UPS开课啦,这些知识你必须提前知道!

 
导读

 UPS(Uninterruptible Power System),即不间断电源,是一种含有储能装置,以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。谈起UPS相信大家都不陌生,因为每个仪表人都会接触到,趁此公开课开课之际,小编总结了一些UPS相关知识,帮助所有仪表人提前复习功课!

 

为什么要用UPS ?

 

有一个常见的错误概念,认为我们使用的市电,除了偶尔发生的断电事故,是连续而且恒定的,其实不然。市电系统作为公共电网,上面连接了成千上万各种各样的负载,其中一些较大的感性、容性、开关电源等负载不仅从电网中获得电能,还会反过来对电网本身造成影响,恶化电网或局部电网的供电品质,造成市电电压波形畸变或频率漂移。另外意外的自然和人为事故,如地震、雷击、输变电系统断路或短路,都会危害电力的正常供应,从而影响负载的正常工作。根据电力专家的测试,电网中经常发生并且对电脑和精密仪器产生干扰或破坏的问题主要有以下几种: 

 

1、电涌(power surges): 

 

指输出电压有效值高于额定值110%,而且持续时间达一个或数个周期。电涌主要是由于在电网上连接的大型电气设备关机时,电网因突然卸载而产生的高压。 

 

2、高压尖脉冲(high voltage spikes): 

 

指峰值达6000v,持续时间从万分之一秒至二分之一周期(10ms)的电压。这主要由于雷击、电弧放电、静态放电或大型电气设备的开关操作而产生。 

 

3、暂态过电压(switching transients): 

 

指峰值电压高达 20000V,但持续时间界于百万分之一秒至万分之一秒的脉冲电压。其主要原因及可能造成的破坏类似于高压尖脉冲,只是在解决方法上会有区别。 

 

4、电压下陷(power sags): 

 

指市电电压有效值介于额定值的80%至85%之间的低压状态,并且持续时间达一个到数个周期。大型设备开机,大型电动机启动,或大型电力变压器接入都可能造成这种问题。 

 

5、电线噪声(electrical line noise): 

 

系指射频干扰(RFI)和电磁干扰(EFI)以及其它各种高频干扰。马达的运行、继电器的动作、马达控制器的工作、广播发射、微波辐射、以及电气风暴等,都会引起线噪声干扰。 

 

6、频率偏移(frequency variation): 

 

系指市电频率的变化超过3Hz以上。这主要由应急发电机的不稳定运行,或由频率不稳定的电源供电所致。 

 

7、持续低电压(brownout): 

 

指市电电压有效值低于额定值,并且持续较长时间。其产生原因包括:大型设备启动和应用、主电力线切换、启动大型电动机、线路过载。 

 

8、市电中断(power fai1): 

 

指市电中断并且持续至少两个周期到数小时的情况。其产生原因有:线路上的断路器跳闸、市电供应中断、电网故障。 

 

UPS分哪几种?

 

UPS大致可分成三种:离线式(Off Line),在线式(On line)和在线交互式(Line interactive)。 

 

1、什么是离线式不间断电源(Off Line UPS) 

离线式不间断电源如上图所示。平常市电通过旁路直接向负载供电。只有在停电时,才通过逆变器将电池能量转换为交流向负载提供电力。离线式不间断电源的特点: 

  • 当市电正常时,离线式UPS对市电没有任何处理而直接输出至负载,因此对市电噪音以及浪涌的抑制能力较差; 

  • 存在转换时间; 

  • 保护性能最差; 

  • 结构简单、体积小、重量轻、控制容易、成本低。 

 

2、什么是在线式不间断电源(On-Line UPS) 

在线式UPS平常由逆变器输出向负载供电,只有当UPS发生故障、过载或过热时才会转为由旁路输出给负载。在线式UPS的特点: 

  • 输出的电力经过UPS的处理,输出电源品质最高; 

  • 无转换时间; 

  • 结构复杂,成本较高; 

  • 保护性能最好,对市电噪音以及浪涌的抑制能力最强。 

 

3、什么是在线交互式不间断电源(Line interactive UPS) 

在线交互式UPS平常由旁路经变压器输出给负载,逆变器此时做为充电器。当断电时逆变器则将电池能量转换为交流电输出给负载。 

在线交互式UPS的特点: 

  • 具双向性转换器设计,UPS电池回充时间较短; 

  • 存在转换时间; 

  • 控制结构复杂,成本较高; 

  • 保护性能介于在线式与离线式UPS之间,对市电噪音和浪涌的抑制能力较差。 

 

UPS的计算方法?

