UPS Q/A 知识库

 

一、   电源及UPS技术术语


1、 UPS的容量(输出功率)

很多人搞不清楚应该用瓦特还是应该用伏安来表示UPS的容量。许多UPS制造商分不清这两个概念的区别,甚至将W和VA两个名词等同起来,这更增加了人们理解上的混乱。

1.1大容量的UPS容量总是用VA表示

   小容量的UPS(小于1000VA)用W表示容量,容量在1KVA-500KVA的UPS都用VA而不是W来表示容量。用W表示小容量UPS可能是因为小容量UPS用户更加熟悉瓦特这个概念,然而用VA能更准确地表示UPS和负载容量的匹配程度,因为最根本的决定UPS输出能力的是电流值(A),所以自然用VA表示更贴切。

1.2 W值总是小于等于VA值


换算关系式如下:

Watts(瓦特值)=VA*Power Factor=Volts*Amps*Power Factor

Power Factor=功率因素

典型Volts=220V或120V

Amps=负载电流

Power Factor:功率因素,其值在0和1之间

功率因素在0-1之间,它表示了负载电流做的有用功(Watts)的百分比。只有电加热器和灯泡等的功率因素为1;对于其它设备来说,有一部分负载电流只是在负载内循环,没有做功。这部分电流是谐波或电抗电流,它是由负载特性引起的。重要的是明白了由于有这部分电流,所以VA值比W值大,W值被认为是VA值当功率因素为1时的一个特例。

1.3计算机的瓦特W值是它的VA值的60-70%

事实上当今所有的现代计算机的开头电源都呈容性,其功率因素值为0.6-0.7。个人机趋向于0.6,大型机趋向于0.7。最近研制出一种称为具有功率因素自校正功率的新型电源,它的功率因素值为1。将来很可能会广范使用这种电源,但目前市场上还很少看到这种电源。泰高 Vprime 系列中小功率UPS已采用这种新技术。

1.4对计算机负载,UPS的W值是它的VA值的60-70%

因为所有计算机的功率因素值为0.6-0.7,所以对计算机负载,UPS的W值是VA值的60-70%。

1.5大多数UPS制造商用W表示容量,而实际上他们指的是VA值

当UPS厂家指出了额定W值而没有标出功率因素和额定VA值,用户可以假定这是在功率因素为1时W值(等于VA值),而实际上厂家指是UPS额定VA值。实际对计算机负载W值为该标出值的60-70%,所以一个额定值为100W的UPS能驱动一个100W的灯泡,但只能驱动一个65W的计算机。

1.6大多数计算机设备用VA表示容量

大多数计算机设备容量用VA表示,最近有些计算机开始用W表示容量(最著名的DEC和IBM)。但总体而言还是用VA的多。所以UPS用VA表示容量更能反映出其和负载的匹配程度。APC所有的UPS都同时提供了W值和VA两种值。产品的型号包括VA值,也可以通过将VA值乘以0.65折算成W值。

1.7 UPS额定为VA值以避免混淆

当一台UPS标出了W值,它对计算机负载的实际W值容量为该标出值的60-100%(通常是60%)而VA值则是100-130%的标定W值。而当一台UPS标出了额定VA值,它对计算机负载的实际VA值就等于该标出值,W值为标出值的60-70%。

1.8举例

一台如下配置的标准的PC机:NEC彩显、120M硬盘、一个流式磁带机、一个以太网卡和一个Logitec Bus 鼠标,在120VAC电源下测出它的W,电流AVA值如下:

总的Watts=230w

总的Amps=1.65A

交流电压=220V

总的V-A=363VA

功率因素=0.63

 

2、功率因数

功率因素在标称UPS容量时有重要时间。功率是能量的传输率的度量,在直流电路中它是电压V和电流A和乘积。在交流系统里则要复杂些;即有部分交流电流在负载里循环不传输电能,它称为电抗电流或谐波电流,它使视在功率(电压Volt乘电流Amps)大于实际功率。视在功率和实际功率的不等引出了因素,功率因素等于功率与视在功率的比值。所以交流系统里实际等于视在功率乘以功率因素。

许多设备的实际功率与视在功率的差值很小,可忽略不计,而计算机的这种差值则很大、很重要。最近美国PC Magazine杂志的一项研究表明计算机的典型功率因素的0.65,即视在功率(VA)比实际功率(Watts)大50%!

