UPS电源基础知识

1目录一、UPS基本知识.............................................21、UPS概述.......................................................................22、UPS主要功能...................................................................23、免维护铅酸蓄电池..............................................................2二、ups蓄电池接线图...........................................31、单组36v接线图(12V蓄电池).....................................................32、单组96V接线图（12V蓄电池）...................................................33、单组192V接线图（12V蓄电池）..................................................44、两组36v并联接线图(12V蓄电池).................................................55、两组96V并联接线图（12V蓄电池）...............................................56、两组192V并联接线图（12V蓄电池）..............................................6三、UPS空开、电缆配置.........................................71、输入电流计算方法..............................................................72、输出电流计算方法..............................................................73、电池逆变电流计算方法..........................................................8四、UPS蓄电池配置.............................................91、电流法........................................................................92、恒功率法.....................................................................103、UPS行业常用简单运算法........................................................104、举例说明.....................................................................11五、UPS并机方式............................................121、串联备份.....................................................................122、双机并联备份.................................................................13六、UPS日常维护及保养......................................14七、常见UPS的故障诊断和排除...............................152UPS基础资料一、UPS基本知识1、UPS概述即不间断电源，是将蓄电池与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。主要用于网络系统或其它电力电子设备提供稳定、不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流式电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时，UPS立即将电池的直流电能，通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。2、UPS主要功能高可靠性不间断供电，保证动力的连续性（0ms）电网稳定、净化功能，高质量供电，绿色电源电池管理功能，延长电池使用寿命只能监控功能，解决UPS运维问题3、免维护铅酸蓄电池主要参数电压：12V、6V、2V单格电池电压为2V，12V电池由6个单格电池构成AH数：7AH、17AH、24AH、38AH、65AH、100AH、120AH蓄电池放电终止电压：1.75V/单格3二、ups蓄电池接线图1、单组36v接线图(12V蓄电池)例如：山特C1KS，DC：36V2、单组96V接线图（12V蓄电池）例如：山特C3KS，DC：96VUPS96VUPS36V43、单组192V接线图（12V蓄电池）例如：山特C6KS、C10KS，DC：192VUPS192V54、两组36v并联接线图(12V蓄电池)例如：山特C1KS，DC：36V5、两组96V并联接线图（12V蓄电池）例如：山特C3KS，DC：96VUPS36VUPS96V66、两组192V并联接线图（12V蓄电池）例如：山特C6KS、C10KS，DC：192V2P空开2P空开UPS192V7三、UPS空开、电缆配置1、输入电流计算方法UPS标称功率（VA）×输出功率因数输入电