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迪能谈如何配置UPS不间断电源
2019-09-26 16:43:00 来源:本站 浏览:182

先确定功率段

简而言之,首先就是要确认人们希望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,建议负载功率为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。

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~1000kVA,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。

UPS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

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:

1

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。

2

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。

3

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120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,有些UPS可根据负载量调节充电电压。

4

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。

5

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。

6

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。

7

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。

8

电池的周期寿命(充放电次数寿命)取决于放电率,放电深度,以及恢复性充电的方式,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100%深放电情况下周期寿命约为200次。

9

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。

10

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%。

如何计算UPS所配电池的数量

1、蓄电池计算方法

例如一台40KVAUPS,直流电压为384V,每组为12V电池32节,如果后备时间要求2小时,则计算电池的容量为:

40000VA*2H/(0.7*384V)=297AH

所以选择3组100AH电池,共96节。

电池组的电流为40KVA/384V=104A,所以电池连线选择50mm2电缆。

电池总数=(功率/直流电压*小时)/每块安时*每组块数

其中功率为UPS的功率,直流电压为UPS电池供电所要求的电压,不同功率的UPS直流电压不同,每组块数为所要求电池的最小块数,一般配置电池时,必须为每组块数的整数倍,常见的UPS直流电压和每组块数如下(电池每块以12V为计算依据):

举例来说,配置一台5K8小时延时的UPS,其功率为5000,直流电压为96V,每组电池8块,配置100AH电池,其所需电池总数为:(5000/96*8)/100*8=32块。

2、UPS蓄电池配置的计算方法

1

下列因素影响备用时间

1

负载总功率P总(W),考虑到UPS的功率因数,在计算时可直接以P总的伏安(VA)为单位

2

V低是蓄电池放电后的终止电压(V),2V电池V低=1.7V;12V电池V低=10.2V

3

V浮是蓄电池的浮充电压(V),2V电池V浮=2.3V;12V电池V浮=13.8V

4

Kh为电池容量换算系数(Ct/C10),10Hr放电率为1,5Hr放电率0.9,3Hr放电率为0.75,1Hr放电率为0.6

5

I为电池工作电流(A),T为连续放电时间(H),V为UPS外接电池的直流供电电压(V)

2、计算方法

1

12V单体电池的数量N:N=V÷122V单体电池的数量为6N

2

电池工作电流I:I=P总÷V

3

实际电池容量C:C=I×T÷Kh

例如:功率为1KVA的电源备用时间4小时,选择UPS的型号为HP9101H,V=36V,则

①N=36V÷12V=3节

②I=1000VA÷36V=28A

③C=24A×4H÷0.9=124AH

④电池的配量可选用100AH一组3节,或65AH二组6节,选用的结果有偏离,这要看用户的需求和成本的考虑。


1、实际负载容量

这是决定UPS电源容量大小的最根本因素。UPS电源的输出能力必须达到或超过负载需要才能保证正常供电。实际应用中要考虑UPS电源是采用集中式供电还是分布式供电。采用集中式供电的负载总量应是将机房所有由UPS供电负载的功率累计。采用分布式供电的则根据每台UPS所带负载不同确定。

通常电气设备的负载容量称为视在功率,用S表示,单位VA。视在功率包含有功功率P(单位W)和无功功率Q(单位Var),其大小的关系是S2=P2+Q2。这里我们将有功功率与视在功率的比值称为功率因数,纯阻负载的功率因数为1,容性负载的功率因数一般在0.6~0.7。

2、负载的类型

如上所述,不同类型的负载其有功功率和无功功率的比例不同,但UPS需向负载同时提供足够的有功功率和无功功率,则实际输出能力受负载类型所限制。对于计算机类负载,UPS基本上可以输出额定的功率,如果负载是阻性或电感性的,则UPS的输出功率有所下降,需要加大UPS容量。例如功率因数为0.7的1KVAUPS,带计算机负载可以带满1KVA,带纯阻性负载最多只能带700VA(这时有功功率是700W),带电感性负载则更低。因此在计算负载容量时,对以W值表现功率的阻性、感性负载,应折算成VA值,一般地计算方法是:阻性负载的VA值=W值÷0.7;感性负载的VA值=W值÷0.3。

3、 UPS电源容量使用率

由于计算机机房设备有各种开关电源类的非线性负载及各类打印机负载,这些负载冲击电流大,如果供电UPS容量过小,长期重载运行,容易出现波形失真,而且易造成输出末级功率器件过流,加上重载引起的发热量,对系统可靠性明显不利。对于大功率UPS,一般建议容量使用率控制在0.6~0.8。

当然UPS容量也不宜过大。UPS带很小的负载虽然有利于可靠性,但过度轻载运行,一则浪费了投资,二则在市电长时间停电时,电池一直小电流放电,容易发生深度放电引起损坏。

4、环境条件

UPS的工作温度一般应控制在0~40℃范围内。如果温度过高、通风条件不好,则不利于散热,应降额使用。另外海拔高度也有影响,海拔超过1000m后每升高1000m,UPS应降额5%使用。

5、UPS的类型及实际负载能力

不同类型的UPS其带载能力有所不同。工频机的输出能力较好,而高频机的实际带载能力只有工频机的0.9倍。

另外一些厂商的产品,可能存在实际负载能力较标称容量低的现象,这是产品的可信性问题,用户在应用时不得不考虑这一因素。欧易美公司所生产的产品经过严格的测试和质量把关,用户完全可以放心。