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2008-07-01 10:23:47

来源:网络

A.负载的选择

  并非所有的电器设备都需要使用UPS,同样,UPS也并非适用所有电器设备。用户在选择UPS的负载时,主要应考虑大小、负载装置的特性、负载装置的重要程度以及不良电力对负载的影响程度。

1.负载装置的特性

  交流负载的供电方式一般分为单相和三相两种。小功率负载,功率从几百VA到100KVA,一般采用单相供电方式,选用单相输出的UPS;而大功率的负载,功率从几十KVA到1000KVA,多采用三相供电方式,因此需选用三相输出的UPS。

  负载类型一般可分为电阻性、电感性、电容性等线性负载与内含整流电路的非线性负载(又称整流性负载)。电脑及其外围设备多为非线性负载。UPS 适用于电阻性负载及带容性的整流性负载。 感性、容性负载等非线性负载启动都有冲击电流,电脑等整流性负载即使是在正常运行时,其峰值因数也有2~3,即电流的峰值为其有效值的2~3倍,因此在选用UPS时应考虑到这一特性,应给UPS留一定的余量。对于某些功率因数较低的感性负载如空调机等,因其启动电流相当大,可达其额定值的5~7倍,并且频繁启动,因此一般中小型UPS不适用,除非留有足够的余量。

2.不良电力对负载的影响

  参见“为什么要使用UPS?”

3.负载大小与UPS容量计算

  一般电器负载都会标称其额定功率或额定电流及功率因数等参数,但由于不同类型的负载差异较大,而总功率不能够差异较大,故总功率不能够简单的相加而应该求其矢量和。好在一般情况下,用户负载大多为电脑设备,其功率因数在0.65~0.7之间,因此可以将各个负载的额定功率累加求出总功率,而个别其他类型的负载如打印机等,可以按启动大小将其额定功率乘以一系数再计算进去。根据负载总容量的UPS,一般可以按以下公式选择:

  UPS容量>= 负载容量÷0.8即负载容量应为UPS额定容量的80%以下。选择80%负载主要是考虑到负载启动的冲击电流以及用户今后扩容的需要。

B.放电时间的配置

  停电后UPS是依靠电池储能供电给负载的,标准性UPS本身机内自带电池,在停电后一般可继续供电几分钟至几十分钟,而长效型UPS配有外置电池组,可以满足用户长时间停电时继续供电的需要,一般长效型UPS满载配置时间可达数小时以上。

  一般长效型UPS备用时间主要受电池成本、安装空间大小以及电池回充时间等因素的限制。一般在电力环境较差,停电较为频繁的地区采用 UPS与发电机配合供电的方式,。当停电时,UPS先由电池供电一段时间,如停电时间较长,可以启动备用发电机对UPS继续供电,当市电恢复时再切换到市电供电。

C.电池供电时间计算

  电池供电时间主要受负载大小、电池容量、环境温度、电池放电截止电压等因素影响。一般计算UPS电池供电时间,可以计算出电池放电电流,然后根据电池放电曲线查出其放电时间。电池放电电流可以按以下经验公式计算:

  放电电流=UPS容量(VA)×功率因数/电池放电平均电压×效率

  如要计算实际负载放电时间,只需将UPS容量换为实际负载容量即可。

D.UPS的安装

  UPS安装质量好坏直接影响到UPS系统今后的长期运行,尤其是大中型UPS,因此大中型UPS在规划到安装过程中都应该规范。 一般来讲,UPS在安装时主要考虑以下几方面因素:

  电网情况、负载容量及特性、使用环境、接地情况、配线及开关容量等。

1.电网情况

  主要包括电网电压波动范围、停电频率等以确定UPS备用时间的配备。如有必要可以在UPS前极增设其他保护措施。

2.使用环境

  温度:要求为0℃~40℃
  湿度:要求为10%~90%
  落尘:UPS周围环境要保持清洁,这样可以减少有害灰尘对UPS内部线路的腐蚀
  结构:UPS长延时配置时,电池可能较重,此时应考虑地板承重问题空间大小,应
     保证UPS进行维护时,工程人员有一定的施展空间

3.接地情况

  在电脑系统中为了确保电脑系统稳定可靠工作,防止寄生电容耦合干扰,保护设备及人身安全,因此必须要有良好的接地系统。在接地系统中以接地电阻来表示接地好坏,一般接地电阻小于5Ω较为理想。

UPS蓄电池容量的计算方法及举例

1.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)]/L

        C: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=1.1

        C= 1 X1.1X140=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单的负载类型电池容量的计算。其他负载类型的计算请参考日本蓄电池工业标准[SBA6001]。

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2.关于UPS容量的计算举例

计算机设备应该加装不间断电源保护,其有两个主要作用:

一是在市电中断时重要用电设备有干净纯洁的电源使用;

二是在市电没有中断时,但是电源有杂波干扰,电压忽高忽低,频率变化频繁而影响计算机正常运行,如果经过UPS,其有稳压稳频的作用,电源干净可靠。

UPS的配置先要考虑哪些重要用电设备要做电源保护,从而计算出其负载;如PC机一般其容量为250W,计算机常用的服务器为700W,如果以PC机作为服务器一般以300W计算,HUB交换机为100W,(注意:计算容量时只能以最大负荷计算)

例如:一个计算机机房有4台PC机,一台服务器,一个网络交换机需要进行2小时电源保护,

计算如下:

  1)总负载计算

    4台PC机 250W X 4 = 1000W

    1台服务器 700W X 1 = 700W

    1台网络交换机 100W X 1 =100W

      以上合计:1800W

2)UPS容量计算

在线式UPS一般功率因数为0.8,1800W÷0.8=2250VA,考虑UPS容量的冗余,一般以20%到30%(因为UPS的最佳工作状态就是负载70%到80%);所以设计推荐UPS容量应该为2250VA X 1.3 = 2925VA,从而可以得出选用3000VA的UPS

3)品牌的选择

在线式UPS当今市场上比较常用的知名品牌有美国山特,因为APC不是纯在线式UPS,所以我们推荐使用美国山特3000VA的UPS,型号为STK C3KS

4)电池容量的计算

美国山特3000VA型号为STK C3KS的UPS的功率因数为0.8(查资料可以得出),所以3000VA实际功率为3000VA X 0.8 = 2400W;美国山特3000VA型号为STK C3KS的UPS的电池直流电压为96V(查资料可以得出),根据W = U X I,所以I = W ÷ U =2400 ÷ 96 = 25A,计算得出电流为25A,延时1小时得用25AH的电池,现在需要延时2小时,即需要50AH的电池。现在市场上常用的知名电池有沈阳松下,其常用的容量有24AH-12V;38AH-12V;65AH-12V;100AH-12V;根据以上计算可以选用65AH-12V的沈阳松下蓄电池一组就可以延时2小时。因为UPS常用电池电压为12V,而C3KS UPS的电池电压为96V,所以应该需要8节(96V ÷ 12V =8)。

从而可以计算得出选用美国山特3000VA的UPS,配置8节65AH-12V的沈阳松下蓄电池,加一个电池柜,可以让受保护的设备延时2小时电源保护。

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