为了标称UPS容量,确保其有足够的输出功率,UPS的VA值应大于负载的VA值,负载的瓦特Watts值要小些,不应使用它,因为瓦特值没有电抗和谐波电流做的无用功。

很多UPS厂家UPS并不同时标明Watts和VA值。如果没有UPS的VA值就很难确定UPS是否带得动负载,实际上许多表明额定Watts的UPS驱动不了额定Watt的计算机负载(功率因素为0.65)!如果UPS标出了额定Watts值,我们可以认为VA值即等于该标准值。

最近研究出一种新的电源,叫作“功率因素自校正电源”这种电源的功率因素等于1。很可能一个国际标准(IEC 555)要求大多数计算机厂家必须使用这种新型电源,然而这种电源还很少见。

2、 波峰系数

除了较低的功率因素外,计算机负载不同寻常的地方是它还有较高的波峰系数。波峰系数是负载的波峰电流与RMS电流的比值(RMS:根均方值,即平均值),大多数电子设备的波峰系数为1.4(1.4是正弦波峰值和平均值的比值)。当负载的波峰系数大于1.4时,UPS就必须提供负载要求的尖峰电流,如果UPS提供不了负载要求的尖峰电流,UPS输出电压就会发生波形畸变。

计算机的波峰数随电源的情况而变化,甚至计算机由同一个房间的电源插座换到另一个电源插座后,波峰系数就会不同。普遍认为波峰系数是计算机负载的固有内在特性,但实际上它是负载和交流电源相互作用的结果。如正弦电源时,计算机的波峰系数为2-3,而阶梯型正弦电源时,计算机的波峰系数为1.4-1.9。

一个普通的错误观点认为计算机在尽可能高的波峰系数条件下运行比较理想。实际上计算机厂家尽可能地减小计算机的波峰系数,因为过高的波峰系数使电源的器件过热。

当计算机由UPS供电或经过电涌抑制器或电源调节器时波峰系数减小事实上是有益的副应,除非是以电源电压波形畸变为代价时波峰系数减小。这种畸变也能使波峰系数大大减小,类似于高电压过低的情形。UPS和电压调节器必需设计用来满足合适的尖峰电压。

泰高UPS Vprime系列满载时峰系数很高,接近3;1/2负载时为4;1/4负载是为8。泰高 UPS设计能满足计算机合适的尖峰电压要求。

通过对所有计算机的测试,发现当它们用泰高 UPS供电时,计算机电源效率提高了少许,且计算机发热量减少。

4、电涌系数

   人们常常错误地把电涌系数和UPS的电涌抑制性能或电涌抑制联系起来,实际上它们是不同的特性。电涌系数表示UPS启动负载时瞬间过载能力,由于负载启动间功率会加大。象马达和磁盘驱动器类负载要求有较大的电涌系数。

对于典型的带硬驱的计算机,要求的电涌系数是稳定运行的1.15倍,对于更大的配备8"、10"或15"硬驱的计算机,电涌系数要求将近是平均的1.5倍。

所有泰高 UPS有足够的电涌系数满足带典型硬驱计算机启动要求,即使UPS满载情况下,对于带8"硬驱的计算机,有必要加大UPS容量,以防止保险烧毁。

5、UPS输入电压

   输入电压:176V-253V

在线式UPS当输入电压低于176V就报警,并有可能开始耗用后备电池;当输入电压高于253V,切断输入继电器,并禁止旁路,由后备电池供电。

充电器在额定输入电压范围内应能正常工作。

6、UPS输出电压

对正弦波输出的UPS其输出电压一般为220V±3%,优于市电,另一方面由于逆变器内阻比电网大,所以瞬态响应是考核UPS逆变器性能比较重要指标,一般动态电压瞬变范围220V±10%。瞬变响应恢复时间≤100ms。

7、输入频率

   输入频率范围,指标一般为50Hz±5%,输入频率范围实际上反映了输出交流电压与市电的同步范围,输入频率在额定范围内,UPS输出交流电压的频率与输入相同且同步,反之UPS输出交流电压不与市电同步,这时UPS输出频率为自由振荡频率,精度可达±1%-0.05%。

对UPS本身来说对输入频率要求并不高,只是不宜太低,否则会造成内部内热。UPS输入频率范围实际是一种对负载的保护。

同步好坏是UPS的一个很重要性能,但一般在说明书中对用户透明度不大。反映用户性能的指标,同步相位差,一般要求小些好。为了保障旁路可靠性无间断切换,对相位差控制也有严格要求。

