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机房工程APC UPS不间断电源全套基础知识!

来源:apcups电源       2020-05-29 08:54:12       点击:
机房工程APC UPS不间断电源全套基础知识!

    apc ups,就是不间断电源。通常是弱电机房工程子系统之一,是将蓄电池与主机设备相连接,主要用于给设备提供稳定、不间断的电力供应。

  当市电输入正常时,apcups电源将市电稳压后供应给负载使用,此时的UPS就是一台交流式电稳压器,同时它还向机内电池充电;当市电中断(事故停电)时,UPS立即将电池的直流电能,通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应220V交流电,使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。
  UPS设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。下面我们一起来看下UPS的基础知识。
  UPS的基本原理及主要技术参数
  什么是UPS?
  利用电池化学能作为后备能量,在市电断电等电网故障时,不间断地为用户设备提供(交流)电能的一种能量转换装置。
  为什么需要UPS?
  市电电网提供的电力供应,看上去正常,可是不可靠:表面正常的电力,实际上危机四伏。


  电源中断
  数据丢失,通信中断,商机延误......
  ——直接损失以每分钟5000-100000元计
  设备停运,仪表失灵,手术中断......
  ——间接经济损失无法估量
  电源污染
  瞬态尖峰、电源浪涌、高压脉冲
  造成服务器、路由器、磁盘阵列等设备硬件损坏
  谐波污染、线间噪声、频率漂移
  造成网络传输误码率大增,数据传输速度低下
  UPS的四大功能
  不停电功能——解决电网停电问题
  交流稳压功能——能解决网压剧烈波动问题
  净化功能——解决电网与电源污染问题
  管理功能——解决交流动力维护问题
  UPS系统结构


  监控平台也是UPS的最重要组成部分之一


  UPS主要技术参数
  输入特性:
  1、输入电压范围输入电压范围宽可减小电池放电机会,延长电池寿命。
  2、输入功率因数功率因数低,输入无功功率大,谐波电流污染电网,影响干扰其它设备。
  3、主电源频率允许范围。
  4、输入电流谐波分量。(PFC、6/12脉冲变压器)
  输出特性:
  1、静态稳定度。大型为1%,中小型为2%。
  2、输出瞬态特性。大型5%,中小型8%。
  3、输出过载能力。(如:过载125%5MIN;150%10S)
  4、输出功率因数。(0.8、0.9、1)
  5、输出电压谐波失真度。典型3%以内。
  UPS相关配置及计算
  UPS系统基本由以下部分组成:
  UPS主机
  必选功能件(如BCBBOX等)
  蓄电池
  配套电池柜/架,电池开关等
  功能选件(如防雷,监控,谐波治理,上出线等)
  需要进行的计算:
  UPS主机容量计算与选择
  UPS后备电池的容量计算与选择
  UPS容量计算与选择
  首先获得负载的总功耗,并统一单位到KVA
  例如:一般个人计算机负载约200VA,小型服务器负载约1500VA,大中型服务器负载约3000VA
  电流I(A安培)及功耗W(瓦特)与VA的转换关系
  VA=I*220
  VA=W/0.8(计算时通常考虑20KVA以下为0.7,20KVA以上为0.8)
  考虑到UPS运行在60-80%的区间是最佳运行状态,一般建议在计算时将上面的结果除以0.8再一次放大
  然后在产品手册中选取最靠近的功率产品
  采用恒功率模式计算方式
  W/cell=PL/(N×6×η)
  UPS供电方案介绍
  集中供电方式:
  优点:可以实现网络设备资源的等电位控制,减小传输误码率。
  缺点:初期投资大,单机故障影响大。
  分散供电方式:
  优点:方案布置灵活,故障影响小。
  缺点:如整个设备不能保持同地线,易引发干扰。


  单机供电
  UPS解决方案中最简单的一种
  每一分散地点交流供电系统容量多为6KVA以下
  各点交流负载独立地由一台UPS提供动力保护
  市电通常就近采用插座输入
  主从机串联“热备份”
  适合于中小型网络、服务器群、办公、仪表等应用场合
  由UPS主机、UPS从机、电池系统、配电系统组成
  配电设计和工程施工简单


  优点:
  两台甚至多台UPS基本处于相对独立、互不干扰的运行状态。
  对于UPS同步跟踪性能要求较低。
  采用不同型号、不同容量UPS构成串联热备份方式。
  缺点:
  从机长期处于空载运行状态、效率低。
  从机电池组长期处于浮充状态,得到定期带载放电维护机会少,会影响电池寿命。
  从机必须有良好的带阶跃负载能力。
  长期运行,主机逆变器=静态旁路转换功能良好是关键
  无扩容功能。
  相对于“并联”冗余系统平均无故障时间偏低。
  模块并联供电
  全部交流负载集中供电,由1台模块化并联UPS供电
  模块化UPS包括:机架、可并联功率模块、可并联电池模块、充电模块等
  适合于中小型网络、服务器群、办公、仪表等应用场合
  由机架、UPS功率模块、电池模块、配电系统组成
  功率模块配置为N+1冗余,减少了MTTR
  共用输入、输出、并联的电池系统、控制系统
  N+1直接并联冗余
  适合于中大型网络、数据中心、大楼集中供电、工业厂矿等应用场合
  由直接并机的N+1台UPS、电池模块、配电系统组成
  系统N+1冗余,可靠性高于单机UPS
  易于扩容,维护便捷
  是应用最为广泛的方案


  优点:
  完善的锁相同步技术保证多台UPS直接并联时可均分负载电流。
  良好的扩容性能(N+1)
  避免了“串联”热备份方式的缺点。
  缺点:
  对设备本身同步锁相技术要求高
  对设备制造技术要求高——输出阻抗接近。
  对逆变器输出电压调节性能要求高——分相调节
  UPS必须同型号、同容量。
  多台并联时,旁路也需增加“均流电感”
  双母线
  解决单母线运行方式存在的单点“瓶颈”问题。进一步提高系统可靠性。系统配置复杂,投资大,安装调试要求高。