 

1、电源容量的选配

主控设备的功率统计如下: 

数字硬盘监控记录主机:350W,6台,计2100W 

显示器:120W,6台,计720W; 

摄像机:平均2W,86只,计172W 

监视器:150W,6台,计900W 

矩阵主机:180W 

以上设备功率总计:4072W。 

这里4072W是有用功率,当有用功率转换成VA数时,还需考虑其功率因数COSφ。一般COSφ的取值为0.65~0.7,则系统VA数为 

4072÷0.7=5817VA 

根据公安部GA/T367-2001文件的要求,系统总的配电容量需为实际用电量的1.5倍,照此计算5817VA*1.5=8726VA 

因此,必须配8.8KVA以上的电源才能保证系统的供电,按照UPS的实际规格,我们配置了10KVA的UPS。

 

2、蓄电池的选配

根据公安部相关标准的要求,视频系统所配电源需保证系统在市电断电后1小时内能够正常运转。我们仍以视频系统的电源为例来计算。 

10KVA的电源输出电压标称值为240VDC。故每组至少需配20块12V蓄电池,才能保证其输出电压为240V。下面我们来计算需要的电池容量: 

10000VAH/(12V*20块)=41.7AH 

因此,我们需选择65AH的电池来作为后备电池使用。 

我们可以计算一下20块12V/65AH的电池在市电断电以后可以维持系统运行的时间: 

12V*65AH*20块*0.7/4072W≈2.7小时 

也就是说市电断电后本系统可以继续运行2个多小时,完全满足标准的要求。值班人员可以利用这一段时间从容地进行必要的操作,而不致使硬盘中的数量因突然断电而丢失。

 

UPS的主要品牌(500VA-30KVA)

 

品牌名称

功率/容量

產地(備注)

APC

(500VA-16KVA)

 伊頓旗下企業

山特(SANTAK)

(500VA-10KVA)

美國(現產地深圳)

艾默生-力博特

(500VA-20KVA)

美國

梅兰日兰(MGE)  

(1-10KVA)

美國

科华(KELONG)

(500VA-10KVA)

 廈門

山顿(SENDON)

(1-40KVA)

大陸

台达(DELTA)  

(1-3KVA)

台灣中达电通

伊顿爱克赛(POWERWARE)

(500VA-30KVA)

美國

 鸿宝(HOSSONI)

(1-60KVA)

上海

德国3A

(1-20KVA)

德國

西门子(SIEMENS)

(700VA-3000VA)

代理

美國PCM  

 (500VA-20KVA)

中山冠虹电子

 英迈特(EMAITER)

(500VA-96KVA)

       

 EAST(易事特)

(500VA-30KVA)

廣東深圳

佛山金武士

 (500VA-1000VA)

 廣東佛上市

SVC(守护星)

(500VA-6000VA)

    

恒电(HENDAN)

(500VA-6000VA)

上海

全力

 (500VA-30KVA)

中國大陸

捷益达(JEIDAR)

(1-10KVA)

大陸

冠军(CHAMPION)

(500VA-30KVA)

廣東東莞

赛贝思(CPC)

 (1-3KVA)

        

华天

 (1-10KVA)

大陸

IEAS(科电)

 (1-6KVA)

           

雷诺士(Riello)

(1-20KVA)

            

艾普斯(ACPOWER)

(1-20KVA)

            

力迅(NETION)

(1-3KVA)

          

PAN(全景)

(500VA-10VA)

         

济南戴尔DESTE(戴思特)

(500VA-20KVA)

濟南

安第斯

 (1-3KVA)

       

韦德(Ward)

(1-20KVA)

上海

柯诺斯(CROSS)

 (1-20KVA)

 

美国宝星(Prostar)

(1-20KVA)

中國產地-佛山

POWSYS

(5-25KVA)

 

 Kermao(科尔茂)

(1-25KVA)

 

纽绅埔(NCP)

(500VA-40KVA)

 

诺盾(LIL)

(500VA-40KVA)

 

上海迈腾

(1-40KVA)

上海

 GA

(10-20KVA)

意大利

 熊猫(PANDA)

(1-3KVA)

 

 SOCOMEC-SICON(索克曼-先控)

(1-800KVA)

 

艾思得电子

15KVA-40KVA

  

佛山创电

500VA-20KVA

 佛上產地

佛山基源

 500VA-400KVA

        

IEAS(科电)

1KVA-6KVA

     

 北宁(BENNING)

1.25-400KVA

     

苏克士

1KVA-10KVA

      

 

导读

 UPS(Uninterruptible Power System),即不间断电源,是一种含有储能装置,以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。谈起UPS相信大家都不陌生,因为每个仪表人都会接触到,趁此公开课开课之际,小编总结了一些UPS相关知识,帮助所有仪表人提前复习功课!

