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如何匹配UPS交流稳压电源

了解UPS交流稳压电源


UPS交流稳压电源即不间断电源,是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接,通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应。当市电输入正常时,UPS交流稳压电源将市电稳压后供应给负载使用,此时的UPS交流稳压电源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交流稳压电源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交流稳压电源设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。


UPS交流稳压电源的可靠性


UPS交流稳压电源的可靠性更多有赖于电源系统的整体设计,而并非UPS交流稳压电源本身的设计(如UPS交流稳压电源是否采用互动式或双变换技术)。而最终,提高UPS交流稳压电源可用性的办法无疑就是将包括UPS交流稳压电源和整个电源保护方案在内的整体修复时间缩至最短,将冗余扩至最大。


一直以来,MTBF(平均无故障时间)是UPS交流稳压电源生产商用来测量和说明UPS交流稳压电源可靠性的关键度量指标。不过,用MTBF莱预测UPS交流稳压电源的可用性实际上却难具说服力。


为了说明这一点,我们来举一个例子,假设一台UPS交流稳压电源的MTBF是200,0OOh,非专业人士可能简台UPS交流稳压电源的MTBF是200,0OOh,非专业人士可能简单地以为该设备可以无故障运行200,000h(约为23年)。但是,事实上UPS交流稳压电源生产商不可能也不会对产品进行为期23年的无故障运行测试。相反,他们只是根据UPS交流稳压电源组件的预计使用寿命先行计算出一个MTBF值。然后,在其出货量增长到具有统计学意义时,会根据这批设备实际的性能数据替换到某些初步的预估值,这些修正后的数据可能存在误导性。比如,假设2,500台UPS交流稳压电源在5年的研究期内运行良好,那么得到的MTBF值可能会相当高。但是如果这些系统中有一个组件的使用寿命只有6年,那么在5年研究期过后的一年,它们中的90%可能会发生故障。


UPS交流稳压电源设计的分类:


第一类、后备式UPS交流稳压电源的电源通路


当UPS交流稳压电源检测到停电故障时,后备式UPS交流稳压电源可以切断IT设备(lTE)的市电供电,为系统提供电源保护。不过,一些备用电源系统会在过压或欠压时提供局部的电源保护,对电池电源的使用较为有限。可见,虽然后备式UPS交流稳压电源可提高效率和降低成本,但有时提供的电源保护并不全面。


第二类、互动式UPS交流稳压电源的电源通路


互动式UPS交流稳压电源通常视情况适度调节电压之后,再对受保护设备供电。不过,互动式UPS交流稳压电源必须使用电池电源来防止各种频率异常现象和停电'清况。


第三类、双变换式UPS交流稳压电源的电源通路


双变换式UPS交流稳压电源可以将关键负载与市电电源完金隔绝,从而确保为IT设备提供洁净、可靠的电力。双变换式UPS交流稳压电源比后备式UPS交流稳压电源和互动式UPS交流稳压电源更耗能,因此它们在数据中心或设备司内的散热量更高。


如何提高UPS交流稳压电源可靠性


1、添加并联电池组:


使用单组串联电池的UPS交流稳压电源对正常供电负载的风险会大大增强。如果串联申的电池其申一只出问题,就会影响整串电池组放电,从而导致UPS交流稳压电源无法正常供电。如果在UPS交流稳压电源上再并联一串电池组的话,假设其中一串电池组发生故障,那么UPS交流稳压电源仍可由另一串正常的电池组供电一段时间,从而有时间连接备用发电机供电或者从容关闭负载设备。


2、安装柴油发电机:


电池供电只能解决一时的燃眉之急。如果面临长时间的断电情况,即使使用了最长时效的电池组可能也是"有心无力"。因此,在长时间停电的情况下,使用柴油发电机作为备用供电电源较为理想力口。


3、通过并联安装UPS交流稳压电源提高可用性:


冗余的设计逻辑,不仅适用于电源保护方案,同样亦适用于UPS交流稳压电源设计。在电源设计申构建多条电源通路能够从根木上提高系统的可靠性。


电源供应链的最终性能受限于其申最弱的一环。因此,在供应链的每一点上添加多个冗余可以提高其整体的可靠性。因此,最可靠的输电系统通常包括从总电源至用电负载的多条相互独立的电源通路,相互尽可能避免重叠。采用冗余配置的电源系统,当组件发生故障或者进行例行维护时郡不会导致IT设备关闭。


如何选择UPS交流稳压电源配置


根据设备功率选用匹配的UPS交流稳压电源,例如需要续航使用的设备是一台电脑(参考350W),可以配置一台500va的UPS交流稳压电源。选择方式是;设备功率除于UPS交流稳压电源功率因数0.8等于匹配的UPS交流稳压电源。


根据设备功率,延时要求。做出配置方案。延时时间越长配置的电池组容量或数量就越多。


蓄电池容量的计算方法


蓄电池的容量必须是以所定的电压、所定的时间可向负载提供的容量。以下就容量计算方法进行说明:


1、计算容量的必要条件


A、放电电流有必要明确放电过程中负载电流的增减变化和其随时间变化情况。

B、放电时间可预期的负载的最大时间。

C、最低蓄电池温度预先推定蓄电池放置场所的温度条件,决定蓄电池温度最低值。一般设置在室内时为50C,设置在特别寒冷地区室内时为-50C。用空调保证室内温度时按实际温度作为最低温度。

D、允许的最低电压单格允许的最低电压(V/单格)=(负载所允许的最低电压+导线的电压损失)/串联格数


2、容量的计算公式


C=1*[K1I1+K2(I2-I1)、、、、、、、KN(IN-IN-1)]/LC:250C的额定放电率换算容量(AH)、、、、、、UXL电池是10HR容量。L:对因维护系数、使用年数、使用条件的变化而引起的容量变化而使用的修正值。一般L值采用0.8。K:由放电时间T、电池的最低使用温度、允许的最低电压而决定的容量换算时间。I:放电电流下标1、2、、、、N:按放电电流变化顺序依次加给T、K、I


3、容量的计算举例


A、放电电流140A(一定)

B、放电时间30分

C、最低蓄电池温度-550C

D、允许的最低电压1.6V/单格按上述条件,得出K=1.1C=1X1.1X140=192(AH/10HR)/0.8所以,可使用UXL220-2。注:上述例子是针对放电电流一定的简易的负载类型电池容量的计算。


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