UPS即不中斷電源,隨著各種電子設備的普及,UPS電源得到了越來越廣泛地應用。
1 UPS選型和配置
1.1 了解UPS電源的性能指標:①輸進電壓:220V或380V(三相四線制),-15%~+10%。②輸出電流:根據這個值選擇導線截面和輸進保險。③輸出電壓:一是輸出電壓穩定度,一般為±5%。有些為±3%左右。另一個是穩壓精度:穩態≤±1%、瞬態≤±5% 。④瞬態電壓恢復時間:≤±50ms。⑤輸出容量:即視在功率S, S=UI⑥后備時間:指輸進中斷后,UPS能繼續工作的時間,是UPS的關鍵指標。⑦功率因數:0.8(滯后)⑧效率:≥90%(滿載時)⑨過載功能:10min(125%額定電流);10S(150%額定電流)。⑩限流:~110%額定電流可調。
1.2 UPS選擇:
1.2.1 UPS型號 ①在線正弦波UPS電源。無論市電正常與否,它對負載供電都是由UPS電源逆變器提供的。只要機內蓄電池能向UPS電源逆變器提供能量,當市電中斷時,在線式UPS電源就能實現對負載的真正不中斷供電,其正弦波波形失真系數小,對負載供電轉換時間為零,可靠性高,故障率低但價格較高。②后備式正弦波UPS電源。采用了抗干擾式分級調壓穩壓技術。僅僅在由蓄電池供電時才有可能向負載提供高質量的正弦波,在從市電供電向逆變器供電進行轉換時,對負載而言,大約有4ms左右的中斷供電(主要來源于繼電器的轉換時間)。后備式正弦波UPS電源處于市電供電時,由于市電是直接通過抗干擾濾波器對負載供電的,因此噪音較小,但是UPS電源處于逆變器工作時,由于PWM脈寬調制頻率一般為8KHZ左右,因此噪音較大。③后備方波輸出UPS電源。向負載提供的交流電是方波而不是正弦波。此類UPS電源只能接微容性或純組性設備,負載越重,方波脈沖寬度越寬,而方波脈沖的峰值越小。此類UPS電源的轉化時間不一定。其變化范圍為4~9ms且用戶不能控制。此類UPS不能進行頻率的封閉和啟動,但造價較低。
1.2.2 負載容量、負載功率因數和UPS的波峰因數 選購UPS時,首先要知道負載的總容量,同時還要考慮負載的功率因數才能確定UPS的標準功率容量。由于負載功率因數很難計算,所以UPS技術規范中給出了波峰因數這個指標,波峰因數越高,UPS承受非線性的能力越強。一般波峰因數比應大于3:1。
1.2.3 電池后備時間 一般情況下,選擇后備時間時,通常選取滿載工作時間為10min、15min或30min即可。由于蓄電池價格較貴、長延時UPS一般僅在停電時間較長的場合選用。此時好選擇有外接大容量的蓄電池功能的UPS,以確保市電停電后能長時間供電。
1.2.4 UPS中性線截面 由于UPS負載多為非線性負載,因而流過中線的電流不為零。即使在三相負載完全平衡時中線電流也可達三相電流的1.8倍。負載功率因數越小,倍數越大。因此在UPS電源中,其中線截面不得小于相線截面。否則易造成中線發熱,甚至燒掉電纜引起火災,造成嚴重后果。
2 蓄電池的選擇和配置
2.1 蓄電池基本技術指標:①閥控式密封鉛酸蓄電池:每臺UPS各接一組。②浮充電壓允差:1%。③浮充電壓:2.23~2.27V/單體。④均充電壓:2.3~2.4V/單體。⑤ 放電終了電壓:1.67~1.70V/單體。⑥溫度對蓄電池壽命的影響:在25℃時浮充運行情況下,理論壽命不低于10年。
2.2 UPS蓄電池容量的計算
2.2.1 蓄電池大放電電流I
I=S×COSφ/η×Ei
式中:S為UPS電源的標稱輸出功率;
COSφ為負載功率因數,一般取0.8;
η為逆變器的效率一般取0.8;
Ei為蓄電池放電終了電壓。
2.2.2 電池后備時間t 電池后備時間t根據用戶的需要而定,中小型UPS多采用閥控鉛蓄電池。價格較貴,一般選取滿載工作時間為10min、15min或30min。
2.2.3 蓄電池容量C 算出大放電電流后,再根據負載性質及用戶所需UPS的后備時間,算得蓄電池標配容量:(C=It)。
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