電源,容量較小的以“W”(瓦特)為單位來標識;超過1千瓦時,用“VA”(伏安)標識,“W”與“VA”值是有區(qū)別的。這就要求我們必須區(qū)別具體情況來選擇UPS。一般來講,1千瓦以內(nèi)的小容量UPS一般都用“W”表示容量,容量在1KVA50
22、0KVA的 UPS 都用VA而不是W來表示容量。事實上,“W”總是小于等于“VA”。它們之間的換算關(guān)系可用如下公式計算出來: W = VA×功率因數(shù)。功率因數(shù)在01之間,它表示了負載電流做的有用功(W)的百分比。只有電熱器或電燈泡等的功率因數(shù)為1。對于其他設(shè)備來說,有一部分負載沒有作功。這部分電流是諧波或電抗電流,它是負載特性引起的。由于有這部分電流,所以“ VA”值比“W”值大,在功率因數(shù)為1時,“W”和“VA”值相同。那么在我們?yōu)橛嬎銠C等設(shè)備選配UPS電源時,怎樣選擇合適的UPS容量?若選擇不當,通常會出現(xiàn)以下兩種情況,一是容量過小,即所謂小馬拉大車,很可能會造成設(shè)備的損壞;另一
23、種情況是容量過大,造成資金的浪費。因此,正確地選擇UPS的容量對網(wǎng)絡管理人員來說是一件重要的事情。一般來講,UPS在容量選擇應考慮以下因素:實際負載情況:P=Pi/f即實際所有負載的總和Pi,再除以功率因數(shù)f,f=0.60.8,即可得到實際負載容量P。電池供電時間計算電池供電時間主要受負載大小、電池容量、環(huán)境溫度、電池放電截止電壓等因素影響。一般計算UPS電池供電時間,可以計算出電池放電電流,然后根據(jù)電池放電曲線查出其放電時間。電池放電電流可以按以下經(jīng)驗公式計算:放電電流=UPS容量(VA)×功率因數(shù)/電池放電平均電壓×效率如要計算實際負載放電時間,只需將UPS容量換為實際
24、負載容量即可。從以上的公式780/0.6=1300W=1.3KVA,山特C3KS是3KVA容量的應該能維持2小時電力,如果還怕不夠的話可以選容量5KVA的,當然價格要比3KVA的貴一些。以上信息供你參考.給你提供一個簡單的計算方法:1.你要計算的話要把實際負載W轉(zhuǎn)換為VA.服務器等設(shè)備一般功率因素是0.8(如果是8000W的話就是8000/0.8=10000VA)。2.電池包的選型,現(xiàn)在主流電池都是12V的不同的是"AH數(shù)",也是就"安時數(shù)",一般UPS的電池要求都是12的倍數(shù).說到這不知道你理解了沒有,打個比方如果電池包是24V是話那就要用兩組12V的
25、并聯(lián)(道理你應該清楚吧?)另外AH數(shù)是電池上標的,有很多種。3.然后我們就算每組電池的電池數(shù),一個很簡單的算法,但是并不是非常精確( 電池包電壓數(shù)*AH*電池個數(shù)=負載功率*延時時間 )根據(jù)這個你算出電池個數(shù)來就可以了。在線式UPS 在線式UPS:這種UPS一直使其逆變器處于工作狀態(tài),它首先通過電路將外部交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?,再通過高質(zhì)量的逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的正弦波交流電輸出給計算機。在線式UPS在供電狀況下的主要功能是穩(wěn)壓及防止電波干擾;在停電時則使用備用直流電源(蓄電池組)給逆變器供電。由于逆變器一直在工作,因此
26、不存在切換時間問題,適用于對電源有嚴格要求的場合。在線式UPS不同于后備式的一大優(yōu)點是供電持續(xù)長,一般為幾個小時,也有大到十幾個小時的,它的主要功能是可以讓您在停電的情況可像平常一樣工作,顯然,由于其功能的特殊,價格也明顯要貴一大截。這種在線式UPS比較適用于計算機、交通、銀行、證券、通信、醫(yī)療、工業(yè)控制等行業(yè),因為這些領(lǐng)域的電腦一般不允許出現(xiàn)停電現(xiàn)象。 旋轉(zhuǎn)式UPS由整流器、電池、直流電動機、柴(汽)油機、飛輪和發(fā)電機組成。在市電供電情況下,電動機帶動飛輪和發(fā)電機給負載供電;當斷電后,由于飛輪的慣性作用,會繼續(xù)帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),從而使發(fā)電機能持續(xù)給負載提供電源(電能-動能-電能
