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UPS电源的选用
来源: | 作者:cd2018znjz0071 | 发布时间: 2021-03-01 | 161 次浏览 | 分享到:

           UPS电源系统作为顺应电力市场需求发展起来的高技术产品,它具有明显的电力保护功能:当市电断电时,不间断地向负载继续供电;在市电不稳定的时候,可以避免负载遭受欠压、浪涌冲击等的危害,并全面地改善供电质量;当供电系统(包括UPS)故障时,能给负载(特别是计算机和网络系统)以全面的保护,并起到过载、短路、电池过放等防护,为负载提供一个稳定的工作环境。

      随着IT系统逐步走向集中管理,企业对UPS电源保护系统的应用将更加深入。UPS的应用将呈现出从单机向冗余结构变化,从注重系统的可靠性向注重系统的可用性变化,从单纯供电系统向保证整个IT运行环境变化等趋势。而随着信息技术、电子技术、控制技术的发展,各种先进技术已广泛应用在UPS的设计开发和生产过程中,UPS的技术将出现以下六大发展趋势。

      智能化智能系统通过对各类信息的分析综合,除完成UPS相应部分正常运行的控制功能外,还应完成对运行中的UPS进行实时监测,对电路中的重要数据信息进行分析处理,从中得出各部分电路工作是否正常等功能;在UPS发生故障时,能根据检测结果,及时进行分析,诊断出故障部位,并给出处理方法;根据现场需要及时采取必要的自身应急保护控制动作,以防故障影响面的扩大;完成必要的自身维护,具有交换信息功能,可以随时向计算机输入或从联网机获取信息。

      数字化UPS采用最新的数字信号控制器(DSP)加以数字化的霍儿传感器件,实现了UPS系统的100%数字化运行。还采用了多重微处理器冗余系统,用多个有独立供应电源的微处理器来控制整流器、逆变器和内部静态旁路,因而提高了系统的数字化程度和可靠性。

      高频化第一代UPS的功率开关为可控硅,第二代为大功率晶体管或场效应管,第三代为IGBT(绝缘栅双极晶体管)。大功率晶体管或场效应管开关速度比可控硅要高一个数量级,而IGBT功率器件电流容量和速率又比大功率晶体管或场效应管大得多和快的多,使功率变换电路的工作频率高达50kHz.变换电路频率的提高,使得用于滤波的电感、电容以及噪音、体积等大为减少,使UPS效率、动态响应特性和控制精度等大为提高。

      冗余并机技术通过开发新的应用技术,可实现UPS内的多模块冗余并机运行,不需另外加设中央控制部件,负载均分,某一模块出现问题时,负载自动转移,维修可带电热插拔,大大提高单台UPS的供电可靠性。再加上多台UPS组成的系统冗余运行,如果某一台UPS单机发生故障,则被立刻关闭,其他的UPS系统会自动承担全部负载,对负载不会产生任何影响。

      集成化随着信息化的发展,电源保护的应用领域不断扩大和要求不断提高,UPS要达到这些需求难以独善其身,必须对整个用电系统所涉及的环节进行控制,UPS从初始的设备保护和系统保护的纯后备电源技术发展到今天的信息保护、智能管理和整体机房集成一体化应用,其内涵已扩展到发电、配电、变换、不间断电源、机房、动力设备、电力电缆、数据布线、环境监控及系统管理等方面,已不是最初意义上的UPS,UPS设备只是该系统的核心部件。

      从UPS的电源技术来看,在电源输出特性的不断优化基础上,对电源输入特性的研究,使电磁兼容性、低谐波污染成为重要指标,谐波处理技术和电磁兼容设计可以改善电源对电网的负载特性,减少对其他设备的*,提高电源的源效应,绿色电源的概念开始为人们所注重。电子技术和计算机技术的发展,除了使UPS的电源性能得到极大提升外,其网络管理可实现远程监控,数字化电源控制技术使产品具备了定制功能,智能化的设计使其成为高度智能化的可监、可控和自适应的设备。


下面详细介绍UPS电源在选用时的一些注意事项。



一、参考依据


  GB51348-2019民用建筑电气设计标准

  DL/T5491-2014电力工程交流不间断电源系统设计技术规程

  12SDX101-2民用建筑电气设计计算及示例



二、术语



不间断电源设备(UPS)

