关于UPS组合备电产品配置方案探讨

◎马忠贵

UPS组合备电主要是为了防止带电设备在长时间使用过程中发生断电或是没电的条件下所备用的电源，按照产品打磨三阶段计划，在产品发展一阶段，为了匹配客户需求，能准确掌握成熟产品组合方法，支撑开展备电业务。为此，编写了关于《UPS组合备电产品配置方案》，包括UPS组合设备介绍、容量配置方法、组合方案等。

一、设备介绍

（一）电源设备

1.不间断电源UPS。UPS（不间断电源）设备按工作方式：分为在线式和后备式，在线和后备式依据其工作频率又分别分为高频和工频制式。

2.在线式UPS。（1）在线式高频UPS。由高频IGBT整流电路、电池充电电路、电池升压电路、逆变电路和旁路模块组成，具有效率高、输入谐波小、体积小、重量轻、绿色节能等特点。（2）在线式工频UPS。由可控硅SCR整流电路、IGBT逆变电路、旁路模块和工频升压变压器等部件组成。主要应用于感性负载（定频：如空调压缩机）的备电业务。

3.后备式UPS。适用于负载可以瞬时断电的场合（目前切换时间一般在3ms内），正常工作于旁路模式，市电异常时，切换到电池逆变供电模式。（1）后备式高频UPS。由电池充电电路、电池升压电路、逆变电路和旁路模块组成，具有效率高、体积小、重量轻、绿色节能等特点。（2）后备式工频UPS。由电池充电电路、IGBT逆变电路、旁路模块和工频升压变压器等部件组成。主要应用于感性负载（定频：如空调压缩机）的备电业务。

（二）各类电源设备适用场景

各类备电电源设备适用场景

二、电池设备

（一）备电电池类型

分为铅酸电池和锂电池两类。UPS配置铅酸电池一般选取单只12V电压等级（2V可用）。

（二）电池设备

1.铅酸电池配置。

（1）蓄电池组的容量应接近近期负荷配置；如果客户有要求，可考虑中、远期业务发展。

（2）每台UPS设备的蓄电池组一般为1～4组。

（3）不同厂家、不同容量、不同型号的蓄电池组不应并联使用；不同时期的蓄电池组不宜并联使用。

（4）恒功率法配置蓄电池容量：

①2V单体电池放电功率计算公式：

式中：

P——2V单体电池的放电功率；

S——UPS设备额定容量（kVA）；

cosφ——UPS设备输出功率因数；

μ——UPS设备的逆变效率；

N——电池组数；

M——每组电池2V单体数量；

β——带载率。

②根据上述公式1计算得出2V单体蓄电池需求放电功率后，按照备电时间和放电终止电压（建议1.70 V～1.80V），对照蓄电池厂家提供的蓄电池放电功率表查表确定电池型号。

2.铁锂电池配置。

（1）标称电压为DC 51.2V，由16只标称3.2V的铁锂电池电芯串并联组成。

（2）铁锂电池容量选型计算公式：Q=k×a×（P×T）/51.2

式中：Q—电池容量（Ah）；k—安全系数，取 1.25；P—设备工作实际功率（W）；T—备电总时长（h），建议 T应≥1小时（h）；a—温度调整系数，寒冷、寒温I、寒温II地区取1.25，其余地区取1.0。

（三）铅酸蓄电池种类

铅酸蓄电池配置种类表

（四）铁锂电池配置种类表

铁锂电池配置表

三、结束语

综上所述，本文主要讲解电源UPS设备工作方式和电池设备类型，UPS设备应用广泛，在通信领域是人们一直追寻的目标。作为UPS后备铅酸及铁锂电池，目前根据电池电容、燃料、重量、节能及环保，铁锂电池比铅酸蓄电池具有优势。不过铁锂电池目前也有显著的缺点，特别是它昂贵的价格还不能被UPS用户所接受。

随着技术不断进步，在备用电源领域铁锂电池一定会出现运作更可靠，更符合成本效益，并能降低拥有成本的新技术。