UPS电源系统的设计
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第3-2节 电源系统 的设
计
一、系统的技术参数
断路器 (额定电流)、使用分断能力、 (过流整定)、(短路整定)、(瞬 时整定的整定)、脱扣装置的 类型
电缆 长度、横截面积、压降、变 压器和主低压柜间的电缆安 装方法
中压低压 变压器
主交流 输入
CB1 CB2
旁路交 流输入
发电 机组
M LVS 主低压开关柜
压降（ ） 电缆所允许的最大压降：
交流电路（50或60）为3%； 直流电路为1%。 通常的输出电压可进行±3%的调节，以弥补电缆压降。
二、电源系统的设计
输入-输出电缆的设计
注意问题：
输入输出电缆的选择通常不要比给定的截面大两个等级，否则很
难连接，并且机柜下部的电缆转弯半径也不足；
电缆通常采用铜芯结构，尽量不采用铝导线；
20 30 40 50 60 80 100 120 160 200
NS 100N 3P NS 100N 3P NS 100N 3P NS 100N 3P NS 125E 3P NS 160N 3P NS 250N 3P NS 250N 3P NS 400N 3P NS 400N 3P
TM 63D TM 63D TM 80D TM 100D TM 125D TM 160D TM 200D TM 250D STR 23 SE STR 23 SE
功 率 (KVA)
断 路 器
控 制 单 元
20到40kVA C60N
C10A/B20A
50到60kVA C60N
C20A/B32A
80到120kVA C60N/NC100 C50A/B63A
160到200kVA NC100
C63A/B100A
> 注意： > 该断路器的容量为输出端容量最大的负载支路，而非总容量。
断路器的设计是一个极为专业和复杂的过程，应由设计部门完 成；
的单输台 入UP断S 上路线器保在护 装的置《的安容 量装推手荐册值 》(梅上兰一日 兰 般断具路有器 明) 确的说明，例如
：U PS 额 定 输 出 功 率 (KVA)
主电源交流输入的断路器
断路器
控制单元
旁路电源交流输入的断路器
断路器
控制单元
主电源
旁路交流电源
(带或不带电池)
和负载
电池
ຫໍສະໝຸດ Baidu16
16
16
25
25
25
35
35
35
50
35
50
50
50
70
95
70
95
95
70
2×70
95
70
2×70
95
95
2×95
120
120
2×95
二、电源系统的设计
输入-输出电缆的设计（续）
电缆截面的选择主要取决于两个因素： 所允许的导线温升； 所允许的传输压降。
电缆尽量采用下进下出的方式，顶部进线需增加进线柜；
并联使用的电缆尽量不超过4根。
中线电缆：
在由众多的单相负载组成的三相配电系统中，由于三次谐波电流 H3在中线上得以迭加，因此应选择：
中线电缆截面=1.5 x 相线电缆截面
这对于的旁路输入或输出电缆都是十分重要的。
二、电源系统的设计
输入-输出断路器的选择：
UPS1
UPS2
同步
CB3
S in e W a v e PM M
输出隔离变压器或 三次谐波滤波器
工业过程处理
电信、数据中心
二、电源系统的设计
输入-输出电缆的设计 输入输出电缆取决于的输入输出电流值。在的安装手册中通常直接给出电流
数值，有些厂家甚至直接给出最小的电缆截面积，这样有利于电缆的设计和 选择。例如某产品《安装手册》的数据如下：
二、电源系统的设计
输入-输出断路器的选择： 注意问题： 主电源输入断路器通常按照1.2倍的输出相电流选择，无需过
大（整流器可选择1.1倍）； 旁路断路器通常按照输出的额定电流选择； 单机的输出总开关，最好选择负荷开关而不用断路器，以增
加上下线之间的选择性；
并联的输出，最好在每台增加一个隔离开关，以方便维修和 测试，如下页图。
发电机组
,, X"d = (亚瞬态电抗， 计算电压失真度) X'd = (瞬态电抗， 计算短路电流)
S i nS ei n We W aa vve e
UPS1
UPS2
一、系统的技术参数
断路器(CB3) In (额定电流)、 Ics (分断能力)、 脱扣装置的类型、 Ir、 Im和Inst的设置
电缆 长度, 截面积, CB3和负 载之间的电缆安装方法
