UPS容量估算

UPS容量估算 第1张

首先简单介绍下UPS的分类。

根据UPS逆变器的工作方式,UPS分成三种类型:后备式(离线式,back-up、off-line)、在线式(on-line)和在线互动式(line interactive)。下面聊聊这几个名词。

后备式:基本结构由逆变器、电池组和切换开关组成。电网正常时逆变器停止输出交流电,电网交流电经UPS向负载供电。电网失败(停电、欠压、过压等)时,UPS通过切换开关转到逆变器输出方式。这个转换过程10ms左右的切换时间。你就这样去想它,“后备”就是后面准备着的,前面的供给不上了再通知后面的来完成供给。后备式UPS,如山特TG系列与K,MT系列,它具备了自动稳压、断电保护等UPS最基础也最重要的功能,逆变输出的交流电是方波而非正弦波,由于结构简单而具有价格便宜,可靠性高等优点,因此广泛应用于微机、外设、POS等领域;

在线互动式:基本结构由双向逆变器、电池和切换开关组成。电网失败时由逆变器向负载供电,电网正常时逆变器转而向电池充电。互动式UPS具有较强的充电功能,但输出存在时间。相对于后备式而言,它时刻让逆变器不休息,逆变器两边一直互动着。在线互动式UPS,同后备式相比较,在线互动式具有滤波功能,抗市电干扰能力很强,转换时间小于4ms,逆变输出为模拟正弦波,所以能配备服务器、路由器等网络设备,或者用在电力环境较恶劣的地区;它集中了后备式UPS效率高和在线式UPS供电质量高的优点,但稳频特性不理想,不适合做常延时的UPS电源。

在线式:基本结构由整流器(AC/DC)、电池组、逆变器(DC/AC)和旁路开关组成。不管电网是否正常,一直由逆变器输出稳定的交流电给负载,这种UPS在市电/电池工作模式转换时没有切换时间。可以理解成它时刻在线,和互动式很像。在线式UPS结构较复杂,但性能完善,能解决所有电源问题,如山特C系列,其显著特点是能够持续零中断地输出纯净正弦波交流电,能够解决尖峰、浪涌、频率漂移等全部的电源问题;由于需要较大的投资,通常应用在关键设备与网络中心等对电力要求苛刻的环境中,例如在金融、证券即电信等部门;

我觉得,目前在线互动式和在线式分类已经过时了,记住在线式就可以了。

按其功率容量,我们习惯这样区分:小功率(0.5~3KVA)、中功率(3~10KVA)、大功率(10KVA以上)

根据供电体制,可以分成单进单出、三进单出、三进三出机型

根据逆变器输出波形,可分成正弦波、阶梯波(或称方波、类正弦波)。

根据电池后备时间,可分成标机及长延时机型

USP还可分为高频机、工频机、模块化

高频机缺点:过载能力较差且不适宜带感性、阻性负载。对应的基本上是后备式UPS。一般小型网络中使用的服务器和较为重要的高档PC机应选用
工频机:网络服务器、医疗设备、科研设备等精密仪器以及重要的机房集中供电和智能化楼宇的应急供电等,工频机性能稳定,可以实现最完善的电源保护。其缺点是较为笨重且价格较贵。

模块化:输入功率因数高、电流谐波小、抗干扰能力强、可靠性高、容量扩展性好、性价比高,维修方便,可热插拔。


 

 

下面,我们开始计算容量。那么要计算那几个量就可以确定UPS主机和电池的数量呢?

1)UPS电源容量计算

在线式UPS电源一般功率因数为0.8,那么至少需要“供电设备功率之和÷0.8”才能满足供电需求;另外,UPS电源的最佳工作状态就是负载70%到80%,这也是需要考虑UPS电源容量冗余的原因,一般冗余20%到30%;所以设计推荐“(UPS电源容量应该为供电设备功率之和÷0.8)X 1.3”,因此可以这样认为,UPS主机功率=供电设备功率之和X1.6。

2)UPS蓄电池容量的计算

UPS主机实际功率P实=额定功率 X 0.8;再根据所选主机手册查出UPS蓄电池直流电压U,则电流I = P实 ÷ U。根据需要延时的时间h即可计算出电池的规格参数。电池的参数一般以安时(Ah)计,即可知所需电池安时数为(P实÷ U)Xh。

3)UPS蓄电池数

因为UPS电源常用电池电压为12V,而电池直流电压为U,所以应该需要电池节数=(U ÷ 12V)。

  

举例:

UPS电源的配置先要考虑哪些重要用电设备要做电源保护,从而计算出其负载;如PC机一般其容量为,计算机常用的服务器为700W,如果以PC机作为服务器一般以300W计算,HUB交换机为100W,(注意:计算容量时只能以最大负荷计算)

例如:供电10台PC机,每台250W,一个网络交换机100W,需要进行2小时电源保护,

计算如下:

总负载计算
  P=250W X 10+100W X 1 =2600W

UPS主机功率大于等于2600X1.6=4160W

故选6KVA主机。

若查出该主机蓄电池直流电压为240V

故,电池容量为(6000X0.8÷240)X2=40Ah

蓄电池数为240÷12=20个

因此,需要一台6KVAUPS主机,20个40Ah-12V电池。


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