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                UPS電源系統設計
                 
                發布時間:2010/3/4 信息來源: 海南捷宇智能科技有限公司
                    隨著信息時代的不斷發展,許多事務都在跟隨著不斷的創新發展,如果沒有創新改進,就由可能被信息時代所淘汰,也就是被社會發展所淘汰。在日益競爭激烈的社會上,如果沒有發展與革新,任何事務都有被淘汰的可能,UPS電源系統也不例外,眾多的通信設備對UPS供電系統的要求越來越高,因此UPS電源系統也要不斷的革新,下面由專家介紹UPS電源系統是如何設計的。

                  一套大型的UPS系統設計包含了主機容量與蓄電池容量計算、冗余問題、熱備份、與通信系統連接、接地、防雷、安裝、維護等。其中重點是主機容量和蓄電池容量的計算,根據工程經驗和行業標準《通信電源設備安裝工程設計規范 DY5040-2005》,計算的思路可以大致歸結如下:分析通信設備的負荷需求并進行匯總,然后計算蓄電池放電時需要輸出的功率(即蓄電池的放電電流),同時根據放電時間要求來配置蓄電池的容量。這樣得出UPS系統必須提供給通信設備的負荷功率,以及蓄電池的均充功率,另外還要考慮瞬間啟動容量和一定的預留發展容量。最終就可以得到UPS系統的總容量。

                  在確定UPS容量后,選擇UPS系統主要考慮以下幾個因素:輸入電壓允許變化范圍,輸入功率因數和UPS雙向抗干擾的能力等,這些性能參數在通信行業標準《通信用不間斷電源-UPS YD/T1095-2000》中有詳細的規定,在滿足這些條件下,應盡量選擇性能優越的產品,但同時也要考慮工程投資實際承受能力,得出一個最合理的設計方案。以下用一個工程實例來具體說明。下面以一個新綜合樓的新建UPS系統的設計工程項目。綜合樓需要新建1套UPS系統,以保證通信設備的不間斷供電以及部分辦公設備的不間斷供電。以下是具體的設計步驟:

                  第一步,確定負荷:根據分析,近期G網通信設備對UPS的需求為16kW,還有部分重要的辦公用電腦負荷需求為15 kW,另外預留15 kW的功率給即將新增的C網通信設備和新增的業務,得出總負荷P1=20+16+18=46kW,因此需要考慮大功率的UPS,一般這種系統要求是三相電壓輸入,輸出可以是三相和單相。

                  第二步,確定蓄電池容量:當市電出故障,UPS系統由蓄電池通過逆變器向負荷供電。假設逆變器的效率為0.9,因此蓄電池必須提供的功率P2=P1/0.9=51.11 kW。一般工程中多采用2組32個額定電壓為6V的單體蓄電池進行串聯,一般蓄電池的放電終止電壓是5.4V,這樣可以計算出蓄電池的最大放電電流I=P2/5.4/32/2=14.79A,然后根據公式 以及放電時間按1~2個小時考慮,計算得出單體蓄電池的容量Q=100Ah。因此最終確定的蓄電池是2組32個單體電池(電壓6V,容量100Ah)串聯而成的蓄電池組。

                  第三步,確定UPS的容量:蓄電池組的均充功率P3=3*2.25*32*10*2=4.32 kW,加上負載的功率P1,另外還考慮到瞬間啟動容量,根據工程經驗最后得出Pt=1.2*(P1+P3)=66.52 kW,所以UPS的視在功率S=Pt/0.85=78.26kVA,實際工程選用 80 kVA。冗余方式的選擇:一般UPS系統冗余方式主要是串聯冗余和并聯冗余。串聯冗余,有主機和從機之分。其基本原理是:主機正常時100%的承擔負載電流,故障時由從機提供后備電源。由于備用UPS是在主機旁路處在等待工作狀態,故稱為熱備份。

                  為方便系統配電,在UPS系統的輸入端配置了1個380V/400A的交流配電柜,輸出端配置1個380V/160A交流配電柜。由于新建的UPS系統擺放在負一樓機房,因此在2樓和3樓機房各配置1臺220V/63A的UPS二次配電箱。根據電源線的選型原則“交流導線按允許載流量并兼顧機械強度選型,機房內交流導線采用阻燃電纜,接地導線采用多股銅芯電纜”,從低壓配電屏到UPS輸入柜,因為要通過室外電纜溝,因此采用鎧裝的ZRVV22 3X120+1X70線纜;從輸入柜到UPS主機,以及主機到輸出柜都采用ZRVV 4X35線纜;從輸出柜到二次分配柜采用ZRVV 5X16線纜。

                  UPS電源系統的設計是錯綜復雜的,這也是之所以UPS電源用途廣泛的原因,UPS電源系統的設計會針對不同的情況與不同的需要,設計出功能不同的UPS電源系統。不斷進行系統創新。這也是UPS電源設計師的追求理念。

                 
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