27、),起到緩沖的作用,同時啟動柴(汽)油機。當油機轉(zhuǎn)速與發(fā)電機轉(zhuǎn)速相同 時,油機離全器與發(fā)電機相連,完成從市電到油機的轉(zhuǎn)換。這是UPS的較早形式,盡管其維護簡單,也比較穩(wěn)定,但系統(tǒng)龐大,操作不便,而且效率低,噪聲大,電力品質(zhì)不高,技術(shù)條件的限制迫使人們不得不采用這種最簡單的解決方案。 隨著電腦網(wǎng)絡、醫(yī)療器械和精密儀器的不斷涌現(xiàn)和大量應用,旋轉(zhuǎn)式UPS已難以滿足要求。因此隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,另一種形式的UPS-靜態(tài)變換式UPS便應運而生了,這是我們目前最常見到的UPS類型。 從技術(shù)上講,靜態(tài)式UPS分為三類:離線式(OFF LINE)、在線式
28、(ON LINE)和在線互動式(ON LINE INTERACTIVE)。一般來說,這種UPS主要有兩種工作狀態(tài),分別工作于不同的市電環(huán)境下。當市電正常時,(指UPS可以接受、認可的電壓幅值、頻率和波形比負載接受的范圍要大),由市電通過UPS給負載供電。UPS對市電進行濾波、穩(wěn)壓和穩(wěn)頻調(diào)整后,提供給負載更加穩(wěn)定和潔凈的電源。同時,UPS通過充電器把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能儲存在電池中。當UPS偵測到市電異常時,切換到電池供電,通過逆變器(INVERTER)把化學能轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娔?,供給負載,以保證對負載的不間斷電力供應。這種UPS還有一種旁路(BYPASS)工作狀態(tài),它在剛開機或機器故障時,可以把輸入經(jīng)
29、高頻濾波后直接輸出,保障對負載的供電。 1、在線式和后備式 從工作原理上分UPS可分為后備式(OFF LINE )和在線式(ON LINE )兩種。從備用時間上則可分為標準型和長效型兩種。 從原理上看,在線式UPS同后備式UPS的主要區(qū)別在于,后備式UPS在有市電時僅對市電進行穩(wěn)壓,逆變器不工作,處于等待狀態(tài),當市電異常時,后備式UPS會迅速切換到逆變狀態(tài),將電池電能逆變成為交流電對負載繼續(xù)供電,因此后備式UPS在由市電轉(zhuǎn)逆工作時會有一段轉(zhuǎn)換時間,一般小于10ms,而在線式UPS開機后逆變器始終處于工作狀態(tài),因此在市電異常轉(zhuǎn)電池放電時沒有中斷時間,即0中斷。 2、在線
30、互動式 UPS除了以上兩種類型外,還有一種稱為在線互動式(Line-Interactive),如的Inter系列。所謂在線互動式UPS,是指在輸入市電正常時,UPS的逆變器處于反向工作給電池組充電,在市電異常時逆變器立刻投入逆變工作,將電池組電壓轉(zhuǎn)換為交流電輸出,因此在線互動式UPS也有轉(zhuǎn)換時間。 同后備式UPS相比,在線互動UPS的保護功能較強,逆變器輸出電壓波形較好,一般為正弦波,而其最大的優(yōu)點是具有較強的軟件功能,如Inter系列UPS隨機帶有監(jiān)控軟件,可以方便的上網(wǎng)進行UPS的遠程控制和智能化管理。 3、標準型和長效型 除了以上三類,根據(jù)后備時間,UPS還可
