UPS系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)課件

1、2022年10月10日12022年10月10日1 UPS電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)(交流供電)2022年10月9日12022年10月9日1 UPS電源系統(tǒng)2022年10月10日22目 錄 一、UPS電源系統(tǒng)組成 二、交流供電系統(tǒng)配電方式 三、交流負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 四、 UPS電源系統(tǒng)配置 五、設(shè)備選型2022年10月9日22目 錄 一、UPS電源系統(tǒng)組2022年10月10日32022年10月10日3第一部分：UPS電源系統(tǒng)組成1、常規(guī)通信電源系統(tǒng)組成 通信電源系統(tǒng)由七個(gè)部分組成，即五個(gè)主要系統(tǒng)和二個(gè)輔助系統(tǒng)，俗稱5+2系統(tǒng)。 五個(gè)主要系統(tǒng)分別是： （1）高壓變、配電系統(tǒng)（變電所）； （2）低壓配電及油機(jī)交流供電系統(tǒng)

2、； （3）UPS交流不間斷電源系統(tǒng)； （4）直流供電系統(tǒng)； （5）太陽能電池、風(fēng)能等新能源供電系統(tǒng)。2022年10月9日32022年10月9日3第一部分：UPS2022年10月10日42022年10月10日4 二個(gè)輔助系統(tǒng)分別是：（1）防雷與接地系統(tǒng)；（2）電源集中監(jiān)控系統(tǒng)。 通信電源系統(tǒng)的組成如下圖所示：2022年10月9日42022年10月9日4 二個(gè)輔助系統(tǒng)2022年10月10日5 2、UPS電源系統(tǒng)組成 UPS供電系統(tǒng)主要用于數(shù)據(jù)設(shè)備、網(wǎng)管設(shè)備、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)等對電源特性要求高交流設(shè)備供電，一般地，UPS系統(tǒng)根據(jù)局站大小，有2種常見的組成。 中、大型局站UPS供電系統(tǒng)組成2022年10月9日

3、5 2、UPS電源系統(tǒng)組成 2022年10月10日6小型局站UPS供電系統(tǒng)組成2022年10月9日6小型局站UPS供電系統(tǒng)組成2022年10月10日7 UPS輸入屏：接受市電和油機(jī)系統(tǒng)輸出電能的裝置，將電能分配給UPS系統(tǒng)，可以接入多套UPS系統(tǒng)。 UPS：含整流和逆變功能模塊，將交流電源整流為直流電，一邊給蓄電池充電，一邊通過逆變器將直流電源轉(zhuǎn)化為交流電源，輸出電源單項(xiàng)、三相可選。 UPS輸出屏：接受UPS輸出電能，分配給交流通信設(shè)備。 電池組：作為后備電源，在市電故障時(shí)，將其儲(chǔ)存電能通過逆變器轉(zhuǎn)化交流電源，為設(shè)備供電，單體電壓一般選12V。 2022年10月9日7 UPS輸入屏：接受市電和

4、油機(jī)系統(tǒng)輸2022年10月10日8第二部分：交流供電系統(tǒng)配線方式 交流供電系統(tǒng)的配線方式有三大類： 1、TN系統(tǒng)中性點(diǎn)重復(fù)接地系統(tǒng) TN-S 三相五線制（通信局站廣泛使用）T電源端有一點(diǎn)直接接地；N 電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分與電源端接地點(diǎn)有直接電氣連接。S中性導(dǎo)體和保護(hù)導(dǎo)體是分開的。2022年10月9日8第二部分：交流供電系統(tǒng)配線方式 2022年10月10日9 TN-C 三相四線制T電源端有一點(diǎn)直接接地；N 電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分與電源端接地點(diǎn)有直接電氣連接。C中性導(dǎo)體和保護(hù)導(dǎo)體是合。2022年10月9日9 TN-C 三相四線制T電源2022年10月10日10 TN-C-S三相四線后五線制各