有些在线式UPS对相位差控制设计不理想,一些中低档UPS并没有采用同步技术。如果切换时间市电与逆变反相,对负载来说就是一个25Hz半波,对负载会造成很大冲击电流,影响用户硬件和数据安全,电脑会被复位重新起动,甚至被损坏。

8、输出频率

很多UPS厂商重要宣传其输出频率精度,这对智能化UPS来说产不难,但对用户实际意义不大。

9、输入、输出电流

输入输出电流是反映UPS性能重要指标,输入电流反映UPS效率和功率因数,输出电流反映UPS逆变器输出能力。

对相同功率UPS来说,输入电流越小,效率越高。传统工频在线式UPS 输入回路采用二极管、可控硅整流,其功率因数仅0.6-0.7,电流峰值高,因而有效值电流大,这种整流电路对网污染大,会造成N线过载,现新一代UPS如泰高 Vprime系列 Vmax-gamma、Vplus系列等UPS,输入用IGBT有源整流,功率因数达0.98以上,消除对电网污染,是新一代绿色电流。

输出电流是反映UPS输出能力的。

如Vprime系列30KVA UPS额定输出功率30KVA/24KWW

输出功率因数0.8

输出功率因数为0.8,说明其逆变输出电流能力强,峰值因子高,适用于电脑负载。由于Vprime系列采用P.F.C技术,输入功率因数为0.98,输出功率因数0.8,那么输入电流小于输出电流,这反映Vprime系列系列这类UPS是节能产品,UPS大大提升电脑的功率因数,减小配电损耗,消除对电网污染。

10、后备时间

一般UPS后备时间设计值为5-10分钟及10分钟到4小时两类,但由于用户实际使用总会留有一定功率余量。实际后备时间会大于额定值,但要注意后备时间会受下列因素影响。

①   负载大小

负载大小与后备时间不成线性关系,负载从满载减到半载,后备时间可增加1.5倍以上。

②   电池寿命

电池寿命一般可达3-5年,这取决于使用条件。充放电状况、使用环境都影响寿命。同时要注意长期储存而缺乏维护或使用中只充不放都影响电池寿命。

③   温度

温度高放电时间长,温度每降低一度将损失百分之一以上的后备时间。

11、噪声

噪声分音频噪声和电气噪声

后备式UPS由于功率较小,而且逆变器仅市电异常情况下才工作,音频噪声问题并不突出,而在线式UPS由于采用技术不同,音频噪声相差很大,大的可达60dB以上,小的优于45dB,几乎听不到任何噪声。噪声反映UPS技术水平。

高频超小型在线式UPS音频噪声很低,一方面由于IGBT采用,逆变频率高达20KHz,另一方面整机效率高,风冷功率小。

电气噪声,主要指传导干扰和辅射干扰,这是UPS最重要指标之一。由于UPS内部的功率电路工作于开关方式,会产生噪声,如果抑制不好会造成负载无法正常工作,电脑网络速度变慢,通讯错误等。

电气噪声要符合GB9254-88《信息技术设备的无线电干扰极限值和测量方法》A级或B级,进入家庭使用应符合B级。

在选用国产UPS应选用国家认可或行业认可的产品,进口产品也可参照国外标准,如CE、FCC。要注意尤其在选用延时或外接电池的UPS时,应选用厂方设计的产品,一般由经销商改制的机器往往电磁兼容问题较严重,谨慎选用。

12、静态开关

UPS培训演示

13、后备式UPS的常见结构形式

现在有许多类型的UPS没有采用普通在线式或后备式工作方式,而采用以下工作方式:

①   无旁路在线式结构

这种结构的UPS工作于在线式方式,但去除了后备供电回路。

在线式UPS没有旁路时,当电源发生故障或初级电源(逆变器)失灵时它不提供后备电源。这种UPS在电源掉电时没有切换时间,故它也被称为在线式UPS。小型和大型计算机的大容量UPS从不采用这种类型的UPS,但是这种设有后备电源支路在不成熟的PC市场中还没有被清楚地意识到,所以这种UPS也是少量市场。后备在线混合式UPS的设计是在其基础上派生出来的。

②   后备在线混合式结构

后备在线混事式UPS是对无旁路在线式UPS设计的改进。它改变了充电器和电池的连接,并增加了直流/直流变换器(DC/DC):