31、分為標準機和長效機。標準機用內(nèi)置電池,后備供電時間較短,一般在5-15分鐘。長效機則可根據(jù)用戶需要,增大電池容量配置,延長后備時間。但這要求更大的充電器來滿足電池充電電流和充電時間性的需要,因此廠商在設(shè)計時會放大充電器容量或加裝并聯(lián)的充電器。從備用時間來分,UPS可分為長效型和標準型兩種。一般來說,標準機機內(nèi)帶有電池組,在停電后可維持較短時間的供電(一般不超過25分鐘);長效機機內(nèi)不帶電池,但增加了充電器,用戶可以根據(jù)自身需要配接多組電池以延長供電時間。從其發(fā)展歷史來說,UPS經(jīng)歷了兩個階段:旋轉(zhuǎn)式UPS和靜態(tài)變換式UPS。 旋轉(zhuǎn)式UPS由整流器、電池、直流電動機、柴(汽)油機、飛輪和發(fā)電機組
32、成。在市電供電情況下,電動機帶動飛輪和發(fā)電機給負載供電;當斷電后,由于飛輪的慣性作用,會繼續(xù)帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),從而使發(fā)電機能持續(xù)給負載提供電源(電能-動能-電能),起到緩沖的作用,同時啟動柴(汽)油機。當油機轉(zhuǎn)速與發(fā)電機轉(zhuǎn)速相同時,油機離全器與發(fā)電機相連,完成從市電到油機的轉(zhuǎn)換。這是UPS的較早形式,盡管其維護簡單,也比較穩(wěn)定,但系統(tǒng)龐大,操作不便,而且效率低,噪聲大,電力品質(zhì)不高,技術(shù)條件的限制迫使人們不得不采用這種最簡單的解決方案。 隨著電腦網(wǎng)絡、醫(yī)療器械和精密儀器的不斷涌現(xiàn)和大量應用,旋轉(zhuǎn)式UPS已難以滿足要求。因此隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,另一種形式的UPS-靜態(tài)變換式UPS便應運而
33、生了,這是我們目前最常見到的UPS類型。 從技術(shù)上講,靜態(tài)式UPS分為三類:離線式(OFF LINE)、在線式(ON LINE)和在線互動式(ON LINE INTERACTIVE)。一般來說,這種UPS主要有兩種工作狀態(tài),分別工作于不同的市電環(huán)境下。當市電正常時,(指UPS可以接受、認可的電壓幅值、頻率和波形比負載接受的范圍要大),由市電通過UPS給負載供電。UPS對市電進行濾波、穩(wěn)壓和穩(wěn)頻調(diào)整后,提供給負載更加穩(wěn)定和潔凈的電源。同時,UPS通過充電器把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能儲存在電池中。當UPS偵測到市電異常時,切換到電池供電,通過逆變器(INVERTER)把化學能轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娔?,供給負載,以保
34、證對負載的不間斷電力供應。這種UPS還有一種旁路(BYPASS)工作狀態(tài),它在剛開機或機器故障時,可以把輸入經(jīng)高頻濾波后直接輸出,保障對負載的供電。 1、在線式和后備式 從工作原理上分UPS可分為后備式(OFF LINE )和在線式(ON LINE )兩種。從備用時間上則可分為標準型和長效型兩種。 從原理上看,在線式UPS同后備式UPS的主要區(qū)別在于,后備式UPS在有市電時僅對市電進行穩(wěn)壓,逆變器不工作,處于等待狀態(tài),當市電異常時,后備式UPS會迅速切換到逆變狀態(tài),將電池電能逆變成為交流電對負載繼續(xù)供電,因此后備式UPS在由市電轉(zhuǎn)逆工作時會有一段轉(zhuǎn)換時間,一般小于10ms,而在線式UPS開機后
