1 UPS不间端电源的工作原理
UPS(uninterrupted power supply)电源包括两部分主机和蓄电池,按工作方式可分为后备式和在线式两种。后备式 UPS电源在市电正常供电时,市电通过交流旁路通道直接向负载供电,此时主机上的逆变器不工作,只是在市电停电时,才由蓄电池供电,经逆变器驱动负载。因此它对市电品质基本没有改变。而在线式UPS电源却有所不同,在市电正常时,它首先将交流变成直流电,然后进行脉宽调制、滤波,再将直流电重新变成交流电源向负载供电;一旦市电中断,立即改为蓄电池 逆变器对负载供电;因此,在线式UPS电源输出的是与市电网完全隔离的纯净的正弦波电源,大大改善了供电的品质,保护了负载安全、有效的工作。在线式UPS电源工作原理如图:
图一、在线式UPS框图
2 UPS额定输出容量的选择
首先计算前端的负载功率,为确保UPS的系统高效率和尽可能地延长UPS的使用寿命,一般负载功率应满足UPS额定功 率的60-80%,但一般情况下80%为临界点,必须保持UPS的负载功率在80%以下。
在XX园区系统中需要不间断供电的有视频监控、防盗报警、巡更等系统,总功率统计见下表:
设备总功率估算表 序号 一、 1 2 3 4 5 6 7 8 9 名称 监控系统 红外枪机 室外红外球机 网络视频存储系统(含扩展阵列柜) 报警联动系统 解码器 22寸液晶监视器 分控工作站 编码器 交换机 113 8 1 1 16 16 2 27 6 8 20 1150 50 20 50 200 20 84.2 904 160 1150 50 320 800 400 540 505.2 数量 功率(W) 总功率(W) 备注 合计功率: 二、 1 2 3 合计功率: 三、 1 合计功率: 机房电脑设备(以四台计) 电脑 4 200 报警系统 主机 ABH-100 ABH-200 1 14 1 20 1 1 4829.2 20 14 1 35 800 800 总功率合计: 5664.2 备注: 1.以上为估算值,并非实际发生的功率值。 2.所有设备功率的采集都是根据该设备额定功率进行计算的。
如上表所列总功率约为5664.2VA,那么根据前文所讲的“一般负载功率应满足UPS额定功 率的60-80%,但一般情况下80%为临界点,必须保持UPS的负载功率在80%以下”。5664.2÷80%≈7080.25VA,所以就选择了10KVA的在线式主机。
3 计算蓄电池的工作时间
蓄电池的基本参数:电压(2V、6V、12V等)、容量(65AH、100AH等) 在实践过程中,我们总结出下面的公式,可以计算出蓄电池的工作时间:蓄电池组容量×电压/实际功率×0.7(功率因数)=满载时蓄电池工作时间:
本方案中UPS系统的实际工作功率约为5664W,1个电池柜共20块铅酸蓄电池,每块电压12V,所以电池组电压=12V×20=240V,供电时间为12小时,该系统蓄电池组的容量为:5664W×0.7×12小时/240V≈198,从经济和现场环境进行分析的角度看,该方案中电池容量选择100AH为最佳,则电池组为2组(共40节电池)。 4 配线选择
合理选择配线是很重要的,线径太细,电流太大,容易发热而引起火灾;线径太粗,则造成浪费。根据金属导线的电气特性,一般多股铜芯线容量为6A/mm ,铝线容量为4A/mm ,确定主机功率后,可以参考下表选择配线和空气开关。
表一、配线的选择 表二、空气开关的选择 5 UPS维护
1)主机的维护及注意事项,UPS主机一般是智能型的,它对环境温度要求不高,但要求室内清洁卫生,否则灰尘遇潮湿会引起主机工作紊乱;主机中的参数在使用中不能随意改变;在断电时,应避免带负载启动UPS电源,应先关掉负载,等UPS启动后再开启负载,否则会有多负载的冲击电流和供电电流造成UPS电源瞬间过载,严重时会损坏变换器;不能让UPS电源经常处于满载或过载。
2)尽管使用的是免维护蓄电池,但从广义来说一定的维护还是必要的: 它对环境温度要求较高,工作环境一般要求在20℃-25℃之间,低于
15℃时,其放电容量下降,温度每降低1℃,其容量下降1%,而温度过高(大于30℃)其寿命就会缩短;
要防止电池短路或深度放电,深度放电会造成电池内阻增大或充电电
压过低从而导致降低甚至失去充电能力,放电程度越深,循环寿命越短;
要避免大电流充放电,否则会造成电池极板膨胀变形,使得极板活性
物质脱落,内阻增大,容量下降,寿命缩短;
由于组合电池电压很高,存在电击危险,因此装卸导电联接条、输出
线时应有安全保障;
对于不经常停电的地区,建议用户每隔一个月对UPS进行一次人为的
断电,让UPS电源在逆变状态下工作一段时间,防止电解液沉淀,以便让蓄电池维持良好的充放电特性,延长使用寿命; 搬运电池时不要触动极柱和安全排气阀;
不能用二氧化碳灭火器,一旦发生火灾,可用四氧化碳之类的灭火器; 不能把不同容量、不同厂家、不同性能的电池联在一起,否则会影响
