弱电工程施工中,UPS就是为了解决不间断供电而设置的。UPS电源安装是比较重要的一个环节。UPS安装前,都需要先考虑好UPS输入输出配电。
UPS的三大基本功能:稳压,滤波,不可间断。
在市电供电时,它是稳压器和滤波器的作用,保证设备正常工作;在市电中断时,它又可以通过把它的直流供电部分(电池组,柴油发电机等)提供的直流电转化为完美的交流电供负载使用,其中由市电供电转电池供电一般为0时间切换,这样就使负载设备在感觉不到任何变化的同时保持运行,真正保证了设备的不间断运行。
UPS安装7项注意
一般UPS厂家会向用户提供完整、详细的UPS安装要求和注意事项,只有符合这个要求,才能保证UPS供电系统正常工作。
在实际应用中,工程师可根据要安装的UPS的实际情况将相关参数发给客户,以便客户按此要求施工。下面逐一进行说明/p>
1
用户为UPS提供的输入市电其波动值一般要小于UPS标称的允许市电波动值,例如某型号UPS标称允许市电输入电压波动在V+20%,那么此项可要求用户市电波动在+15%,这样有利于UPS正常运行;零地电压一般要求在不带负载时小于1.5V,带满载时小于2V,工程师也可根据现场情况及负载要求提出此值。
2
UPS为了消除共模干扰,零、火线对地之间都加了滤波电容,零、火对地都有电流,可能造成零、火线上电流不等,从而使带漏电的断路器跳闸。所以UPS前级及负载回路不能装带漏电保护的断路器,以免造成UPS及其负载意外掉电。这里要指出的是,用户配UPS的主要目的是为了重要设备如计算机等的安全运行,而不是为了保障人员安全,所以也不应该对线路中带电部分如插座、断路器等频繁插拔、开合。
为了消除干扰,大多数UPS的输入零线与输出零线是隔离的或者是经过扼流圈的,所以在做UPS配电时不能把UPS输出(即负载)的零线接到输入配电的零线母排上。用户可将UPS输出(负载)零线接到单独一条零线排上。某些品牌的UPS在UPS内部输入零线与输出零线直通,就可以把输入零线与输出(负载)零线接到同一母排上。
UPS输入断路器是专为单独控制UPS输入电源的通断的,所以UPS输入断路器的下口不要再接其它的用电设备,以免影响UPS输入电的正常通断。
这里要说明一点,有些用户要求UPS在市电掉电后,UPS靠电池后备工作的时间很长,这样,UPS所配的外接长延时电池的容量会很大,为保证这部分外接电池能够有足够的充电电流(一般为外接电池总AH数的10%),厂家会给UPS另外配一只外接长延时电池充电器,此充电器的交流输入电源要与UPS的输入电源同时通断,才能保证在有市电时,外接充电器对外接电池充电,市电断时,电池通过充电器立即向UPS逆变器放电。所以这种充电器的交流输入电是要与UPS的输入电接在同一断路器的下口的。
5
在为UPS选配输入输出断路器时,首先要求断路器标称的额定电压要符合UPS的额定输入输出电压,如单进单出UPS可选单极(或N+1,或两极)额定电压为ACV或V的断路器,三进三出UPS可选三极(或N+3,或四极)额定电压为ACV或V的断路器。要注意断路器的额定分断能力ICU要符合UPS厂家的要求,一般小型UPS为10KA或6KA,大中型UPS都要求在30KA以上。
6
UPS与外接长延时电池之间连线不宜过长,否则在电池连线上损失的压降过大。另外,用户往往十分注意UPS主机工作的环境温湿度,电池与主机一同放置可使电池也得到良好的工作环境。
7
建议用户为UPS及其负载单独设置配电盘(柜),以便于对UPS及其保护的负载进行集中、可靠的控制。此配电盘(柜)要符合国家相关标准。
注:关于电池的建议
必须:
使用前必须检查电池外观;
存储电池在阴凉处(温度最好不超过C或F);
把存放起超过三个月的电池加以适当的补充电;
充电时要在通风良好的环境中进行;
把电池牢固地安装在设备机箱内。
切勿:
将电池放在靠近火源的地方或焚烧电池;
将电池短路;
将电池放在密闭箱;
野蛮装卸电池;
使用跛裂或漏夜的电池;
过度震动和摇晃电池。
UPS基本问题14问
1FUPS一般哪种负载的能力强?
