【廣州醫(yī)療UPS電源】關(guān)于不間斷電源UPS

時(shí)間：2021-06-22作者：廣州市誠商電子科技有限公司瀏覽：97

關(guān)于不間斷電源UPS，你知道多少？

對UPS前級供電系統(tǒng)的要求

UPS可以向負(fù)載提供穩(wěn)壓精度高、穩(wěn)頻、波形失真度小的高質(zhì)量電源，并且在與靜態(tài)旁路切換時(shí)可以做到供電無間斷。但要做到這點(diǎn)，它的前級供電質(zhì)量不容忽視。我們在設(shè)計(jì)通信機(jī)房前級供電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：

(1) 前級供電系統(tǒng)電源質(zhì)量不宜太差，電壓及頻率應(yīng)穩(wěn)定在正常范圍。一般地講，大容量UPS主機(jī)輸人電壓范圍應(yīng)為380V±15%。電壓過低，將使UPS備電池頻繁放電，終因長期處于欠壓充電狀態(tài)而大大縮短它的使用壽命，相反，電壓過高，則易引起逆變器損壞。對于旁路輸入，其電壓和頻率波動也有～定的范圍，一般為額定電壓±10%，額定頻率±15%，如果前級電源變化范圍過大，就會導(dǎo)致逆變器和旁路電源之間的切換被禁止或有間斷。因此，如果通信機(jī)房的前級電網(wǎng)在電壓范圍上達(dá)不到要求，應(yīng)在UPS前級配置合適的抗干擾交流穩(wěn)壓電源，但不宜采用電子管型交流穩(wěn)壓器或磁飽和穩(wěn)壓器，因?yàn)檫@兩類穩(wěn)壓器在開機(jī)時(shí)可產(chǎn)生瞬時(shí)高壓，輸出波形失真度也較大，易造成UPS故障。

(2)前級供電系統(tǒng)中不應(yīng)當(dāng)帶有別的頻繁啟動負(fù)載，比如經(jīng)常使用的電梯，頻繁開啟的空調(diào)等。原因是在這些負(fù)載開、關(guān)機(jī)時(shí)會出現(xiàn)瞬間高低壓，使供電線路上電壓波形失真度過大，造成UPS市電旁路供電與逆變器供電轉(zhuǎn)換控制電路誤動作，進(jìn)而引起同步控制電路故障。所以在條件許可下，宜將UPS電源盡可耀于電網(wǎng)輸入的**。

(3)前級供電系統(tǒng)中的交流發(fā)電機(jī)組容量應(yīng)適當(dāng)放大。大多數(shù)通信機(jī)房都備有發(fā)電機(jī)組，以解決較長時(shí)間停電難以供電問題。但在配置發(fā)電機(jī)組時(shí)，其容量應(yīng)考慮不少于UPS電源額定輸出功率的1.5-2倍，以保證發(fā)電機(jī)輸出電壓、頻率正常，并改善其波形失真度。

供電系統(tǒng)的電氣隔離及接地

一般來說，電網(wǎng)中經(jīng)常存在差模噪擾和共模噪擾，這些噪擾對計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行存在著不同程度干擾。另外，零線電位的偏移也會對計(jì)算機(jī)運(yùn)行造成影響。所以在考慮UPS供電方案時(shí)應(yīng)采取措施把這些影響減少到小。傳統(tǒng)的UPS通過內(nèi)部的工頻輸入及輸出變壓器來實(shí)現(xiàn)負(fù)載和電網(wǎng)間的電隔離和電壓匹配，抑制來自電網(wǎng)的共模及差模噪擾電壓，使其不致耦會到計(jì)算機(jī)電源。此類UPS的輸出零點(diǎn)是取自隔離變壓器次級Y型繞組的中性點(diǎn)。為保證輸出零點(diǎn)電壓不偏移，應(yīng)從通信機(jī)房的交流工作接地排上單獨(dú)引線至該輸出點(diǎn)。

為了解決通信機(jī)房面積窄小及樓板荷載能力不足問題，近年來，出現(xiàn)了采用高頻鏈結(jié)構(gòu)的不含輸出隔離變壓器的UPS。由于采用了高頻變壓器代替工頻變壓器，其體積重量明顯減小，但因?yàn)槠漭敵鋈鹬苯油ㄟ^變換元件輸出，一定程度上存在直流高壓過人負(fù)載的危險(xiǎn)，而且在三相負(fù)載不平衡情況下，還存在電壓零點(diǎn)偏移問題。中性線與地線間的電壓可達(dá)十幾伏甚至較高，大大**出一些計(jì)算機(jī)廠家的要求。所以對于大型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等比較重要的負(fù)載，供電系統(tǒng)應(yīng)盡量采用帶工頻隔離變壓器的UPS。

UPS容量的確定

根據(jù)負(fù)載容量及性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)?/span>UPS，既可保證UPS的供電質(zhì)量，降低故障率，又可節(jié)省投資，提高經(jīng)濟(jì)效益。一般來說，UPS容量的確定主要是要滿足當(dāng)前負(fù)載的需要，同時(shí)，也要考慮幾個(gè)因素：