同后备式UPS一样,当交流电源断电时DC/DC变换器接通,它的电池充电器较小,这种UPS当交流断电时不需切换时间。同无旁路式UPS一样,该UPS 的逆变器是供电的必经通道,一旦它失效,也就不能供给后备电源了。对这种UPS的最大误解是认为它的初级电源一直处于在线状态,而实际上,电池到输出的通路只是半“在线的”(逆变器),另一半(DC/DC变换器)只在后备方式时才工作。注意同普通型后备式或在线式UPS的设计不同,这种UPS当初级电源发生故障时,它没有完全独立的后备电源供电通路。这种结构主要在Unison Power、Exide Personal Powerware 等UPS中。

②后备——铁磁式结构

这种UPS特别之处是它有一个三绕组的特殊变压器。初级电源通路:交流输入——转换开关——变压器——输出。电源断电时,转换开关断电,逆普器接通负载。

它的逆变器平时处于后备状态,当停电时转换开关断开,由它供电提供输出。该UPS的变压器特殊在它的“铁磁共振”能力,它能起到稳压及对电压波形整形的作用。它对交流电源瞬变值的隔离作用和任何滤波器一样有效,甚至更好,但是铁磁变压器本身会使输出电压严重变形失真,这可能比用简单的交流电连接方式更糟。这种UPS从本质上来说属于后备式UPS,但铁磁变压器的效率低,它会产生大量的热量。BEST Ferrups是这种UPS的典型代表。

后备——铁磁式UPS系统通常被认为是在线式UPS,虽然它具有转换开关,逆变器处于后备操作状态,交流输入电发生故障,进入逆变有转换时间。

③在线互动式UPS

在线互动式UPS的电池到交流转换器(逆变器)和输出总是连通着的:

这种在线互动式设计当交流输入电源正常时,逆变器反相工作给电池充电,停电时转换开关断开,电池提供输出。同后备式UPS相比,由于该UPS的逆变器和输出总是处于连通状态,因而它能对电源起到滤波及削波作用。逆变器还是有稳压、调压作用,否则电压过低会强迫UPS切换到电池供电方式,因而这种UPS在电源质量很差的地方照样能正常运行。逆变器的设计使得即使它发生故障,仍然能由交流输入电源直接提供输出,消除了“一处失灵,全局崩溃”的隐患,有效地提供了两个独立的电池通道。应该说在线互动式UPS效率很高因而很可靠,同时它具有很优越的电源保护功能,APC Smart UPS 和BEST Fortress 属于这种类型的UPS。

14、后备式UPS

后备式不间断电源OFF LINE UPS(back-up UPS),是一种结构简单,运行可靠性高的后备电源系统,它一般由逆变器、充电器、交流稳压器AVR、EMI电源滤波器、切换开关等构成。当市电正常时,市电经过输入EMI电源滤波器,交流稳压器AVR,通过切换开关,由输出EMI电源滤波器输出并以后备电池充电;当市电异常时,启动逆变器,转换开关转向逆变器。

15、铁磁谐振式UPS

这是一种利用铁磁谐振式稳压变压器原理设计的后备式不间断电源,在市电和后备供电转换过程中,由于谐振回路的储能,可以做到不间断,即没有转换时间,这是在线式UPS优点,所以这种UPS也称准在线式。

16、在线式ON LINE UPS

单相在线式目前有两种典型的形式,传统在线式和高频超小型在线式。

不论何种形式,其基本工作原理是一样的。市电交流电经过整流变成直流,再由逆变器逆变成高质量的交流电,当市电异常没有能力经整流向逆变器供电时,由后备电池补充或取代,保证对输出毫无影响。在线式UPS有个旁路开关,当负载过大或其它原因逆变器没有能力向负载供电时,旁路开关就切换到旁路状态由市电向负载供电。

在正常运行时,UPS的输出由逆变器提供与其输入的市电质量无关,而且在市电和后备供电双向转换过程中,不存在间断,或者说转换时间为零。

17、市电异常

研究显示交流电压过低是电源干扰最常见的形式。这可分为四类,每一种形式对用户设备的影响结果都不一样。这四种形式是:

①   电压中断

从原则上说,交流电源完全中断是电压过低最易理解的一种形式,它对用户设备的影响是显而易见的。这种情况下,UPS提供有限的后备电源供电时间。

② 电压下陷

这种瞬态交流电压过低现象持续时间不超过几秒钟,它是电源最常见的问题。用户设备可能会瞬间“饿死并失灵、崩溃或复位。

③ 电压过低

任何地方都可能发生电压持续几分钟到几天过低的现象。虽然有些地方出现的比较少,有     的地方可能电压连续几年很正常,突然发生电压降低现象。长时间电压降低是非常挠头的问题,因为不同于电压中断,电压中断电力公司至少能很快纠正问题。实际上可能由于电力短缺,为了节电电力公司故意降低电压的。

除了节电而降低电压外,电压下降还可能是由于电力设备损坏或用户负载过大引起的。当由于电气故障而造成电力设备损坏时,电力公司有能力通过专用线路为用户供电,专用线路可能电压调整不当或有些额外负载造成供电电压不足问题。通常电力公司在数小时或数天内纠正这类问题。

电压由于负载过大而下降最可能是气温过高大量使用空调所致,通常很难预告知道某地会发生这种情况。

电压过低和电力中断对于商业运行的影响不一样,未受保护的计算机在这种低压下运行很不稳定,还可能复位,而电灯和周围其它设备还能勉强运行。商业用户要求在电压降低的情况下计算机仍能连续正常运行。

大多数UPS对电压降低和电压中断的反应是一样的,UPS切换到电池供电状态,电池保持系统运行一段时间以防数据掉电丢失。然而在电压降低过程中,用户要求设备能一直连续运行,不仅仅是为防数据掉电丢失作准备。这也是智能升压最基本的特征。  

④ 线电压长期过低

有些地方电压一直都很低,它可能是电力系统设计错误,电力公司的错误或其它用户不可控的因素造成的。有些地方用户抱怨会促使电力公司采取修正措施。长期电压过低和电压过低一样,造成设备失灵、崩溃和复位,许多UPS频繁切换到电池供电,电池寿命也因此大大下降。

18、UPS分类的新标准

由于经济利益的驱使,有些厂家的宣传用户对UPS分类十分模糊(例如有的厂家将UPS说成频率变换器)。新标准IEC(国际电工委员会)62040-3和等效的欧洲标准ENV50091-3已经明确了UPS的分类。UPS的分类标准应该根据其结构和运行原理来定义。新标准将UPS分为三类:

(1)    被动后备式(passive standly)

   被动后备式UPS的定义:逆变器是并联连接在市电与负载之间,仅简单地作为备用电源使用。因此,判定UPS是否为被动式UPS可依据以下两点:

a、     市电池正常时,负载完全而且是直接地由市电供电,逆变器不做任何电能变换,蓄电池由独立的充电器供电。

b、     当市不正常时,负载完全由逆变器提供能量。

(2)    在线互动式(line-interactive)

   在线互动式UPS的定义:逆变器是并联连接在市电与负载之间,仅起后备电源的作用,逆变器同时作为充电器给蓄电池充电。通过它的可逆运行方式,它与市电相互作用,因此被称为“互动式”。因此,判定UPS是否为在线互动式UPS可依据下述两点:

a、     市电正常时,负载由经改良后的市电供电,同时逆变器作为充电器给蓄电池充电。此时,逆变器起AC/DC变换器的作用。

b、     市电故障时,负载完全由逆变器供电,此时,逆变器起DC/AC变换器的作用。

由此可知,带输出变压器或不带输出变压器的自动调压式(即所谓的三端口)和DELTA变换式(特殊的三端口)UPS均属于“在线互动式”UPS。

(3)    双变换式(double conversion)

双变换式UPS的定义:逆变器是串联连接在交流输入与负载之间,电源通过逆变器连续地向负载供电。因此,无论市电正常与否,只要负载始终100%由逆变器供电就是双变换式UPS。在DELTA变换式UPS中,尽管存在两个变换器,但它不属于双变换式UPS。

要特别指出的是,在新的标准中,双变换式UPS应有维修旁路,在线互动式UPS可以包括一个维修旁路。事实上,在单机或非冗余并机系统中若没有维修旁路将给维修、维护带来不便。