 

为什么要用UPS ?

 

有一个常见的错误概念,认为我们使用的市电,除了偶尔发生的断电事故,是连续而且恒定的,其实不然。市电系统作为公共电网,上面连接了成千上万各种各样的负载,其中一些较大的感性、容性、开关电源等负载不仅从电网中获得电能,还会反过来对电网本身造成影响,恶化电网或局部电网的供电品质,造成市电电压波形畸变或频率漂移。另外意外的自然和人为事故,如地震、雷击、输变电系统断路或短路,都会危害电力的正常供应,从而影响负载的正常工作。根据电力专家的测试,电网中经常发生并且对电脑和精密仪器产生干扰或破坏的问题主要有以下几种: 

 

1、电涌(power surges): 

 

指输出电压有效值高于额定值110%,而且持续时间达一个或数个周期。电涌主要是由于在电网上连接的大型电气设备关机时,电网因突然卸载而产生的高压。 

 

2、高压尖脉冲(high voltage spikes): 

 

指峰值达6000v,持续时间从万分之一秒至二分之一周期(10ms)的电压。这主要由于雷击、电弧放电、静态放电或大型电气设备的开关操作而产生。 

 

3、暂态过电压(switching transients): 

 

指峰值电压高达 20000V,但持续时间界于百万分之一秒至万分之一秒的脉冲电压。其主要原因及可能造成的破坏类似于高压尖脉冲,只是在解决方法上会有区别。 

 

4、电压下陷(power sags): 

 

指市电电压有效值介于额定值的80%至85%之间的低压状态,并且持续时间达一个到数个周期。大型设备开机,大型电动机启动,或大型电力变压器接入都可能造成这种问题。 

 

5、电线噪声(electrical line noise): 

 

系指射频干扰(RFI)和电磁干扰(EFI)以及其它各种高频干扰。马达的运行、继电器的动作、马达控制器的工作、广播发射、微波辐射、以及电气风暴等,都会引起线噪声干扰。 

 

6、频率偏移(frequency variation): 

 

系指市电频率的变化超过3Hz以上。这主要由应急发电机的不稳定运行,或由频率不稳定的电源供电所致。 

 

7、持续低电压(brownout): 

 

指市电电压有效值低于额定值,并且持续较长时间。其产生原因包括:大型设备启动和应用、主电力线切换、启动大型电动机、线路过载。 

 

8、市电中断(power fai1): 

 

指市电中断并且持续至少两个周期到数小时的情况。其产生原因有:线路上的断路器跳闸、市电供应中断、电网故障。 

 

UPS分哪几种?

 

UPS大致可分成三种:离线式(Off Line),在线式(On line)和在线交互式(Line interactive)。 

 

1、什么是离线式不间断电源(Off Line UPS) 

离线式不间断电源如上图所示。平常市电通过旁路直接向负载供电。只有在停电时,才通过逆变器将电池能量转换为交流向负载提供电力。离线式不间断电源的特点: 

  • 当市电正常时,离线式UPS对市电没有任何处理而直接输出至负载,因此对市电噪音以及浪涌的抑制能力较差; 

  • 存在转换时间; 

  • 保护性能最差; 

  • 结构简单、体积小、重量轻、控制容易、成本低。 

 

2、什么是在线式不间断电源(On-Line UPS) 

在线式UPS平常由逆变器输出向负载供电,只有当UPS发生故障、过载或过热时才会转为由旁路输出给负载。在线式UPS的特点: 

  • 输出的电力经过UPS的处理,输出电源品质最高; 

  • 无转换时间; 

  • 结构复杂,成本较高; 

  • 保护性能最好,对市电噪音以及浪涌的抑制能力最强。 

 

3、什么是在线交互式不间断电源(Line interactive UPS) 

在线交互式UPS平常由旁路经变压器输出给负载,逆变器此时做为充电器。当断电时逆变器则将电池能量转换为交流电输出给负载。 

在线交互式UPS的特点: 

  • 具双向性转换器设计,UPS电池回充时间较短; 

  • 存在转换时间; 

  • 控制结构复杂,成本较高; 

  • 保护性能介于在线式与离线式UPS之间,对市电噪音和浪涌的抑制能力较差。 

 

UPS的计算方法?