35、逆變器始終處于工作狀態(tài),因此在市電異常轉(zhuǎn)電池放電時沒有中斷時間,即0中斷。2、在線互動式 UPS除了以上兩種類型外,還有一種稱為在線互動式(Line-Interactive),如的Inter系列。所謂在線互動式UPS,是指在輸入市電正常時,UPS的逆變器處于反向工作給電池組充電,在市電異常時逆變器立刻投入逆變工作,將電池組電壓轉(zhuǎn)換為交流電輸出,因此在線互動式UPS也有轉(zhuǎn)換時間。 同后備式UPS相比,在線互動UPS的保護功能較強,逆變器輸出電壓波形較好,一般為正弦波,而其最大的優(yōu)點是具有較強的軟件功能,如Inter系列UPS隨機帶有監(jiān)控軟件,可以方便的上網(wǎng)進行UPS的遠程控制和智能化管理。 3、
36、標準型和長效型 除了以上三類,根據(jù)后備時間,UPS還可分為標準機和長效機。標準機用內(nèi)置電池,后備供電時間較短,一般在5-15分鐘。長效機則可根據(jù)用戶需要,增大電池容量配置,延長后備時間。但這要求更大的充電器來滿足電池充電電流和充電時間性的需要,因此廠商在設(shè)計時會放大充電器容量或加裝并聯(lián)的充電器。從備用時間來分,UPS可分為長效型和標準型兩種。一般來說,標準機機內(nèi)帶有電池組,在停電后可維持較短時間的供電(一般不超過25分鐘);長效機機內(nèi)不帶電池,但增加了充電器,用戶可以根據(jù)自身需要配接多組電池以延長供電時間。從其發(fā)展歷史來說,UPS經(jīng)歷了兩個階段:旋轉(zhuǎn)式UPS和靜態(tài)變換式UPS。
37、160; 旋轉(zhuǎn)式UPS由整流器、電池、直流電動機、柴(汽)油機、飛輪和發(fā)電機組成。在市電供電情況下,電動機帶動飛輪和發(fā)電機給負載供電;當斷電后,由于飛輪的慣性作用,會繼續(xù)帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),從而使發(fā)電機能持續(xù)給負載提供電源(電能-動能-電能),起到緩沖的作用,同時啟動柴(汽)油機。當油機轉(zhuǎn)速與發(fā)電機轉(zhuǎn)速相同時,油機離全器與發(fā)電機相連,完成從市電到油機的轉(zhuǎn)換。這是UPS的較早形式,盡管其維護簡單,也比較穩(wěn)定,但系統(tǒng)龐大,操作不便,而且效率低,噪聲大,電力品質(zhì)不高,技術(shù)條件的限制迫使人們不得不采用這種最簡單的解決方案。 &
38、#160; 隨著電腦網(wǎng)絡、醫(yī)療器械和精密儀器的不斷涌現(xiàn)和大量應用,旋轉(zhuǎn)式UPS已難以滿足要求。因此隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,另一種形式的UPS-靜態(tài)變換式UPS便應運而生了,這是我們目前最常見到的UPS類型。 從技術(shù)上講,靜態(tài)式UPS分為三類:離線式(OFF LINE)、在線式(ON LINE)和在線互動式(ON LINE INTERACTIVE)。一般來說,這種UPS主要有兩種工作狀態(tài),分別工作于不同的市電環(huán)境下。當市電正常時,(指UPS可以接受、認可的電壓幅值、頻率和波形比負載接受的范圍要大),由市電通過UPS給負載供電。UPS對市電進行濾波、穩(wěn)壓和穩(wěn)頻調(diào)
39、整后,提供給負載更加穩(wěn)定和潔凈的電源。同時,UPS通過充電器把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能儲存在電池中。當UPS偵測到市電異常時,切換到電池供電,通過逆變器(INVERTER)把化學能轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娔?,供給負載,以保證對負載的不間斷電力供應。這種UPS還有一種旁路(BYPASS)工作狀態(tài),它在剛開機或機器故障時,可以把輸入經(jīng)高頻濾波后直接輸出,保障對負載的供電。1、在線式和后備式 從工作原理上分UPS可分為后備式(OFF LINE)和在線式(ON LINE )兩種。從備用時間上則可分為標準型和長效型兩種。 從原理上看,在線式UPS同后備