NS 100N 4P NS 100N 4P NS 100N 4P NS 100N 4P NS 125E 4P NS 160N 4P NS 250N 4P NS 250N 4P NS 400N 4P NS 400N 4P
TM 63D TM 63D TM 80D TM 100D TM 125D TM 160D TM 200D TM 250D STR 23 SE STR 23 SE
Ir下线 Ir上线
100
2曲线 3曲线
10
断路器的选择性——脱扣曲线
为主电源的短路保护选择CB1和CB2的 分断容量(上线电源通常为变压器)
当下线发生短路时，CB1和CB2必须脱扣 (特别是电源为发电机时)
以秒计算的脱扣时
1
上线
发电机 短路电流
当负载发生短路时， CB2必须能够保护UPS 的静态开关
UPS额定输
相电流(安培)
出功率(KVA)
主电源
旁路交流 电
带或不带电池 电源和负载 池
20
35
30
52
30
52
46
72
40
69
61
103
50
87
76
128
60
105
91
154
80
140
121
205
100
175
152
256
120
209
182
308
160
276
242
410
200
346
303
512
铜电缆的截面积(平方毫米)
运行环境的确定 1）的热损耗 的热损耗通常在《用户手册》或《安装手册》中都会有明确的数值，按照该数
二、电源系统的设计
输入-输出断路器的选择：
的输出断路器在的《安装手册》上一般具有明确的说明，如果
没有按照所推荐的下线保护装置选择，则当某一路负载输出发
生短路或故障时，其结果可能是使输出的所有各路中断。
单 台UPS下 线 保 护 装 置 的 容 量 (梅 兰 日 兰 断 路 器 )
UPS额 定 输 出 下 线 断 路 器
静态开关的过载能力通
下线
常为10到16 In持续20 毫秒
0.1
静态开关 热过载
0.01
2脱扣曲线
3脱扣曲线
0.001
1
10
100
变压器的起 动电流
UPS全部负载 的起动电流
上线断路器的电 流比
• ：过载整定 • ：短路整定
• ：瞬间短路整定
•1：主电源输入 • 2：旁路输入 • 3：输出
11
二、电源系统的设计
计
一、系统的技术参数
断路器 (额定电流)、使用分断能力、 (过流整定)、(短路整定)、(瞬 时整定的整定)、脱扣装置的 类型
电缆 长度、横截面积、压降、变 压器和主低压柜间的电缆安 装方法
中压低压 变压器
主交流 输入
CB1 CB2
旁路交 流输入
发电 机组
M LVS 主低压开关柜
压降（ ） 电缆所允许的最大压降：
交流电路（50或60）为3%； 直流电路为1%。 通常的输出电压可进行±3%的调节，以弥补电缆压降。
二、电源系统的设计
输入-输出电缆的设计
注意问题：
输入输出电缆的选择通常不要比给定的截面大两个等级，否则很
难连接，并且机柜下部的电缆转弯半径也不足；
电缆通常采用铜芯结构，尽量不采用铝导线；
20 30 40 50 60 80 100 120 160 200
NS 100N 3P NS 100N 3P NS 100N 3P NS 100N 3P NS 125E 3P NS 160N 3P NS 250N 3P NS 250N 3P NS 400N 3P NS 400N 3P
TM 63D TM 63D TM 80D TM 100D TM 125D TM 160D TM 200D TM 250D STR 23 SE STR 23 SE
功 率 (KVA)
断 路 器
控 制 单 元
20到40kVA C60N
C10A/B20A
50到60kVA C60N
C20A/B32A
80到120kVA C60N/NC100 C50A/B63A
160到200kVA NC100
C63A/B100A
> 注意： > 该断路器的容量为输出端容量最大的负载支路，而非总容量。
断路器的设计是一个极为专业和复杂的过程，应由设计部门完 成；
的单输台 入UP断S 上路线器保在护 装的置《的安容 量装推手荐册值 》(梅上兰一日 兰 般断具路有器 明) 确的说明，例如
：U PS 额 定 输 出 功 率 (KVA)
主电源交流输入的断路器
断路器
控制单元
旁路电源交流输入的断路器
断路器
控制单元
主电源
旁路交流电源
(带或不带电池)
和负载
电池
ຫໍສະໝຸດ Baidu16
16
16
25
25
25
35
