UPS常識:額定輸出量與負載大小
用戶應根據(jù)所用設備的負荷量統(tǒng)計值來選擇所需的UPS輸出功率(KVA值),為確保UPS系統(tǒng)的效率和盡可能延長UPS的使用壽命,一般推薦參數(shù)是:用戶的負載量僅占UPS的輸出功率的60%~70%為宜。
UPS額定輸出容量的選擇
用戶應根據(jù)所用設備的負荷量統(tǒng)計值來選擇所需的UPS輸出功率(KVA值),為確保UPS系統(tǒng)的效率和盡可能延長UPS的使用壽命,一般推薦參數(shù)是:用戶的負載量僅占UPS的輸出功率的60%~70%為宜。
--根據(jù)用戶的不同配送系統(tǒng),有三種UPS機型可供用戶選擇
單進(220V輸入)/單出(220V輸出)
三進(380V輸入)/單出(220V輸出)
三進(380V輸入)/三出(380V輸出)
--冗余供電對供電質量要求很高的計算中心、網管中心(例如:銀行、證券、航宇航中心等),為確保對負載供電的萬無一失,常需要采用如下幾種具有“容錯”功能的冗余供電系統(tǒng):
主機~從機型“熱備份”冗余供電系統(tǒng):其結構形式是將主機UPS的交流旁路連接到從機UPS的逆變器電源輸出端,萬一主機UPS出故障時,改由從機UPS帶載。
“1+1”型直接并機冗余供電系統(tǒng):它是通過將兩臺具有相同功率UPS的輸出置于同幅度、同相位和同頻率的狀態(tài)而直接并聯(lián)起來。正常工作時,由兩臺UPS各承擔1/2負載電流,萬一其中一臺UPS出故障時,由剩下的一臺UPS來承擔全部負載。這種并機系統(tǒng)的平均故障工作時間MTBF是單機UPS的7~8倍,從而大大提高系統(tǒng)的可靠性。
多機直接并機冗余供電系統(tǒng):某些UPS,可以將多臺UPS以“N+1”冗余方式直接并機工作。請注意:隨著多臺并機系統(tǒng)中的N數(shù)量增大,并機系統(tǒng)的MTBF值會逐漸下降。
考慮到用戶負載啟動時的沖擊,一般情況下最佳負載容量應為UPS容量的80%左右。
UPS的帶載能力是用戶選擇UPS時首先要考慮的問題,即需要一個多大容量的UPS,被選中的UPS在各種情況下帶負載的能力又如何,都是需要認真對待的。UPS不象變壓器那樣,只要負載功率不超過其額定輸出容量(kVA)數(shù)值,無論什么負載都行,UPS的輸出容量不僅與負載大小有關,還與負載的性質有關。合理配置系統(tǒng)容量既可保證UPS的供電質量,降低故障率,又可節(jié)省投資,提高經濟效益。#p#
根據(jù)負載大小選擇系統(tǒng)容量
在UPS選型時必須充分注意,不能為追求UPS運行的高可靠性,片面地認為UPS的容量越大可靠性就越高。若UPS長期處于輕載運行,雖然有利于降低逆變器的損壞概率,但卻增加了UPS內部蓄電池失效的可能性。因為蓄電池的放電電流過小而放電時間偏長,容易造成深度放電,遭永久性損壞。若UPS長期處于重載運行,這樣雖可節(jié)省一部分投資,但由于逆變器處于重載運行,其輸出波形將發(fā)生畸變,輸出電壓幅值抖動過大。這樣既不能為負載提供優(yōu)質電源,還極易造成UPS逆變器的本級驅動元件損壞,所以,即使從經濟角度講也是得不償失。根據(jù)目前一些UPS廠家推薦,UPS單機按帶載量60%~80%來配置,并機按每臺帶載35%~40%來配置為佳。
另外在UPS選型時還要考慮負載系統(tǒng)的擴容問題,其預增加帶載量為20%左右。對于通信機房面積較大,負載不斷分期擴容的情況,在首期配置UPS容量時,應適當考慮中遠期發(fā)展趨勢,并在選型中挑選可并機或多機運行的機型,以使中遠期負載容量增大時,通過UPS并機擴大其輸出容量。相應地,配置UPS輸入輸出配電屏時,應預留多臺UPS的輸入開關和中遠期的負荷分路開關,以便今后擴容。
例如,UPS的實際負載量為60kVA,則UPS的最小選擇容量可估算為:(60kVA+60kVA×20%)/60%=120kVA#p#
根據(jù)負載性質選擇系統(tǒng)容量
負載性質一般分為線性負載(包括阻性負載或功率因數(shù)已校正負載、感性負載、容性負載)和非線性負載(即帶有電解電容的整流濾波型負載)。不同性質的負載有不同的功率因數(shù)和峰值因數(shù),所以選擇UPS時,必須考慮負載的性質。
大多數(shù)計算機設備的輸入功率因數(shù)為微容性0.7,而UPS主要針對的負載正是這些智能精密設備,基于這樣的原因,所有的UPS設計均需采用輸出功率因數(shù)匹配為0.7~0.8的參數(shù),從而最大限度地發(fā)揮UPS的帶載能力。在功率因數(shù)匹配的情況下,即計算機負載的輸入功率因數(shù)為微容性0.7,而UPS標定的輸出功率因數(shù)也為0.7時,負載的VA數(shù)與UPS的VA數(shù)比值為1:1。也就是說1VA容量的UPS在不考慮沖擊、曾容等余量因素時可帶1VA的此類負載。若功率因數(shù)不匹配,例如電阻負載,1VA容量的UPS只能帶0.7VA的電阻負載,否則UPS會出現(xiàn)過載現(xiàn)象(即使UPS的VA數(shù)大于負載此時的VA數(shù))。
選擇負載容量還應考慮不同負載的沖擊電流,通常UPS的峰值因數(shù)為3:1,適合電腦等非線性負載在正常工作中的峰值因數(shù)要求。但當沖擊較大時,UPS等供電設備的電流容量乘以3后還不足以滿足負載的瞬間電流要求。在這種情況下需要考慮增加供電設備的容量,從而提高電流提供能力。通常計算機負載在開機時會產生超出平常多倍的大沖擊電流。通常超過UPS的峰值因數(shù)提供能力,因此在選擇UPS容量時需要考慮負載波動及沖擊余量,適當增大UPS容量以抵御負載的波動,選擇UPS容量余量為:UPS容量(VA數(shù)):計算機負載容量(VA數(shù))=1:0.7
而對于某些特殊負載而言,在起動或工作過程中會產生很強的沖擊電流,負載容量瞬間升高數(shù)倍(有時高達6倍)。對于此種負載應在普通容量余量比例基礎上進一步加大余量。正確的容量配比對UPS的正常穩(wěn)定工作及UPS的工作壽命影響很大,經常工作在滿載或過載狀態(tài)下的UPS系統(tǒng)故障的機會遠遠高于正確容量配比的UPS電源。
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