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教你如何匹配UPS電源

2020-2-10 8:45:03??????點擊:
  了解UPS電源
  UPS是將蓄電池(多為鉛酸免維護蓄電池)與主機相連接,通過主機逆變器等模塊電路將直流電轉換成市電的系統設備。主要用于給單臺計算機、計算機網絡系統或其它電力電子設備如電磁閥、壓力變送器等提供穩定、不間斷的電力供應。當市電輸入正常時,UPS將市電穩壓后供應給負載使用,此時的UPS就是一臺交流式電穩壓器,同時它還向機內電池充電;當市電中斷(事故停電)時,UPS立即將電池的直流電能,通過逆變器切換轉換的方法向負載繼續供應220V交流電,使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。UPS設備通常對電壓過高或電壓過低都能提供保護。
  UPS的可靠性
  UPS的可靠性更多有賴于電源系統的整體設計,而并非UPS本身的設計(如UPS是否采用互動式或雙變換技術)。而最終,提高UPS可用性的辦法無疑就是將包括UPS和整個電源保護方案在內的整體修復時間縮至最短,將冗余擴至最大。
  一直以來,MTBF(平均無故障時間)是UPS生產商用來測量和說明UPS可靠性的關鍵度量指標。不過,用MTBF萊預測UPS的可用性實際上卻難具說服力。
  為了說明這一點,我們來舉一個例子,假設一臺UPS的MTBF是200,0OOh,非專業人士可能簡臺UPS的MTBF是200,0OOh,非專業人士可能簡單地以為該設備可以無故障運行200,000h(約為23年)。但是,事實上UPS生產商不可能也不會對產品進行為期23年的無故障運行測試。相反,他們只是根據UPS組件的預計使用壽命先行計算出一個MTBF值。然后,在其出貨量增長到具有統計學意義時,會根據這批設備實際的性能數據替換到某些初步的預估值,這些修正后的數據可能存在誤導性。比如,假設2,500臺UPS在5年的研究期內運行良好,那么得到的MTBF值可能會相當高。但是如果這些系統中有一個組件的使用壽命只有6年,那么在5年研究期過后的一年,它們中的90%可能會發生故障。
  UPS設計的分類:
  第一類、后備式UPS的電源通路
  當UPS檢測到停電故障時,后備式UPS可以切斷IT設備(lTE)的市電供電,為系統提供電源保護。不過,一些備用電源系統會在過壓或欠壓時提供局部的電源保護,對電池電源的使用較為有限。可見,雖然后備式UPS可提高效率和降低成本,但有時提供的電源保護并不全面。
  第二類、互動式UPS的電源通路
  互動式UPS通常視情況適度調節電壓之后,再對受保護設備供電。不過,互動式UPS必須使用電池電源來防止各種頻率異常現象和停電'清況。
  第三類、雙變換式UPS的電源通路
  雙變換式UPS可以將關鍵負載與市電電源完金隔絕,從而確保為IT設備提供潔凈、可靠的電力。雙變換式UPS比后備式UPS和互動式UPS更耗能,因此它們在數據中心或設備司內的散熱量更高。
  如何提高UPS可靠性
  1、添加并聯電池組:使用單組串聯電池的UPS對正常供電負載的風險會大大增強。如果串聯申的電池其申一只出問題,就會影響整串電池組放電,從而導致UPS無法正常供電。如果在UPS上再并聯一串電池組的話,假設其中一串電池組發生故障,那么UPS仍可由另一串正常的電池組供電一段時間,從而有時間連接備用發電機供電或者從容關閉負載設備。
  2、安裝柴油發電機:電池供電只能解決一時的燃眉之急。如果面臨長時間的斷電情況,即使使用了最長時效的電池組可能也是"有心無力"。因此,在長時間停電的情況下,使用柴油發電機作為備用供電電源較為理想力口。
  3、通過并聯安裝UPS提高可用性
  冗余的設計邏輯,不僅適用于電源保護方案,同樣亦適用于UPS設計。在電源設計申構建多條電源通路能夠從根木上提高系統的可靠性。
  電源供應鏈的最終性能受限于其申最弱的一環。因此,在供應鏈的每一點上添加多個冗余可以提高其整體的可靠性。因此,最可靠的輸電系統通常包括從總電源至用電負載的多條相互獨立的電源通路,相互盡可能避免重疊。采用冗余配置的電源系統,當組件發生故障或者進行例行維護時郡不會導致IT設備關閉。
  如何選擇UPS配置
  根據設備功率選用匹配的UPS電源,例如需要續航使用的設備是一臺電腦(參考350W),可以配置一臺500va的UPS。選擇方式是;設備功率除于UPS功率因數0.8等于匹配的UPS。
  根據設備功率,延時要求。做出配置方案。延時時間越長配置的電池組容量或數量就越多。
  蓄電池容量的計算方法
  蓄電池的容量必須是以所定的電壓、所定的時間可向負載提供的容量。以下就容量計算方法進行說明:
  1、計算容量的必要條件A、放電電流有必要明確放電過程中負載電流的增減變化和其隨時間變化情況。B、放電時間可預期的負載的最大時間。C、最低蓄電池溫度預先推定蓄電池放置場所的溫度條件,決定蓄電池溫度最低值。一般設置在室內時為50C,設置在特別寒冷地區室內時為-50C。用空調保證室內溫度時按實際溫度作為最低溫度。D、允許的最低電壓單格允許的最低電壓(V/單格)=(負載所允許的最低電壓+導線的電壓損失)/串聯格數
  2、容量的計算公式C=1*[K1I1+K2(I2-I1)、、、、、、、KN(IN-IN-1)]/LC:250C的額定放電率換算容量(AH)、、、、、、UXL電池是10HR容量。L:對因維護系數、使用年數、使用條件的變化而引起的容量變化而使用的修正值。一般L值采用0.8。K:由放電時間T、電池的最低使用溫度、允許的最低電壓而決定的容量換算時間。I:放電電流下標1、2、、、、N:按放電電流變化順序依次加給T、K、I
  3、容量的計算舉例A、放電電流140A(一定)B、放電時間30分C、最低蓄電池溫度-550CD、允許的最低電壓1.6V/單格按上述條件,得出K=1.1C=1X1.1X140=192(AH/10HR)/0.8所以,可使用UXL220-2。注:上述例子是針對放電電流一定的簡易的負載類型電池容量的計算。
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