UPS，全稱Uninterruptible Power System，是一種先進(jìn)的電力保障設(shè)備，具有不間斷供電能力。內(nèi)置儲(chǔ)能裝置如電池組，能在主電源中斷時(shí)迅速接管，保護(hù)負(fù)載設(shè)備。其核心部件是逆變器，能將直流電轉(zhuǎn)為交流電，輸出穩(wěn)定電壓和頻率，為電子設(shè)備提供高質(zhì)量電力保障。UPS廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等領(lǐng)域，尤其在數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、銀行等關(guān)鍵場(chǎng)所不可或缺。此外，UPS還具備多種安全保護(hù)功能，確保設(shè)備安全?？傊?，UPS是一種高效、穩(wěn)定、安全的電力保障設(shè)備，能避免電力中斷帶來(lái)的損失。下面本文就帶大家更深入了解UPS不間斷電源。

▌01 UPS的作用、功能和結(jié)構(gòu)

（1）ups的作用

市電電網(wǎng)提供的電力供應(yīng)，看上去正常，可是不可靠:表面正常的電力，實(shí)際上危機(jī)四伏。

電源中斷：

● 數(shù)據(jù)丟失，通信中斷，商機(jī)延誤......—— 直接損失以每分鐘5000-100000元計(jì)

● 設(shè)備停運(yùn)，儀表失靈，手術(shù)中斷......—— 間接經(jīng)濟(jì)損失無(wú)法估量

電源污染：

● 瞬態(tài)尖峰、電源浪涌、高壓脈沖造成服務(wù)器、路由器、磁盤陣列 等設(shè)備硬件損壞

● 諧波污染、線間噪聲、頻率漂移造成網(wǎng)絡(luò)傳輸誤碼率大增，數(shù)據(jù)傳輸速度低下

（2）UPS的四大功能

不停電功能——解決電網(wǎng)停電問(wèn)題

交流穩(wěn)壓功能——能解決網(wǎng)壓劇烈波動(dòng)問(wèn)題

凈化功能——解決電網(wǎng)與電源污染問(wèn)題

管理功能——解決交流動(dòng)力維護(hù)問(wèn)題

（3）UPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

監(jiān)控平臺(tái)也是UPS的最重要組成部分之一。

▌02 UPS主要技術(shù)參數(shù)及相關(guān)配置計(jì)算

（1）UPS主要技術(shù)參數(shù)

輸入特性：

1、輸入電壓范圍 輸入電壓范圍寬可減小電池放電機(jī)會(huì)，延長(zhǎng)電池壽命。

2、輸入功率因數(shù) 功率因數(shù)低，輸入無(wú)功功率大，諧波電流污染電網(wǎng)，影響干擾其它設(shè)備。

3、主電源頻率允許范圍。

4、輸入電流諧波分量。（PFC、6/12脈沖變壓器）

輸出特性：

1、靜態(tài)穩(wěn)定度。大型為1%，中小型為2%。

2、輸出瞬態(tài)特性。大型5%，中小型8%。

3、輸出過(guò)載能力。（如：過(guò)載125% 5MIN;150% 10S)

4、輸出功率因數(shù)。（0.8、0.9、1）

5、輸出電壓諧波失真度。典型3%以內(nèi)。

（2）UPS相關(guān)配置及計(jì)算

UPS系統(tǒng)基本由以下部分組成：

● UPS主機(jī)

● 必選功能件(如BCB BOX等)

● 蓄電池

● 配套電池柜/架, 電池開關(guān)等

● 功能選件( 如防雷, 監(jiān)控,諧波治理，上出線等)

需要進(jìn)行的計(jì)算：

● UPS主機(jī)容量計(jì)算與選擇

● UPS后備電池的容量計(jì)算與選擇

（3）UPS容量計(jì)算與選擇

首先獲得負(fù)載的總功耗,并統(tǒng)一單位到KVA

例如:一般個(gè)人計(jì)算機(jī)負(fù)載約200VA，小型服務(wù)器負(fù)載約1500VA，大中型服務(wù)器負(fù)載約3000VA

電流I(A安培)及 功耗W（瓦特）與VA的轉(zhuǎn)換關(guān)系

● VA= I*220

● VA= W/0.8(計(jì)算時(shí)通?？紤]20KVA以下為0.7，20KVA以上為0.8)

考慮到UPS運(yùn)行在60-80%的區(qū)間是最佳運(yùn)行狀態(tài),一般建議在計(jì)算時(shí)將上面的結(jié)果除以0.8再一次放大