新标准建议不再用off-line和on-line来描述被动后备式和双变换式UPS。

19、在线互动式UPS的优缺点

(1)    优点

a、     结构相对双变换式UPS简单,技术上易于实现。

b、     性能能满足某些计算机负载的要求,特别适合于网络中某些计算机设备采用分布式供电的系统。

c、     图5、图6两种结构UPS的效率高,运行费用低。图7结构的UPS,在带高功率因数的负载时,效率也较高。

d、     由于逆变器长期充当充电器的作用,因此,整机可靠性高。

e、     采用图5、图6结构,最大功率达20KVA。利用图7的结构,最大功率能达数百千伏安,且易于并联。

f、     图7结构的UPS,由于采用了DELTA变换器对市电电压进行了补偿(补偿范围-10%-+15%),稳压精度和输出波形好其它在线互动式UPS。

g、     图5、图6两种结构的UPS易于维护、维修。

(2)    缺点

a、     在市电正常时,在线互动式UPS的负载得到的是改良后的市电。

b、     图5、图6两种结构的UPS由于采用变压器抽头或继电器或可控硅的调压方式,稳压性能不高,尤其动态响应速度低。

c、     在线互动式UPS的结构决定了它的抗干扰能力。图6和图7的DELTA变换式UPS由于无输出隔离变压器,其抗干扰能力不及图5结构的UPS,零地电压易受到市电供电和负载情况的影响。因此,在要求较高等级网络中不应选用图6、图7两种结构的UPS。

d、     功率因数由负载性质决定。在线互动式UPS中,由于没有有源功率因数校正电路或无源滤波器,UPS 输入功率因数完全由负载性质决定。只有在纯电阻性负载时,功率因数才等于1。计算机负载时非线负载,其功率因数不可能等于1。热气IEC-555标准,开关电子设备的功率因数(Power Factor)的定义如下:

         P基波有功

PF =                         或PF =(DF)•COSФ

     P基波有功+P无功+P谐波损耗

 

e、     其中,DF是波形失真因数,;COSФ是相移因数

以上定义不仅要求电压、电流同相位(COSФ=1),同时要求电压、电流无畸变(DF =1),PE才等于1。

由于功率因数不等于1,所以用户在给在线互动式UPS选配发电机组时绝不能按1:1的比例选取。

f、     从结构上就可看出,在线互动式UPS不能稳频,因此,下列负载不能选用此种类型的

UPS:

① 磁盘机。因为磁盘机中的感应电机的角频率与市电频率有关。中国人民银行的《计算机系统的运行和维护》中明确规定UPS应具有稳频的功能,且频率范围不超过50±1Hz。

② 内部工作电源采用工频繁变压器供电的电子设备。如某些交通信号灯的控制电路和电气检测设备。由于其中的电源变压器是按50Hz的频率设计的,在供电频率出现严重漂移时(如油机给UPS供电时可能会出现这种情况),变压器磁饱和以至于烧毁,从而导致负载掉电的事故。

g、     图7中DELTA变换式UPS,由于DELTA变换器在补偿的过程中本身要产生谐波,因此其对电网和负载均会产生谐波干扰和调制干扰。

h、     图7中DELTA变换器UPS其整机效率与负载性质以及当时DETLA变换器对市电的补偿密切相关,其效率是个变数。只有在市电电压为额定电压且阻性负载时,效率才达最高值。

i、     当输入端出现短路时,DELTA变换式UPS的负载将会断电;DELTA变换器和主变器依次进入保护状态,若保护失效,则故障将是毁灭性的。事实上,电网短路或配电变压器短路故障也时有发生,相比之下,双变换式UPS却不会出现此现象。

20、双变换UPS的优缺点

由于高频电力电子器件的出现,尤其是出现IGBT后,双变换式UPS除传统结构形式的UPS外,90年代初又出现了高频化的UPS。

21、被动后备式UPS的优缺点

(1)     由于其结构最简单,因此最价廉,500VA UPS的市场价在300-500元。

(2)     能满足某些非重要负载的使用,如家用计算机等。随着家用计算机的普及,被动后备式UPS具有广阔的市场前景。

(3)     当市电断电时,断电器将逆变器切换至负载,继电器的切换有几个ms的间断,稍微重要的计算机设备不应选用被动后备式UPS。

被动后备式UPS的结构决定了其性能不能与在线互动式和双变换UPS同日而语。

22、电缆截面的选择

用户在安装UPS时往往都会提出机器的输入、输出、蓄电池的输出线的线径问题。导线的选用,根据用途、种类、结构尺寸、截流量等不同类型导线,有不同的使用范围和要求。由于UPS均装于室内,而且离负载较近,其走线多为地沟或走明线,所以一般采用铜芯橡皮绝缘电缆。其导线截面积主要考虑3个因素:

(1)    符合电缆使用安全标准;

(2)    符合电缆允许温升;

(3)    满足电压降要求。

UPS要求最大电压降为:交流50Hz回路≤3%;交流400Hz回路≤2%,直流回≤1%,如果压降超过上述范围,必须加粗导线截面积。


其计算方法如下:

(1)    先求出电流值:

因为   P =3×U相×I相×cosψ(单相输出者则为:P =UIcosψ)

所以   I相=P/(3×U相×cosψ)=S/(3×U相)

如380V、50Hz、250KVA UPS的输出电流为:    

       I相=250×103/(3×220)≈380(A)

(2)    确定导线截面

查表可知:当输出线约100m长时,可选择185mm2的铜芯电缆,超过100m长时则需加粗些,因为100m的线路压降已达2.7%了。如果输出线在80m以下时,可选150mm2铜芯电缆,此时电压降为3.1×80/100 =2.48%(式中3.1见表1)。

同理,可确定蓄输出线的最小截面积。

直流输出电流I =P/U,这里要注意的是U应取最小值。

逆变器输入电压为362V-480V的3相380V、250KVA UPS,蓄电池的最大放电电流为:

I =250×103/362 =690(A)

所以电池输出线应选600mm2以上的铜芯线。

100m长回路的电压降比率(铜芯电缆)如表1、表2所示,供选用时参考。

 

表1 三相线路(铜芯导体)的电压降比率(%),50/60Hz,3相,380V

截面积

电流

35

mm2

50

mm2

70

mm2

95

mm2

120 mm2

150 mm2

185 mm2

240 mm2

300 mm2

50A

1.3

1.0

 

 

 

 

 

 

 

63A

1.7

1.2

0.9

 

 

 

 

 

 

70A

1.9

1.4

1.0

0.8

 

 

 

 

 

80A

2.1

1.6

1.2

0.9

0.7

 

 

 

 

100A

2.7

2.0

1.4

1.1

0.9

0.8

 

 

 

125A

3.3

2.4

1.8

1.4

1.1

1.0

0.8

 

 

160A

4.2

3.1

2.3

1.8

1.5

1.2

1.1

0.9

 

200A

5.3

3.9

2.9

2.2

1.8

1.6

1.3

1.2

0.9

250A

 

4.9

3.6

2.8

2.3

1.9

1.7

1.4

1.2

320A

 

 

4.6

3.5

2.9

2.5

2.1

1.9

1.5

400A

 

 

 

4.4

3.6

3.1

2.7

2.3

1.9

500A

 

 

 

 

4.5

3.9

3.4

2.9

2.4

600A

 

 

 

 

 

4.9

4.2

3.6

3.0

800A

 

 

 

 

 

 

5.3

4.4

3.8

1000A

 

 

 

 

 

 

 

6.5

4.7

 2 直流线路(铜芯导体)的电压降比率(%

截面积

电流

25

mm2

35

mm2

50

mm2

70 mm2

95

mm2

120 mm2

150 mm2

185 mm2

240 mm2

300 mm2

100A

5.1

3.6

2.6

1.9

1.3

1.0

0.8

0.7

0.5

0.4

125A

 

4.5

3.2

2.3

1.6

1.3

1.0

0.8

0.6

0.5

160A

 

 

4.0

2.9

2.2

1.6

1.2

1.1

0.8

0.7

200A

 

 

 

3.6

2.7

2.2

1.6

1.3

1.0

0.8

250A

 

 

 

 

3.3

2.7

2.2

1.7

1.3

1.0

320A

 

 

 

 

 

3.4

2.7

2.1

1.6

1.3

400A

 

 

 

 

 

 

3.4

2.8

2.1

1.6

500A

 

 

 

 

 

 

 

3.4

2.6

2.1

600A

 

 

 

 

 

 

 

4.3

3.3

2.7

800A

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2

3.4

1000A

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3

4.2

1250A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3

 

23、什么是SNMP?

SNMP是简易网络管理协定(Simple Network Management Protocol)的英文缩写。该协议能够使UPS以其周边设备能够不通过电脑而直接连上网络,纳入网络系统管理。高档的UPS通常具有SNMP网络管理介面,可让该UPS很容易的连上网络。

24、什么是隔离变压器?