 

1、电源容量的选配

主控设备的功率统计如下: 

数字硬盘监控记录主机:350W,6台,计2100W 

显示器:120W,6台,计720W; 

摄像机:平均2W,86只,计172W 

监视器:150W,6台,计900W 

矩阵主机:180W 

以上设备功率总计:4072W。 

这里4072W是有用功率,当有用功率转换成VA数时,还需考虑其功率因数COSφ。一般COSφ的取值为0.65~0.7,则系统VA数为 

4072÷0.7=5817VA 

根据公安部GA/T367-2001文件的要求,系统总的配电容量需为实际用电量的1.5倍,照此计算5817VA*1.5=8726VA 

因此,必须配8.8KVA以上的电源才能保证系统的供电,按照UPS的实际规格,我们配置了10KVA的UPS。

 

2、蓄电池的选配

根据公安部相关标准的要求,视频系统所配电源需保证系统在市电断电后1小时内能够正常运转。我们仍以视频系统的电源为例来计算。 

10KVA的电源输出电压标称值为240VDC。故每组至少需配20块12V蓄电池,才能保证其输出电压为240V。下面我们来计算需要的电池容量: 

10000VAH/(12V*20块)=41.7AH 

因此,我们需选择65AH的电池来作为后备电池使用。 

我们可以计算一下20块12V/65AH的电池在市电断电以后可以维持系统运行的时间: 

12V*65AH*20块*0.7/4072W≈2.7小时 

也就是说市电断电后本系统可以继续运行2个多小时,完全满足标准的要求。值班人员可以利用这一段时间从容地进行必要的操作,而不致使硬盘中的数量因突然断电而丢失。

 

UPS的主要品牌(500VA-30KVA)

 

品牌名称

功率/容量

產地(備注)

APC

(500VA-16KVA)

 伊頓旗下企業

山特(SANTAK)

(500VA-10KVA)

美國(現產地深圳)

艾默生-力博特

(500VA-20KVA)

美國

梅兰日兰(MGE)  

(1-10KVA)

美國

科华(KELONG)

(500VA-10KVA)

 廈門

山顿(SENDON)

(1-40KVA)

大陸

台达(DELTA)  

(1-3KVA)

台灣中达电通

伊顿爱克赛(POWERWARE)

(500VA-30KVA)

美國

 鸿宝(HOSSONI)

(1-60KVA)

上海

德国3A

(1-20KVA)

德國

西门子(SIEMENS)

(700VA-3000VA)

代理

美國PCM  

 (500VA-20KVA)

中山冠虹电子

 英迈特(EMAITER)

(500VA-96KVA)

       

 EAST(易事特)

(500VA-30KVA)

廣東深圳

佛山金武士

 (500VA-1000VA)

 廣東佛上市

SVC(守护星)

(500VA-6000VA)

    

恒电(HENDAN)

(500VA-6000VA)

上海

全力

 (500VA-30KVA)

中國大陸

捷益达(JEIDAR)

(1-10KVA)

大陸

冠军(CHAMPION)

(500VA-30KVA)

廣東東莞

赛贝思(CPC)

 (1-3KVA)

        

华天

 (1-10KVA)

大陸

IEAS(科电)

 (1-6KVA)

           

雷诺士(Riello)

(1-20KVA)

            

艾普斯(ACPOWER)

(1-20KVA)

            

力迅(NETION)

(1-3KVA)

          

PAN(全景)

(500VA-10VA)

         

济南戴尔DESTE(戴思特)

(500VA-20KVA)

濟南

安第斯

 (1-3KVA)

       

韦德(Ward)

(1-20KVA)

上海

柯诺斯(CROSS)

 (1-20KVA)

 

美国宝星(Prostar)

(1-20KVA)

中國產地-佛山

POWSYS

(5-25KVA)

 

 Kermao(科尔茂)

(1-25KVA)

 

纽绅埔(NCP)

(500VA-40KVA)

 

诺盾(LIL)

(500VA-40KVA)

 

上海迈腾

(1-40KVA)

上海

 GA

(10-20KVA)

意大利

 熊猫(PANDA)

(1-3KVA)

 

 SOCOMEC-SICON(索克曼-先控)

(1-800KVA)

 

艾思得电子

15KVA-40KVA

  

佛山创电

500VA-20KVA

 佛上產地

佛山基源

 500VA-400KVA

        

IEAS(科电)

1KVA-6KVA

     

 北宁(BENNING)

1.25-400KVA

     

苏克士

1KVA-10KVA

      

 

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