一般UPS就是按感性负载设计的,所以带感性负载是它的本分。一般UPS逆变器输出端并联的电容器一方面起滤波作用,另一方面是抵消负载中的电感分量。
如果负载时容性,又如何用电容去抵消电容性分量呢?只能使输出的电容分量加大,而这些电容分量的电流又必须由逆变器提供,使逆变器输出的有功分量减小,所以带载的能力就减弱了。
2FSTS、LBS及双总线作用是什么?
STS(静态开关)的作用是将两路输入交流电进行切换。
LBS(同步器)的作用是将两组UPS同步,目的是为了使STS的切换时间为零。
双总线的作用是为了给用电设备提供冗余的电源。
3FEPS和在线式UPS主要区别及主要用
与UPS相同之处:EPS是%的后备式UPS,它的工作原理和后备式UPS一样。
不同之处:EPS由于带的负载不同,比如照明和启动水泵等,功率需要做的很大,在启动水泵时可以将逆变器做成变频器;而后备式UPS由于主要的对象是PC机之类的IT设备,所以容量很少有超过3KVA的。
一般3KVA以上的IT设备都选用在线式UPS,在IT设备场合无论如何是不能用EPS的。
4F工频机和高频机比较有什么优缺点?
工频机UPS:缺点是输入功率因数低,功耗大,效率低,体积大,笨重,价格高,可靠性低;优点是制造相对容易,尤其是采用手工作业影响也不大,要求一致性相对低一些。
高频机UPS:优点是输入功率因数高,功耗小,效率高,体积小,轻便,可靠性高;但对生产手段要求高,要求一致性严格。
5F为什么UPS容量用VA表示?叫什么功率?
有功功率的单位是瓦特(W),无功功率的单位是乏(var)。一般UPS的容量都用视在功率表示,由于视在功率中既包含有功功率,也包含无功功率,既不能称作W也不能称var,既然是视在功率是伏特(V)与安培(A),就索性称为VA。
6F什么叫有功功率,什么叫无功功率?
有功功率指的是能使负载做功的功率,比如使灯泡发光,使电路工作等等。做功后又完全变成热量散发到大气中,一去不复返。
无功功率指的是储存在储能装置(器件)中的功率,它可以转化为有功功率。
7FUPS效率定义是什么?它代表什么?
UPS效率的η的定义是:输出有功功率P与输入有功功率P’之比的百分数,即:η=(P/P’)%。它是衡量UPS功耗大小的标志。和功率因数不是一码事。
8F蓄电池容量单位是什么?含义是什么?
蓄电池的容量单位是安培小时,简称安时(AH),它的含义是该电池在指定放电率的条件下恒流或者恒功率放电,到指定放电时间结束瞬间放出的容量数。如放电率为10,容量为AH的电池,用放电电流10A恒流放电10H,所放出的容量就是AH。
9F了解UPS发展情况对用户有何好处?
了解UPS发展的方向最主要的目的是使用户避免购买已经过时而已被淘汰或马上就被淘汰的设备,以免造成不必要的损失。
目前UPS已经发展到了在线式并联冗余模块化解决方案系统UPS,请渠道商和用户都能认识到模块化已经来临,它将取代传统UPS在数据机房的应用。
10工频机输出隔离变压器是否全隔离效果?
工频机的输出隔离变压器严格讲是它逆变部分不可或缺的组件,没有全隔离效果,因为旁路无隔离,零线无隔离。
11UPS上有防雷吗?
UPS可以选配输入C级防雷,它有两种方式:
1
以保护负载为优先的防雷;
1
以保护供电为优先的防雷,但是作用不大。因为UPS装了防雷充其量只能使配电柜中省一级防雷,但是配电当中还是不能省略防雷装置。
防雷在UPS选择中当属十分次要的因素。
12UPS隔离变压器是否能抗过载能力增强?
错了,那是反应速度慢,过载以后UPS都会跳旁路工作,等负载正常后再恢复整流和逆变工作。我们应该通过升级UPS容量来满足日益增长的负荷扩容需要。
13UPS的发展趋势是怎样的?
发展UPS技术的主要目的是提高UPS对输出端负载的动态响应越来越快又好。显然,采用先进的高频技术,动态响应速度最快,效果最好。
14工频机的质量是否更加稳定?
