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UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply),,即不間斷電源,,是將蓄電池(多為鉛酸免維護(hù)蓄電池)與主機(jī)相連接,,通過主機(jī)逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備,。主要用于給單臺(tái)計(jì)算機(jī),、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備如電磁閥,、壓力變送器等提供穩(wěn)定,、不間斷的電力供應(yīng),。當(dāng)市電輸入正常時(shí),,UPS 將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用,此時(shí)的UPS就是一臺(tái)交流市電穩(wěn)壓器,,同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電,;當(dāng)市電中斷(事故停電)時(shí), UPS 立即將電池的直流電能,,通過逆變零切換轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電,,使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞,。UPS 設(shè)備通常對(duì)電壓過高或電壓過低都能提供保護(hù),。
一、 有功功率,、無功功率,、視在功率、功率因數(shù)及峰值因子的概念
1.有功功率:可以轉(zhuǎn)化成其他形式能量(熱,、光,、動(dòng)能)的能量。以P來表示,,單位為W,。一般來說,有功功率是相對(duì)于純阻性負(fù)載來說的,。
2.無功功率:功率從能量源傳遞到負(fù)載并能反映功率交換情況的功率就是無功功率,。以Q來表示,單位為Var,。它的產(chǎn)生是由于感性負(fù)載,、容性負(fù)載、以及電壓和電流的失真,。這種功率可導(dǎo)致額外的電流損失,。
3.視在功率:有功功率和無功功率的幾何之和(即平方和的均方根),,它用來表示電氣設(shè)備的容量。以S來表示,,單位為VA,。
4.功率因數(shù):正弦交流電壓與電流的相位差稱為功率因數(shù)角,以Φ來表示,,沒有單位,,而這個(gè)功率因數(shù)角的余弦值稱為功率因數(shù)。它決定于電路元件參數(shù)和工作頻率,,純電阻電路的功率因數(shù)為1,,純電感電容電路的功率因數(shù)為0。功率因數(shù)cosineΦ=P/S,。
5.峰值因數(shù):峰值因數(shù)是指電流瞬時(shí)值的峰值與其有效值的比值,。它用來描述沖擊電流。如果供電設(shè)備的峰值因數(shù)越高,,表明設(shè)備抗沖擊能力越強(qiáng),。
二、 UPS負(fù)載性質(zhì)
1,、負(fù)載性質(zhì)的種類
線性負(fù)載 | 非線性負(fù)載 | ||
阻性負(fù)載或功率因數(shù)已校正負(fù)載 | 感性負(fù)載 | 容性負(fù)載 | 帶有電解電容的整流濾波型負(fù)載 |
2,、不同負(fù)載的主要特性
選項(xiàng) | 電壓與電流相差 | 沖擊電流 | 電流失真 | 功率因數(shù) | 峰值因數(shù) | 有功功率 | 無功功率 |
負(fù)載類型 | |||||||
線性阻性負(fù)載及功率因數(shù)已校正負(fù)載 | 無 | 中等 | 無 | cosφ = 1 | 1.4 | 100% | 無 |
線性感性負(fù)載(電機(jī)、空調(diào)) | 有 | 高 | 無 | cosφ≈0.8 | 約1.4 | 約80% | 60% |
線性容性負(fù)載 | 有 | 高 | 無 | cosφ<1 | 約1.4 | 有 | 有 |
非線性帶有電解電容的整流濾波型負(fù)載 | 無 | 高 | 高 | cosφ≈0.7 | 2~2.8 | 約70% | 約70% |
3,、負(fù)載為以下設(shè)備時(shí),選擇UPS容量應(yīng)慎重:
1)空調(diào):一般禁止使用UPS供電,,因其起動(dòng)沖擊很大切屬于感性負(fù)載 (確定是否變頻啟動(dòng)空調(diào))
2)激光打印機(jī):應(yīng)選擇大余量UPS供電,,因其工作過程中經(jīng)常產(chǎn)生沖擊電流
3)復(fù)印機(jī)、高速行打:同上
4)日光燈:應(yīng)選擇大余量UPS供電,,因其起動(dòng)沖擊電流較大,,且阻性成分高
5)電爐絲(純電阻負(fù)載):需要選擇大余量UPS供電,因其為阻性負(fù)載
6)電動(dòng)機(jī)(感性負(fù)載):需要選擇大余量UPS供電,,因其為感性負(fù)載,,且起動(dòng)沖積很高(確定是否變頻啟動(dòng)電機(jī))
三、UPS負(fù)載容量選型原則:
當(dāng)負(fù)載為計(jì)算機(jī)負(fù)載UPS 容量計(jì)算方法:
需要設(shè)計(jì)UPS 容量=設(shè)計(jì)負(fù)載功率÷0.8(UPS 輸出功率因數(shù)) ÷0.6(UPS 主機(jī)最理想負(fù)載為輸出功率的60%)
例如:機(jī)房負(fù)載的功率統(tǒng)計(jì)如下:
數(shù)字硬盤監(jiān)控記錄主機(jī):350W,,6臺(tái),,計(jì)2100W
顯示器: 120W,6臺(tái),,計(jì)720W,;
攝像機(jī): 平均2W,86只,,計(jì)172W
監(jiān)視器: 150W,,6臺(tái),,計(jì)900W
矩陣主機(jī): 180W
以上設(shè)備功率總計(jì):4072W。
需要設(shè)計(jì)UPS容量=4072W÷0.8(UPS輸出功率因數(shù)) ÷0.6(UPS 主機(jī)最理想負(fù)載為輸出功率的60%)=8.48KVA
一般UPS 功率為整數(shù),并且雙數(shù)比較多考慮以后擴(kuò)容因此選擇一臺(tái)10KVAUPS比較理想.