5、個(gè)字母含義附錄：2022年10月9日10 TN-C-S三相四線后五線制各個(gè)2022年10月10日112、TT系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)3、IT系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)2022年10月9日112、TT系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)3、2022年10月10日12第三部分：交流負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 1、交流負(fù)荷統(tǒng)計(jì)（1）交流負(fù)荷的種類 交流負(fù)荷的種類有：動(dòng)力（包括通信設(shè)備）、照明、空調(diào)和電熱等。（另一分法：通信設(shè)備負(fù)荷和建筑負(fù)荷）（2）交流負(fù)荷的性質(zhì) 交流負(fù)荷的性質(zhì)有保證（重要）、非保證（一般）負(fù)荷之分。2022年10月9日12第三部分：交流負(fù)荷統(tǒng)計(jì)2022年10月10日13 保證（重要）負(fù)荷：通信設(shè)備負(fù)荷、機(jī)房照明、機(jī)房空調(diào)

6、、消防（電梯、水泵、風(fēng)機(jī)等）。 非保證（一般）負(fù)荷：普通照明（節(jié)日、道路）、辦公空調(diào)、生活用電等。（3）交流負(fù)荷的計(jì)算 交流設(shè)備負(fù)荷 單相 P=220 xIxcos 三相 P=1.732x380 xIxcos 其中: I負(fù)荷相電流；cos功率因數(shù)（0.85） 2022年10月9日13 保證（重要）負(fù)荷：通信2022年10月10日14第四部分：UPS電源系統(tǒng)配置1、UPS容量 UPS的容量應(yīng)根據(jù)必須保證的交流負(fù)荷總?cè)萘看_定，并考慮一定的冗余。高原地區(qū)還應(yīng)考慮相應(yīng)的高原降容系數(shù)。 UPS視在功率（KVA）=P/() 式中：P交流負(fù)荷（KW）； UPS功率因數(shù)0.85； 保險(xiǎn)系數(shù)0.8 ； 高原系數(shù)

7、，在海拔低于1000米時(shí)，取1。2022年10月9日14第四部分：UPS電源系統(tǒng)配置1、2022年10月10日152、UPS電池容量 先UPS容量計(jì)算出蓄電池的最大放電電流，再計(jì)算出蓄電池的容量。 I=(SCos)/(UN) 式中：SUPS額定容量（VA）； I蓄電池最大放電電流（A）； Cos負(fù)載功率因素，一般取0.85； UUPS蓄電池組放電終了電壓（V）（單體電池電壓10.8V）； 逆變器的效率，一般也取0.85； N蓄電池只數(shù)。2022年10月9日152、UPS電池容量2022年10月10日16 Q=KCI K:保險(xiǎn)系數(shù)（取值范圍1.21.67，一般取1.25)； I:電池放電電流 ；

8、 C:蓄電池放電容量系數(shù)，見下表。 市電類別與蓄電池放電時(shí)間表2022年10月9日16 Q=KCI 市電類別與蓄電池2022年10月10日173、輸入/輸出屏或交流配電容量配置I=所帶遠(yuǎn)期負(fù)荷電流*：冗余系數(shù)，一般取1-1.2特別地：具體輸入、輸出路數(shù)和電流等級需要根據(jù)具體的設(shè)備功耗情況確定。4、交流導(dǎo)線截面積計(jì)算2022年10月9日173、輸入/輸出屏或交流配電容量配置2022年10月10日18 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面 計(jì)算公式：S=Im/Ij S-導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積（mm2） Im-最大負(fù)荷電流（A） Ij-經(jīng)濟(jì)電流密度（A/mm2） 對通信電源的交流線Ij取2A/mm2(多芯銅導(dǎo)線)附

9、：電力電纜一般有4,6，10,16,25,35,50,70,95,120,150 ,185,240,300mm2 等種類。 按發(fā)熱情況選擇導(dǎo)線截面 滿足式子：KI Ij Ij 最大計(jì)算負(fù)荷電流（A），（應(yīng)為局站的終期容量） I 考慮標(biāo)準(zhǔn)敷設(shè)條件（空氣溫度為25，土壤溫度為15）及導(dǎo)線連續(xù)發(fā)熱的容許溫升而制定的導(dǎo)線持續(xù)容許電流（A），查導(dǎo)線表獲取,見表1。（其中，導(dǎo)線最大載流量分65 情況下和125情況下，設(shè)計(jì)時(shí)選擇65 情況下最大載流量） K 考慮不同敷設(shè)條件的修正系數(shù)。2022年10月9日18 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面2022年10月10日19不同敷設(shè)條件的修正要考慮的因素很多，主要因素由