一些高频机因为节减生产成本、生产条件和设计落后而造成的质量不过关。为了紧跟市场趋势,提高效率更加环保、节能,非常有必要选择知名并且值得信赖的模块化UPS品牌。
UPS电源选择与电池容量计算
一、先确定功率段
简而言之,首先就是要确认我们希望UPS带载的设备的功率,然后就可以确认好UPS的功率。一般来说,我们建议负载功率占到UPS功率的30%~80%。如果负载太大的话,如同时启动时可能会造成UPS电源过载,负载太小时,不但造成了浪费,对电池的性能来说也不好。
二、UPS工作方式
目前市场上多见的工作方式有后备式、在线互动式、在线双变换(线纯在线)这三种,具体如下:
(1)后备式的UPS,不带稳压,市电与电池转换时有转换时间,一般用于个人电脑保护,或对UPS电源性能要求不高的情况下使用,此类型的UPS功率段一般较小;
(2)在线互动式,不带稳压,市电与电池转换时有转换时间,但有调压功能,一般用于配线间或微型机房,保护服务器及网络设备等,此类型的UPS功率段一般在5KVA以下。
(3)在线双变换UPS,市电与电池转换时无转换时间,无切换时间一般也是用于保护服务器或网络设备以及机房里的其他设备,此类型的UPS功率段从小到大都有,跨度比较大1KVA~0KVA,目前市场上较为多见。
以上几种UPS电源的性能从高到低依次为:在线双变换、在线互动式、后备式。价格一般与性能成正比。那是不是我们一定要选择贵的UPS呢?答案是否定的。正如我们的标题,我们要选择适合自己的UPS。如果是给个人电脑用,那么您选择后备式的UPS就可以,如果是给服务器用,则应该在在线互动式与在线双变换中来选择,选择应该按以下条件来进行:
1、设备要求
看您的设备是否需要很高精度的供电,可查看负载设备的铭牌上的标识或询问设备厂家。如需高精度的供电,则需要选择在线双变换的UPS。其次是看负载类型,有的负载是不允许供电有闪断,如:继电器类的设备或开关信号的设备,若您为这种类型的设备配备在线互动式的UPS,那么就有可能在UPS市电与电池切换时,负载有断电或误动作,因此对于这类的设备应该选择在线双变换UPS。如果您的设备没有以上两个要求,则可以继续下面步骤。
2、当地电网
如果当地电网质量相对较好,也就是说平时电压波动较小,这个时候就可以考虑选择在线互动式的UPS。但是如果当地电网质量较差,电压波动较大,那么我们建议使用在线双变换的UPS,这是由于这类型的UPS对市电的适应能力要好于在线互动式。
3、UPS转电池后续航时间
如果您要求较长时间延时,可以考虑选择标长两用的机器或买不带内置电池的UPS,这两种UPS电源都可以外配原装电池或第三方电池,以达到较长时间延时的目的。
4、安装方式
一般来说,UPS电源有两种安装方式,一种是塔式安装,一种是机架式安装,可根据您的机房环境或现场环境来选择,而且还需要注意,不是所有的UPS电源都同时支持这两种安装方式,大多数情况下,机架式的UPS也可以做塔式安装,但塔式的UPS不一定能做机架式安装,因为塔式的UPS可能没办法安装导轨。因此,确认好UPS功率段及工作方式后一定要确认一下UPS电源是否可以满足您的安装要求。
三、UPS不同种类电池的优点和缺点
一:UPS常用电池的种类,影响电池寿命的因素,不同种类电池的优点和缺点:
在UPS应用中的电池共有三种:包括开放型液体铅酸电池,免维护电池,镍铬电池。现UPS厂家所配的电池一般为免维护电池,下面以免维护电池为主介绍三种电池的特点:
1:开放型液体铅酸电池:此类电池按结构可分为8-10年,15-20年寿命两种。由于此电池硫酸电解会产生腐蚀性气体,此类电池必须安装在通风并远离精密电子设备的房间,且电池房应铺设防腐蚀瓷砖。
由于蒸发的原因,开放电池需定期测量比重,加酸加水。此电池可忍受高温高压和深放电。电池房应禁烟并用开放型电池架。
此电池充电后不能运输,因而必须在现场安装后充电初充电一般需55-90小时。正常每节电压为2V,初充电电压为2.6-2.7v。
2:免维护电池:又名阀控式密封铅酸蓄电池,在使用和维护中需遵循下列原则:
