科士达UPS

如何选购UPS电源

选购UPS电源有如下要点： 
一、选择UPS的选型
UPS的功率大小由几个因素决定，1.负载功率的大小，一般情况下UPS的功率是负载功率除以0.8的大小，但为了保障UPS最佳工作状态，一般是除以0.6 
2.负载类型，如果是一般的电脑选用后备式的UPS电源就足够，数据重要或一些高端的UPS应用就得用在线式的，如果是感性负载（如：打印机、复印机）那么要选择工频UPS电源。 

二、电池容量的选择
容量的计算标准公式如下： 
计算蓄电池的最大放电电流值： 
I最大=Pcosф/（η*E临界*N） 
注：P → UPS电源的标称输出功率 
cosф → UPS电源的输出功率因数（UPS一般为0.8） 
η → UPS逆变器的效率，一般为0.88~0.94（实际计算中可以取0.9） 
E临界 → 蓄电池组的临界放电电压（12V电池约为10.5V，2V电池约为1.7V） 
N →每组电池的数量根据所选的蓄电池组的后备时间，查出所需的电池组的放电速率值C，然后根据： 
电池组的标称容量= I最大/C时间与放电速率C 
30分钟 60分钟 90分钟 120分钟 180分钟 
0.92C 0.61C 0.5C 0.42C 0.29C 

三、例子
例如UPS 300KVA延时30分钟电池 
最大放电电流846A=标称功率300000VA×0.8÷（0.9效率*30节*10.5V每节电池放电电压） 
电池组的标称容量= 846÷0.92C=919AH 
电池组的总容量=919AH×30节×12V=330840AH需要用电池150AH30节6组电池柜6个尺寸800*900*2000300KVA UPS尺寸为1800*1250*1800 
数据中心的机房建设UPS供电时间的计算
为保证电网停电时，也能利用UPS电源继续向计算机提供高质量供电，我们就必须得知道自己购买的UPS能维持多长时间的持续供电，确保在这段时间内能恢复市电正常供电，我们有以下公式来进行供电时间的技术： 
UPS的额定容量是指UPS的最大输出功率（电压V和电流A的乘积）。 
通常市场上所售的UPS电源，容量较小的以“W”（瓦特）为单位来标识；超过1千瓦时，用“VA”（伏安）标识，“W”与“VA”值是有区别的。这就要求我们必须区别具体情况来选择UPS。一般来讲，1千瓦以内的小容量UPS一般都用“W”表示容量，容量在1KVA～500KVA的UPS都用VA而不是W来表示容量。 
事实上，“W”总是小于等于“VA”。它们之间的换算关系可用如下公式计算出来：W=VA×功率因数。功率因数在0～1之间，它表示了负载电流做的有用功（W）的百分比。只有电热器或电灯泡等的功率因数为1。对于其他设备来说，有一部分负载没有作功。这部分电流是谐波或电抗电流，它是负载特性引起的。由于有这部分电流，所以“VA”值比“W”值大，在功率因数为1时，“W”和“VA”值相同。 
那么在我们为计算机等设备选配UPS电源时，怎样选择合适的UPS容量？若选择不当，通常会出现以下两种情况，一是容量过小，即所谓小马拉大车，很可能会造成设备的损坏；另一种情况是容量过大，造成资金的浪费。因此，正确地选择UPS的容量对网络管理人员来说是一件重要的事情。 



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（1）在线式UPS电源 
在线式UPS电源：这种UPS电源一直使其逆变器处于工作状态，它首先通过电路将外部交流电转变为直流电，再通过高质量的逆变器将直流电转换为高质量的正弦波交流电输出给计算机。在线式UPS在供电状况下的主要功能是稳压及防止电波干扰；在停电时则使用备用直流电源（蓄电池组）给逆变器供电。由于逆变器一直在工作，因此不存在切换时间问题，适用于对电源有严格要求的场合。在线式UPS电源不同于后备式的一大优点是供电持续长，一般为几个小时，也有大到十几个小时的，它的主要功能是可以让您在停电的情况可像平常一样工作，显然，由于其功能的特殊，价格也明显要贵一大截。这种在线式UPS比较适用于计算机、交通、银行、证券、通信、医疗、工业控制等行业，因为这些领域的电脑一般不允许出现停电现象。 

（2）在线互动式UPS 
在线互动式UPS电源：这是一种智能化的UPS电源，所谓在线互动式UPS，是指在输入市电正常时，UPS的逆变器处于反向工作（即整流工作状态），给电池组充电；在市电异常时逆变器立刻转为逆变工作状态，将电池组电能转换为交流电输出，因此在线互动式UPS也有转换时间。同后备式UPS相比，在线互动式UPS电源的保护功能较强，逆变器输出电压波形较好，一般为正弦波，而其最大的优点是具有较强的软件功能，可以方便地上网，进行UPS的远程控制和智能化管理。可自动侦测外部输入电压是否处于正常范围之内，如有偏差可由稳压电路升压或降压，提供比较稳定的正弦波输出电压。而且它与计算机之间可以通过数据接口（如RS-232串口）进行数据通讯，通过监控软件，用户可直接从电脑屏幕上监控电源及UPS状况，简化、方便管理工作，并可提高计算机系统的可靠性。这种UPS集中了后备式UPS效率高和在线式UPS供电质量高的优点，但其稳频特性能不是十分理想，不适合做常延时的UPS电源。 