40、式UPS的主要區(qū)別在于,后備式UPS在有市電時僅對市電進行穩(wěn)壓,逆變器不工作,處于等待狀態(tài),當市電異常時,后備式UPS會迅速切換到逆變狀態(tài),將電池電能逆變成為交流電對負載繼續(xù)供電,因此后備式UPS在由市電轉(zhuǎn)逆工作時會有一段轉(zhuǎn)換時間,一般小于10ms,而在線式UPS開機后逆變器始終處于工作狀態(tài),因此在市電異常轉(zhuǎn)電池放電時沒有中斷時間,即0中斷。2、在線互動式 UPS除了以上兩種類型外,還有一種稱為在線互動式(Line-Interactive),如的Inter系列。所謂在線互動式UPS,是指在輸入市電正常時,UPS的逆變器處于反向工作給電池組充電,在市電異常時逆
41、變器立刻投入逆變工作,將電池組電壓轉(zhuǎn)換為交流電輸出,因此在線互動式UPS也有轉(zhuǎn)換時間。 同后備式UPS相比,在線互動UPS的保護功能較強,逆變器輸出電壓波形較好,一般為正弦波,而其最大的優(yōu)點是具有較強的軟件功能,如Inter系列UPS隨機帶有監(jiān)控軟件,可以方便的上網(wǎng)進行UPS的遠程控制和智能化管理。3、標準型和長效型 除了以上三類,根據(jù)后備時間,UPS還可分為標準機和長效機。標準機用內(nèi)置電池,后備供電時間較短,一般在5-15分鐘。長效機則可根據(jù)用戶需要,增大電池容量配置,延長后備時間。但這要求更大的充電器來滿足電池充電電流
42、和充電時間性的需要,因此廠商在設(shè)計時會放大充電器容量或加裝并聯(lián)的充電器。從備用時間來分,UPS可分為長效型和標準型兩種。一般來說,標準機機內(nèi)帶有電池組,在停電后可維持較短時間的供電(一般不超過25分鐘);長效機機內(nèi)不帶電池,但增加了充電器,用戶可以根據(jù)自身需要配接多組電池以延長供電時間。 UPS電源UPS的中文意思為“不間斷電源”,是英語“Uninterruptible Power Supply”的縮寫,它可以保障計算機系統(tǒng)在停電之后繼續(xù)工作一段時間以使用戶能夠緊急存盤,使您不致因停電而影響工作或丟失數(shù)據(jù)。它在計算機系統(tǒng)和網(wǎng)絡應用中,主要起到兩個作用:一是應急使用,防止突然斷電而影響
43、正常工作,給計算機造成損害;二是消除市電上的電涌、瞬間高電壓、瞬間低電壓、電線噪聲和頻率偏移等“電源污染”,改善電源質(zhì)量,為計算機系統(tǒng)提供高質(zhì)量的電源。從基本應用原理上講,UPS是一種含有儲能裝置,以逆變器為主要元件,穩(wěn)壓穩(wěn)頻輸出的電源保護設(shè)備。主要由整流器、蓄電池、逆變器和靜態(tài)開關(guān)等幾部分組成。1)整流器:整流器是一個整流裝置,簡單的說就是將交流(AC)轉(zhuǎn)化為直流(DC)的裝置。它有兩個主要功能:第一,將交流電(AC)變成直流電(DC),經(jīng)濾波后供給負載,或者供給逆變器;第二,給蓄電池提供充電電壓。因此,它同時又起到一個充電器的作用;2)蓄電池:蓄電池是UPS用來作為儲存電能的裝置,它由若干
44、個電池串聯(lián)而成,其容量大小決定了其維持放電(供電)的時間。其主要功能是:當市電正常時,將電能轉(zhuǎn)換成化學能儲存在電池內(nèi)部。當市電故障時,將化學能轉(zhuǎn)換成電能提供給逆變器或負載;3)逆變器:通俗的講,逆變器是一種將直流電(DC)轉(zhuǎn)化為交流電(AC)的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成;4)靜態(tài)開關(guān):靜態(tài)開關(guān)又稱靜止開關(guān),它是一種無觸點開關(guān),是用兩個可控硅(SCR)反向并聯(lián)組成的一種交流開關(guān),其閉合和斷開由邏輯控制器控制。分為轉(zhuǎn)換型和并機型兩種。轉(zhuǎn)換型開關(guān)主要用于兩路電源供電的系統(tǒng),其作用是實現(xiàn)從一路到另一路的自動切換;并機型開關(guān)主要用于并聯(lián)逆變器與市電或多臺逆變器。
