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UPS电源系统设计
 
发布时间:2010/3/4 信息来源: 海南威廉希尔智能科技有限公司
    随着信息时代的不断发展,许多事务都在跟随着不断的创新发展,如果没有创新改进,就由可能被信息时代所淘汰,也就是被社会发展所淘汰。在日益竞争激烈的社会上,如果没有发展与革新,任何事务都有被淘汰的可能,UPS电源系统也不例外,众多的通信设备对UPS供电系统的要求越来越高,因此UPS电源系统也要不断的革新,下面由专家介绍UPS电源系统是如何设计的。

  一套大型的UPS系统设计包含了主机容量与蓄电池容量计算、冗余问题、热备份、与通信系统连接、接地、防雷、安装、维护等。其中重点是主机容量和蓄电池容量的计算,根据工程经验和行业标准《通信电源设备安装工程设计规范 DY5040-2005》,计算的思路可以大致归结如下:分析通信设备的负荷需求并进行汇总,然后计算蓄电池放电时需要输出的功率(即蓄电池的放电电流),同时根据放电时间要求来配置蓄电池的容量。这样得出UPS系统必须提供给通信设备的负荷功率,以及蓄电池的均充功率,另外还要考虑瞬间启动容量和一定的预留发展容量。最终就可以得到UPS系统的总容量。

  在确定UPS容量后,选择UPS系统主要考虑以下几个因素:输入电压允许变化范围,输入功率因数和UPS双向抗干扰的能力等,这些性能参数在通信行业标准《通信用不间断电源-UPS YD/T1095-2000》中有详细的规定,在满足这些条件下,应尽量选择性能优越的产品,但同时也要考虑工程投资实际承受能力,得出一个最合理的设计方案。以下用一个工程实例来具体说明。下面以一个新综合楼的新建UPS系统的设计工程项目。综合楼需要新建1套UPS系统,以保证通信设备的不间断供电以及部分办公设备的不间断供电。以下是具体的设计步骤:

  第一步,确定负荷:根据分析,近期G网通信设备对UPS的需求为16kW,还有部分重要的办公用电脑负荷需求为15 kW,另外预留15 kW的功率给即将新增的C网通信设备和新增的业务,得出总负荷P1=20+16+18=46kW,因此需要考虑大功率的UPS,一般这种系统要求是三相电压输入,输出可以是三相和单相。

  第二步,确定蓄电池容量:当市电出故障,UPS系统由蓄电池通过逆变器向负荷供电。假设逆变器的效率为0.9,因此蓄电池必须提供的功率P2=P1/0.9=51.11 kW。一般工程中多采用2组32个额定电压为6V的单体蓄电池进行串联,一般蓄电池的放电终止电压是5.4V,这样可以计算出蓄电池的最大放电电流I=P2/5.4/32/2=14.79A,然后根据公式 以及放电时间按1~2个小时考虑,计算得出单体蓄电池的容量Q=100Ah。因此最终确定的蓄电池是2组32个单体电池(电压6V,容量100Ah)串联而成的蓄电池组。

  第三步,确定UPS的容量:蓄电池组的均充功率P3=3*2.25*32*10*2=4.32 kW,加上负载的功率P1,另外还考虑到瞬间启动容量,根据工程经验最后得出Pt=1.2*(P1+P3)=66.52 kW,所以UPS的视在功率S=Pt/0.85=78.26kVA,实际工程选用 80 kVA。冗余方式的选择:一般UPS系统冗余方式主要是串联冗余和并联冗余。串联冗余,有主机和从机之分。其基本原理是:主机正常时100%的承担负载电流,故障时由从机提供后备电源。由于备用UPS是在主机旁路处在等待工作状态,故称为热备份。

  为方便系统配电,在UPS系统的输入端配置了1个380V/400A的交流配电柜,输出端配置1个380V/160A交流配电柜。由于新建的UPS系统摆放在负一楼机房,因此在2楼和3楼机房各配置1台220V/63A的UPS二次配电箱。根据电源线的选型原则“交流导线按允许载流量并兼顾机械强度选型,机房内交流导线采用阻燃电缆,接地导线采用多股铜芯电缆”,从低压配电屏到UPS输入柜,因为要通过室外电缆沟,因此采用铠装的ZRVV22 3X120+1X70线缆;从输入柜到UPS主机,以及主机到输出柜都采用ZRVV 4X35线缆;从输出柜到二次分配柜采用ZRVV 5X16线缆。

  UPS电源系统的设计是错综复杂的,这也是之所以UPS电源用途广泛的原因,UPS电源系统的设计会针对不同的情况与不同的需要,设计出功能不同的UPS电源系统。不断进行系统创新。这也是UPS电源设计师的追求理念。

 
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