  由变流器、开关和储能装置(蓄电池)等组合构成的,在输入电源故障或消失时能维持负载供电连续性的电源设备。


在线式UPS

  由变流器、静态转换开关和储能装置(蓄电池)等组成的一种电源设备,这种电源设备不管交流输入电源中断与否、电压或波形符合要求与否,都能向负载提供符合要求的电源。  


旁路

  在UPS设备故障、临时过载或停运检修期间,为保证向负载供电而设置的供电回路。一般由隔离变压器、调压器、静态转换开关以及手动维修开关等组成。


并联

  一种UPS连接方式,由2台或多台UPS主机组成,其交流输出端连接在一起作并联运行,交流输入端可并联也可不并联。



并联冗余

  由2台或多台并联UPS主机来分担负载,当其中1台或几台UPS主机故障时,其余UPS可以承担全部负载。



双重化冗余

  为满足冗余配置的控制系统或双电源负载的需要,设置的2套相互独立的UPS系统,每套系统均由UPS主机、旁路和配电柜等组成,能为负载提供2路互为备用的电源。



静态转换开关

  UPS中实现由逆变器向旁路或旁路向逆变器转换的电子式快速转换开关。



逆止二极管

  阻止电流从UPS整流器流向蓄电池但允许电流从蓄电池流向UPS逆变器的器件,在UPS与其他系统共用蓄电池时使用。



电流峰值系数

  当UPS输出电流为周期性非正弦波电流时,非正弦波电流的峰值与其有效值之比。峰值系数的大小反映了UPS为非线性负载供电的能力。



切换时间

  从逆变器供电切换到旁路供电或从旁路供电切换到逆变器供电所需要的时间。



功率校正系数


  负载功率因数偏离UPS额定功率因数时,UPS实际能带负载容量与额定容量比值。



降容系数(Kd)


  当设备安装地点大于海拔1000m时,UPS实际能带负载容量与额定容量比值。 



三、不间断电源(UPS)的选择
        当用电负荷不允许中断供电时或允许中断供电时间为毫秒级的重要场所的应急备用电源,应设置UPS。


      UPS宜用于电容性和电阻性负荷。



  为信息网络系统供电时,UPS的额定输出功率应大于信息网络设备额定功率总和的1.5倍,对其他用电设备供电时,其额定输出功率应为最大计算负荷的1.3倍。



  当选用两台UPS并列供电时,每台UPS的额定输出功率应大于信息网络设备额定功率总和的1.2倍。



  负荷的最大冲击电流不应大于UPS装置额定电流的1.5倍。




  UPS的蓄电池组容量应由用户根据具体工程允许中断供电时间的要求选定。



  UPS的工作制,宜按连续工作制考虑。



  当UPS容量较大时,宜在电源侧采取高次谐波的治理措施。



  UPS的交流输人端可配置输人滤波器,并应符合下列规定:

  1)满载负荷时,输入电流畸变率(THDi)宜小于5%,输入功率因数应大于0.93。

  2)半载负荷时,输入电流畸变率(THDi)宜小于7%,输入功率因数应大于0.90。



  UPS的输出电压波形应为连续的正弦波,并应符合下列规定:

  1)满载线性负荷时,电压畸变率(THDu)应小于或等于2%。

  2)满载非线性负荷时,电压畸变率(THDu)应小于或等于4%。


  当UPS输出端的隔离变压器为TN-S、TT接地形式时,中性点应接地。



  大容量UPS应具有标准通信接口,并应对第三方软件开放。




      大容量UPS宜具有对每节蓄电池监测的功能,并能在监视屏上显示。


      UPS宜分区域相对集中设置



  当UPS的输人电源直接由自备柴油发电机组提供时,其与柴油发电机容量的配比不宜小于1:1.2。蓄电池初装容量的供电时间不宜小于15min。  


UPS装置应急供电时间


  1)为保证用电设备按照操作顺序进行停机,其蓄电池的额定放电时间可按停机所需最长时间确定,一般可取8~15min。

  2)当有备用电源时,为保证用电设备供电连续性,其蓄电池额定放电时间按等待备用电源投入考虑,一般可取10~30min。设有应急发电机时,UPS应急供电时间可以短一些。

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