45、160; 目前,主流的UPS廠商有APC、山特等,都提供各種級別的UPS滿足不同用戶群的需要。一 類型(一)UPS電源按其工作原理可分為后備式、在線式以及在線互動式三種。1,后備式UPS:平時處于蓄電池充電狀態(tài),在停電時逆變器緊急切換到工作狀態(tài),將電池提供的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的交流電輸出,因此后備式UPS也被稱為離線式UPS。后備式UPS電源的優(yōu)點是:運行效率高、噪音低、價格相對便宜,主要適用于市電波動不大,對供電質(zhì)量要求不高的場合,比較適合家庭使用。然而這種UPS存在一個切換時間問題,因此不適合用在關(guān)鍵性的供電不能中斷的場所。不過實際上這個切換時間很短,一般介于2至10毫秒,而計算
46、機本身的交換式電源供應器在斷電時應可維持10毫秒左右,所以個人計算機系統(tǒng)一般不會因為這個切換時間而出現(xiàn)問題。后備式UPS一般只能持續(xù)供電幾分鐘到幾十分鐘,主要是讓您有時間備份數(shù)據(jù),并盡快結(jié)束手頭工作,其價格也較低。對不是太關(guān)鍵的電腦應用,比如個人家庭用戶,就可配小功率的后備式UPS。2在線式UPS:這種UPS一直使其逆變器處于工作狀態(tài),它首先通過電路將外部交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?,再通過高質(zhì)量的逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的正弦波交流電輸出給計算機。在線式UPS在供電狀況下的主要功能是穩(wěn)壓及防止電波干擾;在停電時則使用備用直流電源(蓄電池組)給逆變器供電。由于逆變器一直在工作,因此不存在切換時間問題,
47、適用于對電源有嚴格要求的場合。在線式UPS不同于后備式的一大優(yōu)點是供電持續(xù)長,一般為幾個小時,也有大到十幾個小時的,它的主要功能是可以讓您在停電的情況可像平常一樣工作,顯然,由于其功能的特殊,價格也明顯要貴一大截。這種在線式UPS比較適用于計算機、交通、銀行、證券、通信、醫(yī)療、工業(yè)控制等行業(yè),因為這些領(lǐng)域的電腦一般不允許出現(xiàn)停電現(xiàn)象。 3在線互動式UPS:這是一種智能化的UPS,所謂在線互動式UPS,是指在輸入市電正常時,UPS的逆變器處于反向工作(即整流工作狀態(tài)),給電池組充電;在市電異常時逆變器立刻轉(zhuǎn)為逆變工作狀態(tài),將電池組電能轉(zhuǎn)換為交流電輸出,因此在線互動式UPS也有轉(zhuǎn)換時間。
48、同后備式UPS相比,在線互動式UPS的保護功能較強,逆變器輸出電壓波形較好,一般為正弦波,而其最大的優(yōu)點是具有較強的軟件功能,可以方便地上網(wǎng),進行UPS的遠程控制和智能化管理??勺詣觽蓽y外部輸入電壓是否處于正常范圍之內(nèi),如有偏差可由穩(wěn)壓電路升壓或降壓,提供比較穩(wěn)定的正弦波輸出電壓。而且它與計算機之間可以通過數(shù)據(jù)接口(如RS-232串口)進行數(shù)據(jù)通訊,通過監(jiān)控軟件,用戶可直接從電腦屏幕上監(jiān)控電源及UPS狀況,簡化、方便管理工作,并可提高計算機系統(tǒng)的可靠性。這種UPS集中了后備式UPS效率高和在線式UPS供電質(zhì)量高的優(yōu)點,但其穩(wěn)頻特性能不是十分理想,不適合做常延時的UPS電源。 表一(二
49、)UPS從結(jié)構(gòu)上一般分為直流UPS(DC-UPS)和交流UPS(AC-UPS)兩大類。1 直流UPS直流不間斷電源由兩個基本單元組成。分別是整流器、蓄電池。其原理結(jié)構(gòu)方框圖如下: 其工作過程是:當市電正常時,電流通過整流器向負載供電,同時整流器給蓄電池充電。電流路徑是1路市電整流器負載,2路路市電整流器蓄電池。當市電故障或整流器故障時,通過控制電路自動切換使蓄電池為負載供電,電流流向為蓄電池負載。2交流UPS電源由三個基本單元組成。分別是整流器、蓄電池和逆變器。其原理結(jié)構(gòu)方框圖如下: 其
