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弱電系統ups電源的配置安裝與后期維護

文章出處:責任編輯:作者:人氣:265發表時間:2019/4/22 9:32:46 字體大小:【

  UPS不僅是不間斷供電裝置,還具有電力凈化的作用。本文將重點討論UPS的選擇和配置、蓄電池組容量的選擇和配置以及UPS電源的安裝與維護。

  UPS即不間斷電源,隨著各種電子設備的普及,UPS電源得到了越來越廣泛地應用。

ups電源.jpg

  1 UPS選型和配置

  1.1 了解UPS電源的性能指標

①輸入電壓:220V或380V(三相四線制),-15%~+10%。

②輸出電流:根據這個值選擇導線截面和輸入保險。

③輸出電壓:一是輸出電壓穩定度,一般為±5%。有些為±3%左右。另一個是穩壓精度:穩態≤±1%、瞬態≤±5% 。

④瞬態電壓恢復時間:≤±50ms。

⑤輸出容量:即視在功率S, S=UI

⑥后備時間:指輸入中斷后,UPS能繼續工作的時間,是UPS的關鍵指標。

⑦功率因數:0.8(滯后)

⑧效率:≥90%(滿載時)

⑨過載功能:10min(125%額定電流);10S(150%額定電流)。

⑩限流:100%~110%額定電流可調。

  1.2 UPS選擇:

  1.2.1 UPS型號 

①在線正弦波UPS電源。無論市電正常與否,它對負載供電都是由UPS電源逆變器提供的。只要機內蓄電池能向UPS電源逆變器提供能量,當市電中斷時,在線式UPS電源就能實現對負載的真正不間斷供電,其正弦波波形失真系數最小,對負載供電轉換時間為零,可靠性高,故障率低但價格較高。

②后備式正弦波UPS電源。采用了抗干擾式分級調壓穩壓技術。僅僅在由蓄電池供電時才有可能向負載提供高質量的正弦波,在從市電供電向逆變器供電進行轉換時,對負載而言,大約有4ms左右的中斷供電(主要來源于繼電器的轉換時間)。后備式正弦波UPS電源處于市電供電時,由于市電是直接通過抗干擾濾波器對負載供電的,因此噪音較小,但是UPS電源處于逆變器工作時,由于PWM脈寬調制頻率一般為8KHZ左右,因此噪音較大。

③后備方波輸出UPS電源。向負載提供的交流電是方波而不是正弦波。此類UPS電源只能接微容性或純組性設備,負載越重,方波脈沖寬度越寬,而方波脈沖的峰值越小。此類UPS電源的轉化時間不一定。其變化范圍為4~9ms且用戶不能控制。此類UPS不能進行頻率的關閉和啟動,但造價較低。

  1.2.2 負載容量、負載功率因數和UPS的波峰因數 

選購UPS時,首先要知道負載的總容量,同時還要考慮負載的功率因數才能確定UPS的標準功率容量。由于負載功率因數很難計算,所以UPS技術規范中給出了波峰因數這個指標,波峰因數越高,UPS承受非線性的能力越強。一般波峰因數比應大于3:1。

  1.2.3 電池后備時間 

一般情況下,選擇后備時間時,通常選取滿載工作時間為10min、15min或30min即可。由于蓄電池價格較貴、長延時UPS一般僅在停電時間較長的場合選用。此時最好選擇有外接大容量的蓄電池功能的UPS,以確保市電停電后能長時間供電。


      1.2.4 UPS中性線截面 

由于UPS負載多為非線性負載,因而流過中線的電流不為零。即使在三相負載完全平衡時中線電流也可達三相電流的1.8倍。負載功率因數越小,倍數越大。因此在UPS電源中,其中線截面不得小于相線截面。否則易造成中線發熱,甚至燒掉電纜引起火災,造成嚴重后果。

  2 蓄電池的選擇和配置

  2.1 蓄電池基本技術指標:

①閥控式密封鉛酸蓄電池:每臺UPS各接一組。

②浮充電壓允差:1%。

③浮充電壓:2.23~2.27V/單體。

④均充電壓:2.3~2.4V/單體。

⑤ 放電終了電壓:1.67~1.70V/單體。

⑥溫度對蓄電池壽命的影響:在25℃時浮充運行情況下,理論壽命不低于10年。

  2.2 UPS蓄電池容量的計算

  2.2.1 蓄電池最大放電電流II=S×COSφ/η×Ei式中:S為UPS電源的標稱輸出功率;COSφ為負載功率因數,一般取0.8;η為逆變器的效率一般取0.8;Ei為蓄電池放電終了電壓。

  2.2.2 電池后備時間t 電池后備時間t根據用戶的需要而定,中小型UPS多采用閥控鉛蓄電池。價格較貴,一般選取滿載工作時間為10min、15min或30min。

  2.2.3 蓄電池容量C 算出最大放電電流后,再根據負載性質及用戶所需UPS的后備時間,算得蓄電池標配容量:(C=It)。

  3 UPS安裝

  3.1 UPS的安裝位置要求

  3.1.1 為延長電池壽命,蓄電池應安裝在環境溫度為15℃~25℃范圍內,室內溫度也不能太大。

  3.1.2 UPS的左右兩側要留有50mm空間,后面要留有100mm,前面留有足夠的操作空間。

  3.1.3 外置電池柜應與UPS放在一起。

  3.2 UPS與市電、負載的連接 UPS與市電及負載的連接都很簡單,但連接前應檢查:①UPS輸入參數與市電的電壓、頻率是否一致。②接入UPS的火線和零線是否與廠家規定一致。③檢查負載功率是否小于UPS輸出功率。④UPS與電池連接時一定分清正負極。

  3.3 電纜截面的選擇 選擇導線截面時應考慮:

  3.3.1 符合電纜使用安全標準。

  3.3.2 符合電纜溫升要求。

  3.3.3 滿足電壓降要求。① 交流輸入電流I相。因為P=3×U相×I相×COSφ(單相輸出者則為:P=UICOSφ)。所以I相=P/(3×U相×COSφ)=S/(3×U相)。② 直流輸出電流I=P/U(U應取最小值)。求出交流輸入I相和直流輸出電流I后,再查表確定導線截面積。

  4 UPS維護

  筆者根據多年來的工作經驗,建議從以下幾個方面做好UPS電源系統的維護:

  4.1 掌握UPS的基本知識,認真閱讀設備說明書,弄清各種警示信息,警示代碼,指示燈的含義,以及產生的原因和應對方法。熟悉設備上各種開關,按鈕的作用。熟悉掌握UPS的各種操作,清楚連接關系,明白代通之法。

  4.2 加強日常的巡視、維護,查看設備有無告警,有無異味,有無異常響聲,檢查接頭有無松動發熱現象,散熱扇運轉是否正常,設備各種指示是否正常,發現問題及時解決。

  4.3 制定定期維護計劃:每月定期測量設備輸出電壓、電流、功率以及蓄電池內阻和端電壓。每季或半年對蓄電池做一次核對性放電試驗,一般應放出額定容量的30%~40%。每年清潔一次UPS內部衛生,檢查各接頭是否接觸良好。

  4.4 蓄電池放電:在蓄電池放電操作中,如采用蓄電池脫機使用假負載放電,不僅拆卸繁瑣,且不安全,事后還需拆卸安裝再充電。為保證電池放電試驗的安全有效,既能發現問題(落后電池、反極電池等),又能保證供電安全可靠(不造成過放電、短路、供電中斷等)。這里推薦一種直接利用負載對電池放電的方法:即關斷UPS交流輸入開關,讓蓄電池放電。由于UPS電源多用于重要的網絡通信等系統中,負載變化幅度不大,所以用負載直接放電,其放電電流也基本不變,這樣就可根據蓄電池的電壓情況和放電情況確定放電終止電壓,算出放電時間,以后每季度的放電都與此次記錄相比較,并從中發現問題及時排除。


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