整组蓄电池的性能。同时,要定期对电池进行检查、测量,并做好记录。检查项目包括:整组电池的浮充电压,单体电池浮充电压,测单体电池电压时,应在电池放电状态下进行,否则测得的结果会是假电压,经验作法是在测量时,万用表两端并联一个1-3欧母的电阻丝;检查电池是否损坏,壳、盖间有无泄漏,表面是否有灰尘等杂物,电池架、连接线、端子是否有松动或锈蚀等。单体电池电压不能低于标
称值的70%,判断是漏液还是酸雾的标志是观察极柱是否有晶体淅出,有晶体淅出证明是漏液现象,否则是酸雾,漏液主要集中在蓄电池正、负极接线端子处,酸雾溢出主要是排气阀附近。一旦当发现电池电压异常、物理损伤、电解液泄漏、温度异常等现象,应找出原因并及时更换有故障的蓄电池。 6 设备选型
综上所述我们选用目前市场占有率高,质量好,并且综合性能优越的国际品牌ZLPOWER UPS 主机
T6KL UPS 主机
1)T6KL~3T20KL系列采用双转换纯在线式的架构,是有效解决所有电源问题的最佳架构设计。该架构能够有效阻隔异常电源对负载的冲击,同时还能保证输出电源的稳定、可靠,让负载安全的运行。采用数字化控制技术,实现并联扩容和并联冗余的功能,为用户提供电源规划的弹性和更安全的保障。产品适用于大型通信机房,数据机房,银行,政府,军队,石油,通信、税务等行业用电设备。
2)产品性能 正弦波输出
无论在市电模式或电池模式,均可输出低失真度的正弦波电源,为用户的负载设备供最佳的电源保障。
零转换时间
当市电停电或复电时,UPS在市电模式与电池模式之间的切换是完全没有转换时间的,有效保证了负载运行的可靠性。
旁路输出人性化
为了避免中龙用户让UPS工作于BYPASS MODE不开机使用,造成市电中断,UPS与设备均异常关机。中龙T6K~3T20K输入正常市电,默认无旁路输出。必须开机,才会有正常逆变输出。(也可设置上市电就有旁路输出,按客户要求做)
功率因数修正(PFC)
T6K~T20K系列UPS具备输入功因修正功能,在满载情况下,输入功因可以达到0.95以上,使用户的电网环境不会受到污染。
直流启动
在市电停电状态下,若需要使用UPS启动计算机或其它负载设备,T系列UPS可以直接以电池进行直流开机,使UPS的使用更加方便、可靠。
长效型供电设计
T系列UPS全面提供长效机供用户选择。配置合适的电池组,可以使用户放电使用时间达到需要的时间,以满足不同电网环境的要求。(长效机型带“L”表示)
长效机强大充电能力
T系列UPS长效机除了放电时间延长,电池回充能力也很强,可以提供约5~10A的初始充电电流。
自我检查功能
T6K~3T20K系列UPS可以进行模拟断电的情况,进入电池模式供电,此功能既可通过面板上的自检按键随时执行,也可以配合中龙公司监控软件,按定期或不定期方式进行。
强力抗干扰
针对电磁干扰与射频干扰,T6K~3T20K系列UPS依循国际标准EN50091-2和IEC61000-4系列标准设计,有效提高了UPS使用的安全性与可靠性。
可搭配发电机使用
宽广的输入电压与频率范围,T系列可以与主要品牌发电机搭配使用,使用时间更加延长,同时有效去除了发电机所产生的不良的电力,为负载提供纯净、安全、稳定的电源。
绿色环保型
本产品为绿色环保型产品, 符合欧盟环保指令RoHS的各项要求和国家电子信息产品污染控制管理办法, 在产品正常使用情况下,不会对人体及环境造成危害
配备Intelligent Slot 智能插槽
T6K~3T20K系列UPS配备一个Intelligent Slot智能插槽,用户可以选购AS400卡,AS400标准通讯信号,用户利用AS400界面来作Remote Display,包含声音报警及灯光显示。或选购中龙SNMP智能监控卡,通过Internet国际
互联网进行全球化管理,或者通过SNMP网管,实现集中监控及远程监控等功能。
3)技术参数
产品型号 额定容量 配线 输入 电压 频率 电压 T6K T6KL T10K T10KL 3T10KL 3T15KL 3T20KL 6KVA/4200W 10KVA/7000W 10KVA/7000W 15KVA/10500W 20KVA/14000W 单相二线+接地 176~276VAC 三相四线+接地 304~478VAC 46~54Hz/56~64Hz 220/230/240(1±1%)VAC 50/60Hz(可设定) 频率 输出 50Hz市电模式:同步市电(市电在46~54Hz范围);电池模式:50Hz 60Hz市电模式:同步市电(市电在56~64Hz范围);电池模式:60Hz 电流 3:1 峰值比 输出波形 满载 ≥7′ ≥5′ 可配置 时间 半载 ≥20′ ≥13′ 备用电池标称电压 转换时间 过载能力 通讯界面 操作温度 240VDC 0ms 105%~130% 10min,150%以上1min RS-232+Intelligent Slot 0℃~40℃ 15%~90% 260*570*717 (W*D*H)mm 净重(Kg)
90 35 93 38 39 55 55 正弦波 可配置 环境 湿度 外观尺寸
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