UPS的应用

韩保国

[摘 要]本文介绍了UPS在实际应用中要注意的各个技术参数。

[关键词]负载特性 冗余

[中图分类号]U664[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2009)11-0084-01

随着经济不断发展计算机广泛应用,一些重要场所对电源的可靠性、稳定性要求高。包括集成电路等产业、设备中对电源也有相当高要求。电压偏移、电压波形畸变、断电持续等电源质量降低将产生严重经济损失和社会影响 ,上述场所的关键设备大多采用UPS供电。

1 UPS的类型

通常设备根据电源可靠性、功能要求、使用方便等要求,尽可能经济的选择UPS。根据不同负荷特性选择不同类型UPS。从实用性、选择方便易行出发,UPS可分三类 :

(1)单一运行、备份运行 。

(2)有旁路转换、无旁路转换 。

(3)平时逆变器运行、平时市电运行。

2 UPS特点

(1)单一运行UPS,用于一般重要负荷;用于输人、输出频率不同,或者对市电有无影响不大,对频率精度要求很高的负荷。

(2)备份运行UPS,使用多台不停电装置,具有备份功能,当部分发生故障,其它正常部分向负荷供电,用于特别重要负荷。

(3)有旁路转换UPS,负荷可由市电和逆变器供电,提高供电可靠性。多数UPS设置旁路。

(4)无旁路转换UPS,用于输入、输出频率不同,或对市电频率、电压精度要求极高的负荷。

(5)平时逆变器运行,负荷对电源质量要求高,不受市电,电源电压、频率的影响。

(6)平时市电运行,负荷对电源质量要求不高,对可靠性要求高,不变换运行效率高。使用时根据负荷性质三种运行方式组合应用。

3 供电系统选择UPS的原则

3.1 负荷的重要性

电源是否存在潜在异常。原则上不存在电源异常是不需要设置UPS的。负荷是否重要是根据电源异常导致的负荷部分受损而决定的。受损包括直接损失和间接损失。直接损失包括生产线上的不良产品, 科技研发重要数据丢失。间接损失包括恢复供电需要时间,社会信誉。根据受损大小,衡量UPS系统总投资,为了提高可靠性是否采用UPS,采用UPS是否设置备份及旁路,确定运行方式。

3.2 电源质量对负荷的影响

电源质量对负荷的影响包括:电源电压允许压降范围及持续时间;日常电压失真范围、频率精度。负荷对电源质量承受力强,可以简化系统提高可靠性降低成本,比如增加旁路时采用一般0.02~0.2S瞬时停电转换方式。日常电压失真,频率精度一般不是特殊负荷,市电电源下足够运行,一般不需考虑电源对负荷的影响。对电源电压瞬时降低和断电敏感的计算机,即使电源电压降低10%半个周期就会产生影响,则需要提供优质电源。

3.3 UPS容量选择

根据下列因素,特性、计算负荷、冲击电流、峰值电流、过载能力、负荷突变状况选择UPS容量。有效负荷容量用下述数值作补偿。

3.3.1 关于冲击电流

能承受峰值电流的UPS计算容量=有效负荷容量?X冲击电流(最大值)/UPS额定电流,其值一般为有效容量的5~10倍。

负载投入电源,产生相当大冲击电流,特别是计算机及外围设备。在UPS供电时,为降低UPS容量,运行时负载依次投入或选择UPS市电运行;当电流回复到额定电流值以下,不停电转换到整流器,逆变器供电。

3.3.2 关于峰值电流

能承受峰值电流的UPS

容量=有效负荷容量X峰值电流(最大值)/UPS额定电流峰值容量一般为有效容量2倍峰值系数为2.5以上的UPS,峰值电流承受能力为250%PA上,一般不超出UPS额定容量.可以直接采用,不需补偿。

3.3.3 关于过载

UPS过载能力一般在有效负荷的1.1倍以上,负荷过载超过1.1倍应对UPS进行保护。

3.3.4 负荷突变

多数UPS负荷突变0"100%范围内,输出电压波动可以控制在_10%l~A内。所以对有效负荷容量可以不作补偿。

3.3.5 发电机-UPS配合

在某些场所中UPS在市电停电后转换至自备发电机供电。在自备发电机供电时,应能提供UPS启动时大冲击电流,而不会影响发电机运行。

(1) 选择整流设备较低启动电流UPS。例如12脉冲整流器,则自备发电机容量应该是整流器的2倍。

(2) 选择几组UPS并联,分组延时启动。可以利用具有斜坡启动功能组合在一起,避免所有UPS同时启动产生冲击电流过大。

(3) 选择有整流器充电器输人功率可控制的UPS,使整流器充电器输入部分功率,不足功率由电池提供。

(4) 选择有限制充电电流功能的UPS。使发电机启动运行时,限制充电,设置充电电流值为0安培。即在发电机运行时可以停止充电,从而减少UPS从发电机吸收功率。