50、工作過程是:當市電正常時,電流通過整流器、逆變器向負載供電,同時整流器給蓄電池充電。電流路徑是1路:市電整流器逆變器負載,2路:市電整流器蓄電池。當市電故障或整流器故障時,通過控制電路自動切換使電池為負載供電,電流流向為蓄電池逆變器負載。(三)從備用時間分,UPS分為標準型和長效型兩種。一般來說,標準型機內(nèi)帶有電池組,在停電后可以維持較短時間的供電(一般不超過25分鐘);長效型機內(nèi)不帶電池,但增加了充電器,用戶可以根據(jù)自身需要配接多組電池以延長供電時間,廠商在設(shè)計時會加大充電器容量或加裝并聯(lián)的充電器。 此外,UPS的分類還有其他一些簡單的分類,比如從組成原理
51、分為旋轉(zhuǎn)型UPS和靜止型UPS;從應用領(lǐng)域分為商業(yè)用UPS和工業(yè)用UPS;從輸出電壓的相數(shù)分為單相UPS和三相UPS;從容量分為大容量UPS(大于100KVA)、中容量UPS(10-100 KVA)和小容量UPS(小于10 KVA)。二 UPS的容量UPS的額定容量是指UPS的最大輸出功率(電壓V和電流A的乘積)。 通常市場上所售的UPS電源,容量較小的以“W”(瓦特)為單位來標識;超過1千瓦時,用“VA”(伏安)標識,“W”與“VA”值是有區(qū)別的。這就要求我們必須區(qū)別具體情況來選擇UPS。一般來講,1千瓦以內(nèi)的小容量UPS一般都用“W”表示容量
52、,容量在1KVA500KVA的 UPS 都用VA而不是W來表示容量。 事實上,“W”總是小于等于“VA”。它們之間的換算關(guān)系可用如下公式計算出來: W = VA×功率因數(shù)。功率因數(shù)在01之間,它表示了負載電流做的有用功(W)的百分比。只有電熱器或電燈泡等的功率因數(shù)為1。對于其他設(shè)備來說,有一部分負載沒有作功。這部分電流是諧波或電抗電流,它是負載特性引起的。由于有這部分電流,所以“ VA”值比“W”值大,在功率因數(shù)為1時,“W”和“VA”值相同。 那么在我們?yōu)橛嬎銠C等設(shè)備選配UPS電源時,怎樣選擇合適的UPS容量?
53、若選擇不當,通常會出現(xiàn)以下兩種情況,一是容量過小,即所謂小馬拉大車,很可能會造成設(shè)備的損壞;另一種情況是容量過大,造成資金的浪費。因此,正確地選擇UPS的容量對網(wǎng)絡管理人員來說是一件重要的事情。 一般來講,UPS在容量選擇應考慮以下因素: 1、實際負載情況:P=Pi/f 即實際所有負載的總和Pi,再除以功率因數(shù)f,f=0.60.8,即可得到實際負載容量P。 2、預留擴容: 考慮到業(yè)務發(fā)展的可能,在不大量追加投資情況下
54、,增加UPS輸出容量,這可通過兩種途徑實現(xiàn): A:選擇可以實現(xiàn)現(xiàn)場擴容的UPS產(chǎn)品,如現(xiàn)在市面上銷售的模塊化UPS產(chǎn)品。 B:提前購買大容量UPS,但需提前投入大量的資金。四 UPS 輸出電壓UPS輸出電壓是指市電經(jīng)過UPS整形、濾波、穩(wěn)壓等一系列措施后輸出的供電腦等負載設(shè)備使用的電壓。這種電壓一般都比市電電壓干凈,沒有雜質(zhì)訊號。通常UPS的輸出交流電壓應該穩(wěn)定在220V,不能有過多偏差。五 輸出電壓頻率一般電網(wǎng)標準頻率是50Hz(赫茲)或者60Hz(赫茲),UPS允許市電頻率有一定的變化范圍,在這個范圍內(nèi),UPS同步跟蹤
55、市電頻率,超出則以本機頻率輸出。這個實際輸出的頻率就是輸出電壓頻率。六 UPS的輸入電壓范圍UPS的輸入電壓范圍,即UPS允許市電電壓的變化范圍,也就是保證UPS不轉(zhuǎn)入電池逆變供電的市電電壓范圍。范圍越大說明UPS適應性越好。一般UPS的輸入電壓范圍應該在160V270V之間或者更寬。在正常的輸入電壓范圍內(nèi),逆變器(負載)電流由市電提供,而不是電池提供。輸入電壓范圍越寬,UPS電池放電的可能性越小,故電池的壽命就相對延長。因為當?shù)氐碾妷翰▌忧闆r直接影響UPS的運行,特別是有些地區(qū)電網(wǎng)比較惡劣,白天和晚上的電壓相差很大。如果UPS 要24小時工作,在如此大的變化范圍里,UPS能否工作至關(guān)重要。如