然后在產(chǎn)品手冊(cè)中選取最靠近的功率產(chǎn)品

● 采用恒功率模式計(jì)算方式 W/cell ＝ PL/(N×6×η)

▌03 UPS供電方式

集中供電方式：

優(yōu)點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備資源的等電位控制，減小傳輸誤碼率。

缺點(diǎn)：初期投資大，單機(jī)故障影響大。

分散供電方式：

優(yōu)點(diǎn)：方案布置靈活，故障影響小。

缺點(diǎn)：如整個(gè)設(shè)備不能保持同地線，易引發(fā)干擾。

單機(jī)供電：

● UPS解決方案中最簡(jiǎn)單的一種

● 每一分散地點(diǎn)交流供電系統(tǒng)容量多為6KVA以下

● 各點(diǎn)交流負(fù)載獨(dú)立地由一臺(tái)UPS提供動(dòng)力保護(hù)

● 市電通常就近采用插座輸入

主從機(jī)串聯(lián)“熱備份”

● 適合于中小型網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器群、辦公、儀表等應(yīng)用場(chǎng)合

● 由UPS主機(jī)、UPS從機(jī)、電池系統(tǒng)、配電系統(tǒng)組成

● 配電設(shè)計(jì)和工程施工簡(jiǎn)單

優(yōu)點(diǎn)：

兩臺(tái)甚至多臺(tái)UPS基本處于相對(duì)獨(dú)立、互不干擾的運(yùn)行狀態(tài)。

對(duì)于UPS同步跟蹤性能要求較低。

采用不同型號(hào)、不同容量UPS構(gòu)成串聯(lián)熱備份方式。

缺點(diǎn)：

從機(jī)長(zhǎng)期處于空載運(yùn)行狀態(tài)、效率低。

從機(jī)電池組長(zhǎng)期處于浮充狀態(tài)，得到定期帶載放電維護(hù)機(jī)會(huì)少，會(huì)影響電池壽命。

從機(jī)必須有良好的帶階躍負(fù)載能力。

長(zhǎng)期運(yùn)行，主機(jī)逆變器=靜態(tài)旁路轉(zhuǎn)換功能良好是關(guān)鍵

無(wú)擴(kuò)容功能。

相對(duì)于“并聯(lián)”冗余系統(tǒng)平均無(wú)故障時(shí)間偏低。

模塊并聯(lián)供電：

●全部交流負(fù)載集中供電，由1臺(tái)模塊化并聯(lián)UPS供電

● 模塊化UPS包括：機(jī)架、可并聯(lián)功率模塊、可并聯(lián)電池模塊、充電模塊等

● 適合于中小型網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器群、辦公、儀表等應(yīng)用場(chǎng)合

● 由機(jī)架、UPS功率模塊、電池模塊、配電系統(tǒng)組成

● 功率模塊配置為N+1冗余，減少了MTTR

● 共用輸入、輸出、并聯(lián)的電池系統(tǒng)、控制系統(tǒng)

N+1直接并聯(lián)冗余

● 適合于中大型網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心、大樓集中供電、工業(yè)廠礦等應(yīng)用場(chǎng)合

● 由直接并機(jī)的N+1臺(tái)UPS、電池模塊、配電系統(tǒng)組成

● 系統(tǒng)N+1冗余，可靠性高于單機(jī)UPS

● 易于擴(kuò)容，維護(hù)便捷

● 是應(yīng)用最為廣泛的方案

優(yōu)點(diǎn)：

完善的鎖相同步技術(shù)保證多臺(tái)UPS直接并聯(lián)時(shí)可均分負(fù)載電流。

良好的擴(kuò)容性能（N+1）

避免了“串聯(lián)”熱備份方式的缺點(diǎn)。

缺點(diǎn)：

對(duì)設(shè)備本身同步鎖相技術(shù)要求高

對(duì)設(shè)備制造技術(shù)要求高——輸出阻抗接近。

對(duì)逆變器輸出電壓調(diào)節(jié)性能要求高——分相調(diào)節(jié)

UPS必須同型號(hào)、同容量。

多臺(tái)并聯(lián)時(shí)，旁路也需增加“均流電感”

雙母線：

解決單母線運(yùn)行方式存在的單點(diǎn)“瓶頸”問(wèn)題。進(jìn)一步提高系統(tǒng)可靠性。系統(tǒng)配置復(fù)雜，投資大，安裝調(diào)試要求高。

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