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35
50
35
50
50
50
70
95
70
95
95
70
2×70
95
70
2×70
95
95
2×95
120
120
2×95
二、电源系统的设计
输入-输出电缆的设计（续）
电缆截面的选择主要取决于两个因素： 所允许的导线温升； 所允许的传输压降。
电缆尽量采用下进下出的方式，顶部进线需增加进线柜；
并联使用的电缆尽量不超过4根。
中线电缆：
在由众多的单相负载组成的三相配电系统中，由于三次谐波电流 H3在中线上得以迭加，因此应选择：
中线电缆截面=1.5 x 相线电缆截面
这对于的旁路输入或输出电缆都是十分重要的。
二、电源系统的设计
输入-输出断路器的选择：
UPS1
UPS2
同步
CB3
S in e W a v e PM M
输出隔离变压器或 三次谐波滤波器
工业过程处理
电信、数据中心
二、电源系统的设计
输入-输出电缆的设计 输入输出电缆取决于的输入输出电流值。在的安装手册中通常直接给出电流
数值，有些厂家甚至直接给出最小的电缆截面积，这样有利于电缆的设计和 选择。例如某产品《安装手册》的数据如下：
二、电源系统的设计
输入-输出断路器的选择： 注意问题： 主电源输入断路器通常按照1.2倍的输出相电流选择，无需过
大（整流器可选择1.1倍）； 旁路断路器通常按照输出的额定电流选择； 单机的输出总开关，最好选择负荷开关而不用断路器，以增
加上下线之间的选择性；
并联的输出，最好在每台增加一个隔离开关，以方便维修和 测试，如下页图。
发电机组
,, X"d = (亚瞬态电抗， 计算电压失真度) X'd = (瞬态电抗， 计算短路电流)
S i nS ei n We W aa vve e
UPS1
UPS2
一、系统的技术参数
断路器(CB3) In (额定电流)、 Ics (分断能力)、 脱扣装置的类型、 Ir、 Im和Inst的设置
电缆 长度, 截面积, CB3和负 载之间的电缆安装方法
NS 100N 4P NS 100N 4P NS 100N 4P NS 100N 4P NS 125E 4P NS 160N 4P NS 250N 4P NS 250N 4P NS 400N 4P NS 400N 4P
TM 63D TM 63D TM 80D TM 100D TM 125D TM 160D TM 200D TM 250D STR 23 SE STR 23 SE
Ir下线 Ir上线
100
2曲线 3曲线
10
断路器的选择性——脱扣曲线
为主电源的短路保护选择CB1和CB2的 分断容量(上线电源通常为变压器)
当下线发生短路时，CB1和CB2必须脱扣 (特别是电源为发电机时)
以秒计算的脱扣时
1
上线
发电机 短路电流
当负载发生短路时， CB2必须能够保护UPS 的静态开关
UPS额定输
相电流(安培)
出功率(KVA)
主电源
旁路交流 电
带或不带电池 电源和负载 池
20
35
30
52
30
52
46
72
40
69
61
103
50
87
76
128
60
105
91
154
80
140
121
205
100
175
152
256
120
209
182
308
160
276
242
410
200
346
303
512
铜电缆的截面积(平方毫米)
运行环境的确定 1）的热损耗 的热损耗通常在《用户手册》或《安装手册》中都会有明确的数值，按照该数
二、电源系统的设计
输入-输出断路器的选择：
的输出断路器在的《安装手册》上一般具有明确的说明，如果
没有按照所推荐的下线保护装置选择，则当某一路负载输出发
生短路或故障时，其结果可能是使输出的所有各路中断。
单 台UPS下 线 保 护 装 置 的 容 量 (梅 兰 日 兰 断 路 器 )
UPS额 定 输 出 下 线 断 路 器
静态开关的过载能力通
下线
常为10到16 In持续20 毫秒
0.1
静态开关 热过载
0.01
2脱扣曲线
3脱扣曲线
0.001
1
10
100
变压器的起 动电流
UPS全部负载 的起动电流
上线断路器的电 流比
• ：过载整定 • ：短路整定
• ：瞬间短路整定
•1：主电源输入 • 2：旁路输入 • 3：输出
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二、电源系统的设计