（3）后备式UPS 
后备式UPS电源：平时处于蓄电池充电状态，在停电时逆变器紧急切换到工作状态，将电池提供的直流电转变为稳定的交流电输出，因此后备式UPS也被称为离线式UPS。后备式UPS电源的优点是：运行效率高、噪音低、价格相对便宜，主要适用于市电波动不大，对供电质量要求不高的场合，比较适合家庭使用。然而这种UPS存在一个切换时间问题，因此不适合用在关键性的供电不能中断的场所。不过实际上这个切换时间很短，一般介于2至10毫秒，而计算机本身的交换式电源供应器在断电时应可维持10毫秒左右，所以个人计算机系统一般不会因为这个切换时间而出现问题。后备式UPS一般只能持续供电几分钟到几十分钟，主要是让您有时间备份数据，并尽快结束手头工作，其价格也较低。对不是太关键的电脑应用，比如个人家庭用户，就可配小功率的后备式UPS。 
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i.电源配置方案选用一般为：两电源、三电源、逆变电源。其中逆变电源方案仅适用于热电站及变电站。 

ii.系统在负载正常运行后，可以进行UPS离线检修、蓄电池定期维护工作。
iii.电源系统切换装置应能实现无扰动切换。
iv.低压母线的直流馈出回路，需配置隔离及稳压器。
v.具备两路供电的控制仪表，应具备两路非同期工频交流电源同时工作的条件。
对UPS的要求：
I.选用在线式UPS，电源质量符合UPS输出标准时，其逆变器在热备用状态运行，其接线简单可靠。
II.UPS容量≤40KVA时，宜采用单相输出；＞40KA时采用三相输出。采用三相输出时，UPS必需具备在短期内各相100%不平衡情况下正常工作的能力。
III.采用单机运行方式。
IV.采用密封阀控式铅酸蓄电池，备用时间一般为15~30MIN。
V.UPS容量按新建系统的1.5倍配置。
3 UPS系统方案设计
3.1 系统构架
这个是石化行业典型的两电源的UPS构架，由两路电源，一个隔离变压器、一台UPS组成。UPS采用双电源回路输入，UPS主电源由电源1提供，UPS旁路电源有电源2提供，同时UPS设置一个脱机维修旁路，允许UPS在故障维修或者更换时，系统仍然能够正常工作。同时DCS系统中的负载分为两个级别，即一般负载和重要负载，重要负载（一级负荷）由UPS系统直接供电，一般负载（三级负荷）由电源2经隔离变压器后供电。
3.1.1 UPS工作原理
UPS由整流器、逆变器、静态旁路、手动维护旁路、电池组构成。市电正常时，UPS将主回路的交流电整流成直流电，对电池充电，同时由逆变器将直流电重新逆变为与备用电源同频率同相位的高精度交流电，为负载供电。市电异常或中断是，电池对逆变器供电，输出高精度交流电为提供负载工作需求。UPS原理构架如图二所示。
3.1.2 隔离变压器原理
方案在市电电源2的后端设置隔离变压器，输入端采△型接法，不引入中线，输出端采用Y型接法。实现输入与输出的中性线隔离，减少*。
4 UPS的选择
4.1基本参数选择
有了合适的系统架构之后，必需根据系统架构选择一台合适的UPS。根据集团公司的文件要求，UPS至少满足下列条件：
a)输入电源质量指标：
输入电压：三相380V±15%或单相220V±15%。
输入频率：50HZ±2.5HZ。
b)输出电源质量指标：
输出电压：220V±5%。
输出频率: 50HZ±0.5HZ。
输出波形失真率: 小于5%。
c)输出电源瞬间断电时间应小于等于20mS。
d)输出瞬时电压降小于10%。
e)输出谐波失真率：THD<3%。
f)MTBF≥150,000小时
上述参数对于目前的UPS技术而言，非常容易实现，以台达NT系列UPS为例。目前该系列UPS能够达到以下技术规格。
a)输入电源质量指标：
输入电压：三相380V±25%。
输入频率：50HZ±5HZ。
b)输出电源质量指标：
输出电压：220V±1%。
输出频率: 50HZ±0.1HZ。
输出波形失真率: 小于3%。
c)输出电源瞬间断电时间应0mS。
d)输出瞬时电压降小于5%。
e)输出谐波失真率：THD<3%。
f)MTBF≥300,000小时
UPS在选择时，输入范围越大越好，宽输入电压范围的UPS,能够更好的适应企业复杂的电网环境，降低UPS的电池放电次数。输出范围选择精度越高越好，同时必需考虑输出电压瞬断时间，越精密的仪器，短暂的瞬段可能造成设备的误动作或者数据误码，是一种致命的危险。因此UPS宜选择输出精度高、0瞬断的机型。