10、下式表示： K=KtK1K2 式中：Kt溫度校正系數(shù)，見表2； K1電纜直埋地敷設(shè)多根并列校正系數(shù)，見表3 K2電纜穿管多根并列在空氣中敷設(shè)校正系數(shù)，見表 4。 2022年10月9日19不同敷設(shè)條件的修正要考慮的因素很多，2022年10月10日20表1 銅芯聚乙烯絕緣電纜在空氣中敷設(shè)的載流量（A）（環(huán)境溫度按30考慮，65芯線工作溫度)截面(mm2)主芯4610162535507095120150185240中性2.546610101625353550501kV(四芯)28364867871111391722112432813226kV(三芯)5268881101381692032342713

11、113652022年10月9日20表1 銅芯聚乙烯絕緣電纜在空氣中2022年10月10日21表二 電纜載流量環(huán)境修正系數(shù)表環(huán)境溫度修正系數(shù)導(dǎo)體溫度環(huán)境溫度（空氣中）環(huán)境溫度（土壤中）101520253035404550101520253035501.701.621.521.421.321.221.000.75-1.261.181.101.000.890.77601.581.501.411.321.221.111.000.890.731.201.131.071.000.930.85651.481.411.341.261.181.091.000.890.771.171.121.061.000.94

12、0.87701.411.351.291.221.151.081.000.910.811.151.111.051.000.940.88801.321.271.221.171.111.061.000.930.861.131.091.041.000.950.90901.261.221.181.141.091.041.000.940.891.111.071.041.000.960.922022年10月9日21表二 電纜載流量環(huán)境修正系數(shù)表2022年10月10日22 表三 電纜直埋地敷設(shè)多根并列校正系數(shù)2022年10月9日22 表2022年10月10日23 表四 電纜穿管及橋架修正系數(shù)穿管修正系數(shù)穿管根

13、數(shù)2-45-89-1212修正系數(shù)0.800.600.500.45橋架修正系數(shù)疊置層數(shù)1234梯 架0.800.650.550.50托 盤0.700.550.500.452022年10月9日23 2022年10月10日24按電壓損失選擇導(dǎo)線截面 若供電距離較遠(yuǎn)時(shí)，除按以上兩種方法選擇外，還應(yīng)滿足電壓損失U%5%的校驗(yàn)（嚴(yán)格情況下U%2% ）。 S所需導(dǎo)線截面積（mm2) K使用不同電纜截面積的常數(shù)，與設(shè)計(jì)使用年數(shù)有關(guān) I設(shè)計(jì)負(fù)荷電流（A） M配線距離（m）， V允許電壓降（V）交流導(dǎo)線類型的選擇 考慮到受力因素，室外交流電纜一般采用鎧裝電纜VV22型。 考慮到安全因素，室內(nèi)交流電纜一般采用阻燃

14、軟電纜ZR-RVV。 由于三相負(fù)荷的不平衡，以及諧波電流干擾的影響，往往中性 線電流較大，使得電力電纜發(fā)熱嚴(yán)重。為安全考慮，要求選擇電力電纜的截面時(shí)，三根相線與中性線的截面同粗（包括配電屏上的母線排也一樣）。2022年10月9日24按電壓損失選擇導(dǎo)線截面2022年10月10日25防雷保護(hù)地線 防雷保護(hù)地線采用不小于35平方毫米銅導(dǎo)線。交流保護(hù)地線注：為了安全可靠，接地線應(yīng)不小于16平方毫米。5、接地2022年10月9日25防雷保護(hù)地線注：為了安全可靠，接地2022年10月10日26第五部分：設(shè)備選型1、UPS常規(guī)容量： 1KVA、2KVA、3KVA、6KVA、10KVA、15KVA 、 20K

15、VA 、30KVA 、40KVA 、60KVA 、80KVA 、 100KVA 、120KVA 、140KVA、160KVA 、200KVA 、300KVA 、400KVA、500KVA 、600KVA 、800KVA 等。進(jìn)出線方式： 小于10KVA UPS可以選擇“單進(jìn)單出”和“三進(jìn)三出”方式，大于等于10KVA UPS選擇“三進(jìn)三出”方式。2022年10月9日26第五部分：設(shè)備選型2022年10月10日272、蓄電池常規(guī)容量： 為節(jié)省安裝空間，一般考慮12V單體，同時(shí)為保證安全可靠性，每臺(tái)UPS應(yīng)配置不少于2組的蓄電池組。 常規(guī)單體容量有25AH, 50AH, 65AH, 80AH,100AH, 200AH,