流（A）＝输入临界电压(V)×整机效率×输入功率因数×SS：三相UPS=3，单相UPS=1例如：山特10KVAUPS，单进单出，功率：10KVA输入临界电压：176V(在不用转换至电池供电情况下可接受的最低单相市电电压，一般输入范围±20%)，输入功率因数：0.99(高频机都可以近似取1),整机效率：0.95，S=1，输出功率因数：0.8市电输入电流计算结果如下：10000×0.8输入电流（A）＝=47.84(A)176×0.95×12、输出电流计算方法UPS标称功率输出电流（A）＝输出电压×SS：三相UPS=3，单相UPS=1UPS电源输出电流计算结果如下：10000输出电流（A）＝=45.45（A）220×183、电池逆变电流计算方法UPS标称功率（VA）×输出功率因数电池逆变电流（A）＝电池临界电压(V)×逆变效率注:电池临界电压=16节蓄电池*10.5V（单格终止电压1.75*6）=168V计算结果如下：10000×0.8电池逆变电流（A）＝=50(A)168×0.95电缆配置：(交流电流按3-5A计算，直流电流按2-4A计算)输入线缆（mm2）＝47.84/5=9.5(实际可采用10mm2)输出线缆（mm2）＝45.45/5=9.09(实际可采用10mm2)电池线缆（mm2）＝50/4=12.5(实际可采用16mm2)空开配置输入空开（A）=47.84（可配置63A空开）输出线缆（mm2）＝45.45（可配置63A空开）电池线缆（mm2）＝50（可配置63A空开）备注：（1）UPS输入可配置相对大一点的空开,禁止使用漏电保护空开（2）禁止在UPS输出端接带有感性的负载。如电动机、压缩机、继电器、日光灯等。9四、UPS蓄电池配置由于UPS蓄电池的延时配置在各行业、各区域、各项目都有不同的计算方法，以下3种计算公式，以应对在不同行业、区域、项目要求时进行灵活的配置。1、电流法1)计算蓄电池的最大放电电流值：PcosфI最大＝（η*E临界*N）注：P→UPS电源的标称输出功率cosф→UPS电源的输出功率因数η→UPS逆变器的效率，一般为0.88~0.96（根据具体型号\功率取值）E临界→蓄电池组的临界放电电压（12V电池约为10.5V，2V电池约为1.75V）N→每组电池的数量2)根据所选的蓄电池组的后备时间，查出所需的电池组的放电速率值C，然后根据：电池组的标称容量=I最大/C算出电池的标称容量。蓄电池的放电时间与放电速率C对应表5`10`15`20`30`40`50`60`3.5C2.4C1.98C1.49C0.92C0.8C0.69C0.61C2h3h4h5h6h8h10h20h0.42C0.29C0.19C0.17C0.15C0.12C0.09C0.05C102、恒功率法根据蓄电池功率可以准确地选出蓄电池的型号.首先计算在后备时间内,每个电池至少向UPS提供的恒功率.恒功率法计算公式如下：电池组提供的功率W＝UPS的负载KVA×功率因数/逆变器的效率需要每节电池提供的功率＝电池组提供的功率W/每组电池额定节数即：W＝{P（KVA）×1000×cosØ}/（ŋ×N）其中：W----电池组提供的功率P-----UPS额定功率cosØ--功率因数ŋ-----UPS满载时逆变器效率N----UPS每电池组额定节数3、UPS行业常用简单运算法电池容量（AH）x电池电压（V）X电池数量（只）电池后备（延时）时间=——————————————————UPS主机功率（实际负载）（Ah）Ups电源功率（实际负载）（Ah）x需要后备时间（小时）电池总容量（安时数）（AH）=————————————————————————Ups电源启动直流（电池电压）电池总容量（AH）电池组数量（组）=————————电池组容量（AH）电池组容量（AH）每组电池数量（只）=————————电池容量（AH）合计电池数量（只）=电池组数量（组）X每组电池数量（只）114、举例说明型号：100KVA输出功率因数Cosф：0.8直流电压：480V（电池低压保护：420V）效率：93%后备时间：2小时1)电流法I最大=Pcosф/（η*E临界*N）=100*1000*0.8/0.93*10.5*40=204.8A电池组的标称容量AH=I最大/C=204.8/0.42=487.6AH(C值取至于蓄电池的放电时间与放电速率C对应表)因此，选用12V100AH40节并联5组2)恒功率法100×1000×0.80.93×40对照某品牌恒功率放电表（以10.5V/每只电池为终止电压77.6*6=466W），120分对应466*5=2330W大于计算值2150W，满足后UYWC5备120分钟要求。即选用12V114AH40节并联5组。=2150W=12五、UPS并机方式1、串联备份旁路输入市电输入输出1旁路输入市电输入输出2优点：1、可有2台不同型号、功率、厂家的UPS组成2、安装简单、无须调试、不增加额外辅助电路，因此成本较低，可靠性高3、可不断电对UPS进行维护维修4、用户可有根据说明书完成设备的安装调试缺点：1、备机长期处在备用状态，电池无法做到正常冲放电，须人为对电池放电2、主机长期带负载，而备机处于空载状态，降低系统的可靠性3、瞬间过载适应能力弱备机主机负载132、双机并联备份市电输入输出1旁路输入市电输入输出2旁路输入优点：1、对瞬时过载适应能力强2、单台UPS均摊负载，单台的可靠性较高缺点：1、技术要求高，调试复杂，易产生环流，影响系统的可靠性2、不能充分利用现有资源（不同厂家、规格型号）3、随使用时间增长，可靠性降低（器件老化引起工作点漂移）UPS2UPS1负载14六、UPS日常维护及保养1、环境要求①放置通风良好的环境，且地面平整，并保持环境的清洁②UPS机柜上和周围不要放置杂物③无障碍物阻挡通风口，机器的背面、侧面距离墙壁10CM以上④远离过热圆并避免太阳直射⑤避免灰尘和湿气过重2、UPS输出插座应明确标识，切勿使关键负载接到市电上，而无关负载接到UPS电源上3、切勿带较大的感