仪器设备与普通的UPS配合使用时,经常会因为零地电压的原因造成仪器设备误动作。为避免这种情况的出现,高档的UPS针对这个问题,设计出具有隔离变压器的UPS,经过特殊的设计可以使输出的零地电压小于1伏,从而避免上述问题的发生,除此之外,隔离变压器还具有噪音滤波等功能。

25、什么是Boost和Buck?

Boost是升压,Buck是降压。当市电电压过低或过高时,稳压器将过低或过高的电压升高或降低至规定的范围之内,使UPS或相关设备正常运行。

26、什么是AVR?

AVR是Automatic Voltage Regulation(自动调压)的英文缩写。

27、电网问题的种类有哪些?

根据调查,电源品质不良是造成电脑资料流失的主要原因。而电源问题除了市电中断以外,还存在电压下陷、尖峰、浪涌、噪音等一系列问题。这些都是造成电脑设备内部元件损坏、寿命减短以及资料流失与损坏的原因。

28、什么是电压下陷(Sag)?

电压下陷是最常见的电力问题,占了电力问题的87%。电源可能因某种原因造成电压的短时间下降,这将会造成电脑周边设备暂停作业,严重时会造成电脑资料流失或档案毁坏。而电压下陷的同时也会造成电脑内部或档案遗失。

29、什么是市电中断(Blackout)?

就是平常说的断电。它将造成正运作中的工作立即中断,从而导致电脑资料流失或档案遗失。

30、什么是尖峰(Spike)?

尖峰是瞬间增加的高压,通常由雷击等原因造成。它将导致电脑或精密设备硬件的损坏。

31、什么是浪涌(Surge)?

如果负载附近存在大电流设备,当其关机后,在电力传输过程中会造成浪涌。如果浪涌电压超过电脑或精密设备所能承受的数值,将造成电脑或精密设备的损坏。 

32、UPS监控软件有何作用?

电源监控软件是与不间断电源(UPS)配合使用,用以提高不间断电源的效能。用户在使用不间断电源过程中,通过该软件能够准确掌握不间断电源的工作状态,记录市电的稳定状况从技术人员进行分析。当市电中断或电池供电终止时可以自动进行文档储存、系统关闭以及关闭UPS等功能。新一代电源监控软件还具有UPS远端监控和UPS定时开关机等功能。

33、购买UPS必须购买相应的监控软件吗?

为了提高并有效的发挥UPS 的全部效能,选择一套UPS监控软件是必须的。一般用户最希望知道的是市电输入及电池状态是否正常。当市电发生异常,又未安装相应的电源监控软件时,如果用户在现场,可以利用UPS提供的电源采取应急措施,如储存文档、关闭系统等。但是如果市电发生异常,又未安装监控软件,而用户又不在现场,当UPS电池供电耗尽时,轻则造成资料的流失,重则造成电脑与周边设备内部元件损坏。因此购买UPS时,最好同时购买电源监控软件以实现完善的电力保护。

34、UPS的网络管理功能,是否适用于一般用户?

过去个人电脑用户大多使用操作系统处理个人资料。当市电异常时,资料的流失仅仅局限于个人资料而已。但对于目前流行的电脑网络系统,如WINDOWS、NT、UNIX而言,系统担负着整个工作站资料的管理与使用,即使是短暂的断电,对系统本身所造成的破坏以及大量资料的流失也是无法估量的。所以用户应当从自身未来发展的角度出发,在选购不间断电源(UPS)时,应当把网络管理功能考虑进来。

35、UPS的通讯接口有哪些?

目前市场上销售的不间断电源(UPS)采用的通讯接口有以下几种:(A)继电器连接;(B)RS-232接口;(C)AS400接口;(D)SNMP接口;(E)USB接口。其中AS400接口主要是针对IBM电脑设计的。而SNMP由能够使UPS无须通过电脑设备就可以连上网络,同时通过网络对UPS进行监控。继电器连接与RS-232接口是最常见的,现将其功能简单介绍如下:继电器连接方式,能够使UPS通过监控软件监控市电是否正常,电池电压是否过低,同时提供自动储存文档和系统关闭等功能。RS-232通讯间接口除了具有继电器方式连接的全部功能以外,还可以通过监控软件实时监控不间断电源的电压、电流、频率、负载容量等,并且可以设置UPS开关机时间与广播功能。USB(万用串行接口)是今后通讯接口的发展趋势,目前使用USB接口的UPS已经开始出现。USB的功能与RS-232相似,未来USB接口的使用将越来越普遍。

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