a:密封电池可允许的运行范围为15度-50度,但5度-35度之内使用可延长电池寿命。在零下15度以下电池化学成分将发生变化而不能充电。在20度到25度范围内使用将获得最高寿命.电池在低温运行将获得长寿命但较低容量,在高温运行将获得较高容量但短寿命。
b:电池寿命和温度的关系可参考如下规则,温度超过摄氏25度后,每高8.3度电池寿命将减一半。
c:免维护电池的设计浮充电压为2.3V/节。12V的电池为13.8V。CSB公司建议每节2.25-2.3V。在节电池串联的情况下,温度高于摄氏25度后,温度每升高一度浮充电压应下调3MV。同样温度每升高一度为避免充电不足电压应上调3MV。放电终止电压在满负荷(30分钟)情况下为1.67V每节。在低放电率情况下(小电流长时间放电)要升高至1.7V-1.8V每节,APCSYMMETRA可根据负载量调节充电电压。
d:放电结束后电池若在72小时内没有再次充电。硫酸盐将附着在极板上绝缘充电,而损坏电池。
e:电池在浮充或均充时,电池内部产生的气体在负极板电解成水,从而保持电池的容量且不必外加水。但电池极板的腐蚀将减低电池容量。
f:电池隔板寿命在环境温度为30-40度时仅为5-6个月。长时间存放的电池每6个月必须充电一次。电池必须存放在干燥凉爽的环境。在20度的环境下免维护电池的自放电率为3-4%每个月,并随温度变化。
g:免维护电池都配有安全阀,当电池内部气压升高到一定程度时安全阀可自动排除过剩气体,在内部气压恢复时安全阀会自动恢复。
h:电池的周期寿命(充放电次数寿命)取决于放电率,放电深度,和恢复性充电的方式,其中最重要的因素是放电深度。在放电率和时间一定时,放电深度越浅,电池周期寿命越长。免维护电池在25度%深放电情况下周期寿命约为次。
i:电池在到达寿命时表现为容量衰减,内部短路,外壳变形,极板腐蚀,开路电压降低。
j:IEEE定义电池寿命结束为容量不足标称容量AH的80%。标称容量和实际后备时间非线性关系,容量减低20%相应后备时间会减低很多。一些UPS厂家定义电池的寿命终止为容量降至标称容量的50-60%。
四、如何计算UPS所配电池的数量
最便捷的方法当然是使用弱电计算器了,看这里:
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电池供电时间主要受负载大小、电池容量、环境温度、电池放电截止电压等因素影响。根据延时能力,确定所需电池的容量大小,用安时AH值的来表示,以给定电流安培数时放电的时间小时数来计算。
一般UPS配置以以下公式计算/p>
UPS电压输出功率因数一般为0.7
功率(w)值÷0.7=VA值
UPS电源功率(VA)×延时时间(小时数)÷UPS电源启动直流电压(V)=所需蓄电池安时数(AH)
电池容量的大小由“安时数(AH)”这个指标反映,其含义是按规定的电流进行放电的时间。相同电压的电池,安时数大的容量大;相同安时数的电池,电压高的容量大,通常以电压和安时数共同表示电池的容量,如12V/7AH、12V/17AH、12V/24AH、12V/65AH、12V/AH。
以20KVA在线式启动电压VUPS为例:
电池容量(AH)
=
额定功率(VA)
x
后备时间(H)
÷
UPS启动电压(V)
=
00
x
2
÷
注:电池容量以上述公式计算
电池数量
=
UPS启动电压(V)
÷
电池电压(V)
32
=
÷
12
注:电池数量主要考虑启动电压配置
UPS功率(VA)
=
额定功率(W)
÷
功率因数(0.7-1.0)
00
=
÷
0.7
(注:UPS功率选型以上述公式计算)
故额定功率总和为14KW的所有设备后备2小时需配置一台20KVA启动电压为V的UPS、并配置12V/AH的电池32节(1组)。
注:12V蓄电池常用容量规格为7Ah、17Ah、24Ah、38Ah、65Ah、Ah、Ah等。
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