(1)負(fù)載性質(zhì)對UPS輸出功率的影響。當(dāng)前大部分UPS生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品說明書中所給的輸出功率都是指負(fù)載功率因數(shù)為一0.8(滯后)時(shí)的值，而UPS電源實(shí)際可帶的負(fù)載量是與負(fù)載功率因數(shù)密切相關(guān)的，當(dāng)負(fù)載為純電阻性或電感性時(shí)，逆變器在額定機(jī)在功率下其有功功率將有所下降。所以在考慮UPS容量時(shí)，對不同的負(fù)載功率因數(shù)要進(jìn)行功率折算，通?？勺鬟@樣的估算：假設(shè)負(fù)載功率因數(shù)為一0.8(滯后)時(shí)UPS額定功率為1KVA，則當(dāng)功率因數(shù)為一0.9和-1.0時(shí)，輸出功率分別約為0.9-0.92 kVA和0.74-0.77kVA。對于計(jì)算機(jī)類負(fù)載，只要負(fù)載的峰值系數(shù)在UPS允許的范圍內(nèi)，UPS基本上可以輸出額定功率，對于電阻性或電感性負(fù)載，則需酌情加大UPS容量。

(2)UPS容量較負(fù)載不宜過大，使其過度輕載運(yùn)行。過度輕載運(yùn)行雖有利于降低逆變器的損壞概率，但可能造成市電停電時(shí)，電池放電電流過小而放電時(shí)間偏長，在電池保護(hù)裝置故障時(shí)，電池組被深度放電，而遭性損壞。

(3)UPS容量不宜過小，使其長期處于重載運(yùn)行狀態(tài)。這樣雖可節(jié)省一部分投資，但由于逆變器處于重載運(yùn)行，其輸出波形將發(fā)生畸變，輸出電壓幅值抖動過大。這樣既不能為負(fù)載提供優(yōu)質(zhì)電源，還較易造成UPS逆變器的本級驅(qū)動元件損壞，所以，即使從經(jīng)濟(jì)角度講也是得不償失。根據(jù)目**些UPS廠家推薦，UPS負(fù)載量不宜長期**過其額定容量的80%。

(4)對于通信機(jī)房面積較大，負(fù)載不斷分期擴(kuò)容的情況，在首期配置UPS容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮中遠(yuǎn)期發(fā)展趨勢，并在選型中挑選可并機(jī)或多機(jī)運(yùn)行的機(jī)型，以使中遠(yuǎn)期負(fù)載容量增大時(shí)，通過UPS并機(jī)擴(kuò)大其輸出容量。相應(yīng)地，配置UPS輸入輸出配電屏?xí)r，應(yīng)預(yù)留多臺UPS的輸入開關(guān)和中遠(yuǎn)期的負(fù)荷分路開關(guān)，以便于今后擴(kuò)容。

供電系統(tǒng)應(yīng)具備智能型

為了保證供電系統(tǒng)能長期不間斷運(yùn)行，UPS必須具有智能性，對運(yùn)行中的UPS狀態(tài)自動檢測，對UPS故障及時(shí)發(fā)現(xiàn)。診斷和處理，并減少因故障或檢修而造成的間斷，同時(shí)，作為通信機(jī)房動力系統(tǒng)的一部分，應(yīng)提供通信協(xié)議，以便納入動力集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，我們應(yīng)考慮到這些因素。

一般來說，作為智能性的UPS應(yīng)具備下列功能：

(1)實(shí)時(shí)監(jiān)測功能。監(jiān)視電路中各部分狀態(tài)，隨時(shí)獲取主機(jī)工作時(shí)的有關(guān)參數(shù)。

(2)人機(jī)交互功能。可按實(shí)際運(yùn)行情況，通過程序修改，重新設(shè)置UPS內(nèi)部的各種臨界工作點(diǎn)閥值，也可讀取UPS電源各種工作參數(shù)。

(3)故障診斷功能。對監(jiān)測到的不正常參數(shù)及時(shí)分析，及早發(fā)現(xiàn)故障苗頭，顯示其性質(zhì)、部位，給出處理方法，并自動記錄有關(guān)信息。

(4)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。提供一個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)接口，能通過RS232或RS485接口經(jīng)調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)與異地計(jì)算機(jī)終端通訊，達(dá)到遙測和遙信的目的。

正確配置UPS后備電源

為保證電網(wǎng)停電時(shí)，也能利用UPS電源繼續(xù)向計(jì)算機(jī)提供高質(zhì)量供電，后備電池的配置尤為重要。當(dāng)負(fù)載不允許被中供電時(shí)，通信機(jī)房內(nèi)UPS電池后備時(shí)間應(yīng)大于從市電中斷到恢復(fù)的時(shí)間或到發(fā)電機(jī)組正常供電所需時(shí)間(前級供電系統(tǒng)配有發(fā)電機(jī)組)，若此段時(shí)間較長，則應(yīng)配置外接的長的電池組，但此時(shí)應(yīng)確認(rèn)UPS內(nèi)部整流器有能力對外接大容量電池組進(jìn)行充電，否則應(yīng)配置外接充電器。電池容量選擇應(yīng)遵循以下原則：即電池必須在后備時(shí)間內(nèi)供電給逆變器，且在額定負(fù)載下，電池組電壓不應(yīng)下降到逆變器所允許的電壓以下。在布置機(jī)房設(shè)備排列時(shí)，應(yīng)盡量使電池組靠近UPS主機(jī)，縮短兩者連線長度，增大連線截面積，以降低連線自感量和線路壓降。電池組可安裝在電池柜內(nèi)，也可安裝在敞開的電池架中，前者美觀。整潔，但對樓板承重要求較高，后者可分散承重，且散熱性好，但占地面積多，易積塵，給維護(hù)帶來不便。通過冗余方式增加供電可靠性為了提高UPS供電的可靠性，可采用多種UPS冗余連接方式，各種方式都有優(yōu)缺點(diǎn)，考慮方案時(shí)要根據(jù)實(shí)際負(fù)載情況，選擇合適的模式。


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