56、不能工作,只有轉(zhuǎn)電池,這樣一則電池并沒有用于真正的斷電,二則頻繁轉(zhuǎn)電池會影響電池的壽命。如果該UPS的轉(zhuǎn)電池裝置為繼電器,則對繼電器的損壞特別嚴重,大大增加了UPS的故障率。 當UPS電源以市電供電方式工作過程中,如果輸入交流電源的電壓高于輸入電壓上限和低于輸入電壓下限時,UPS將斷開輸入交流電源,而切換到電池供電方式。開機輸入電壓范圍和輸入電壓范圍,反映了UPS電源對電網(wǎng)電壓變化的適應能力,開機輸入電壓范圍和輸入電壓范圍越寬表示機器對電網(wǎng)電壓的波動變化適應能力越強。七 UPS輸入電壓頻率UPS輸入電壓頻率,即UPS能自動跟蹤市電、保持同步的頻率
57、范圍。一般電網(wǎng)標準頻率是50Hz(赫茲)或者是60Hz(赫茲),UPS允許市電頻率有一定的變化范圍,亦即輸入電壓頻率范圍,這個數(shù)值可波動范圍通常在正負百分之二左右,在這個范圍內(nèi),UPS同步跟蹤市電頻率,超出則以本機頻率輸入??迫A: 廣電系統(tǒng)中心機房UPS解決方案2007-12-18 14:16:59.0 推薦:0 收藏:0 評論:0 來源:計算機世界報·· UPS&
58、#160; · 方案 · 廣電 · 科華 · UP 在經(jīng)歷了數(shù)字化、網(wǎng)絡化的建設(shè)后,廣電系統(tǒng)的中心機房目前已經(jīng)擁有了數(shù)據(jù)傳輸、光纖傳輸、照明、衛(wèi)星接收等先進的基礎(chǔ)業(yè)務信息系統(tǒng),并在此基礎(chǔ)上形成了覆蓋全國各省、市(區(qū))縣甚至全球的、先進的廣播、電視傳播網(wǎng)絡,收視用戶達到千萬或億萬戶。對于規(guī)模龐大、覆蓋面廣泛的廣電系統(tǒng)機房而言,保持供電系統(tǒng)的不間斷供電非常重
59、要,供電系統(tǒng)必須能夠保證全天候、永不間斷、毫無差錯地支持廣播電視節(jié)目的制作、播出,這直接關(guān)系到電臺、電視臺的信譽、形象、收視率及運營狀況。需求分析實際上,對于廣電系統(tǒng)的中心機房而言,不間斷供電只是其選擇UPS時的一個最基本要求,為了保障中心大樓所有部門和關(guān)鍵業(yè)務系統(tǒng)能夠7×24小時持續(xù)運行,UPS解決方案還應該是一個高可靠性、性能齊全、高度智能化,同時不對其他設(shè)備形成干擾的小型供電中心。比如,鑒于影像、聲音傳播等獨特的行業(yè)特點,廣電領(lǐng)域除必須保障所傳輸節(jié)目的畫面、聲音足夠清晰、流暢外,還必須最大限度地減少對信號的干擾因素。一般來說,UPS在提供不間斷電源的同時,也會產(chǎn)生程度不同的電磁干擾波,從而對數(shù)字信號傳輸造成不同程度的負面影響,這顯然是廣電中心機房所不允許的。因此,在選擇UPS解決方案的時候,電磁兼容特性也是一個關(guān)鍵性的指標參數(shù),具體的電網(wǎng)污染限制等級必須大于0.97的綠色標準。具體來說,廣電系統(tǒng)對UPS電源解決方案有如下要求:1. 配置和操作靈活,支持多種媒體(文字、語音、圖像、視頻)應用。2. 界面友好,表現(xiàn)力強,使用和維護方便、簡單,在保證系統(tǒng)性能和功能的前提下,使系統(tǒng)投資最省。3. 滿足國家對政府機關(guān)和對新聞媒體的安全可靠性要求。4. 系統(tǒng)必須是可管理的,管理手段豐富。5.系統(tǒng)必須滿足后續(xù)信息化按需擴容的要求。UPS方案設(shè)計考慮到廣電系統(tǒng)的
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