UPS不间断电源选型设计方案

UPS不间断电源选型设计方案

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：

备注：1.以上为估算值，并非实际发生的功率值。

2.所有设备功率的米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X电压/实际功率X 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5664V Y 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=12W 20=240V,供电时间为12小时，该系统

蓄电池组的容量为：5664W< 0. 7X 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 C - 25 C之间，低于15C

时，其放电容量下降，温度每降低1C，其容量下降1%而温度过高（大于

30C）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ZLPOWERPS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。