选购UPS需考虑额定输出容量与负载大小
摘要:UPS额定输出容量的选择用户应根据所用设备的负荷量统计值来选择所需的UPS输出功率(KVA值),为确保UPS系统的效率和尽可能延长UPS的使用寿命,一般推荐参数是:用户的负载量仅占UPS的输出功率的60%~70%为宜。--根据用户的不同配送系统,有三种UPS机型可供用户选择...
UPS额定输出容量的选择
用户应根据所用设备的负荷量统计值来选择所需的UPS输出功率(KVA值),为确保UPS系统的效率和尽可能延长UPS的使用寿命,一般推荐参数是:用户的负载量仅占UPS的输出功率的60%~70%为宜。
--根据用户的不同配送系统,有三种UPS机型可供用户选择
单进(220V输入)/单出(220V输出)
三进(380V输入)/单出(220V输出)
三进(380V输入)/三出(380V输出)
--冗余供电对供电质量要求很高的计算中心、网管中心(例如:银行、证券、航宇航中心等),为确保对负载供电的万无一失,常需要采用如下几种具有“容错”功能的冗余供电系统:
主机~从机型“热备份”冗余供电系统:其结构形式是将主机UPS的交流旁路连接到从机UPS的逆变器电源输出端,万一主机UPS出故障时,改由从机UPS带载。
“1+1”型直接并机冗余供电系统:它是通过将两台具有相同功率UPS的输出置于同幅度、同相位和同频率的状态而直接并联起来。正常工作时,由两台UPS各承担1/2负载电流,万一其中一台UPS出故障时,由剩下的一台UPS来承担全部负载。这种并机系统的平均故障工作时间MTBF是单机UPS的7~8倍,从而大大提高系统的可靠性。
多机直接并机冗余供电系统:某些UPS,可以将多台UPS以“N+1”冗余方式直接并机工作。请注意:随着多台并机系统中的N数量增大,并机系统的MTBF值会逐渐下降。
考虑到用户负载启动时的冲击,一般情况下最佳负载容量应为UPS容量的80%左右。
UPS的带载能力是用户选择UPS时首先要考虑的问题,即需要一个多大容量的UPS,被选中的UPS在各种情况下带负载的能力又如何,都是需要认真对待的。UPS不象变压器那样,只要负载功率不超过其额定输出容量(kVA)数值,无论什么负载都行,UPS的输出容量不仅与负载大小有关,还与负载的性质有关。合理配置系统容量既可保证UPS的供电质量,降低故障率,又可节省投资,提高经济效益。
1、根据负载大小选择系统容量
在UPS选型时必须充分注意,不能为追求UPS运行的高可靠性,片面地认为UPS的容量越大可靠性就越高。若UPS长期处于轻载运行,虽然有利于降低逆变器的损坏概率,但却增加了UPS内部蓄电池失效的可能性。因为蓄电池的放电电流过小而放电时间偏长,容易造成深度放电,遭永久性损坏。若UPS长期处于重载运行,这样虽可节省一部分投资,但由于逆变器处于重载运行,其输出波形将发生畸变,输出电压幅值抖动过大。这样既不能为负载提供优质电源,还极易造成UPS逆变器的本级驱动元件损坏,所以,即使从经济角度讲也是得不偿失。根据目前一些UPS厂家推荐,UPS单机按带载量60%~80%来配置,并机按每台带载35%~40%来配置为佳。
另外在UPS选型时还要考虑负载系统的扩容问题,其预增加带载量为20%左右。对于通信机房面积较大,负载不断分期扩容的情况,在首期配置UPS容量时,应适当考虑中远期发展趋势,并在选型中挑选可并机或多机运行的机型,以使中远期负载容量增大时,通过UPS并机扩大其输出容量。相应地,配置UPS输入输出配电屏时,应预留多台UPS的输入开关和中远期的负荷分路开关,以便今后扩容。
例如,UPS的实际负载量为60kVA,则UPS的最小选择容量可估算为:(60kVA+60kVA×20%)/60%=120kVA
2、根据负载性质选择系统容量
负载性质一般分为线性负载(包括阻性负载或功率因数已校正负载、感性负载、容性负载)和非线性负载(即带有电解电容的整流滤波型负载)。不同性质的负载有不同的功率因数和峰值因数,所以选择UPS时,必须考虑负载的性质。
大多数计算机设备的输入功率因数为微容性0.7,而UPS主要针对的负载正是这些智能精密设备,基于这样的原因,所有的UPS设计均需采用输出功率因数匹配为0.7~0.8的参数,从而最大限度地发挥UPS的带载能力。在功率因数匹配的情况下,即计算机负载的输入功率因数为微容性0.7,而UPS标定的输出功率因数也为0.7时,负载的VA数与UPS的VA数比值为1:1。也就是说1VA容量的UPS在不考虑冲击、曾容等余量因素时可带1VA的此类负载。若功率因数不匹配,例如电阻负载,1VA容量的UPS只能带0.7VA的电阻负载,否则UPS会出现过载现象(即使UPS的VA数大于负载此时的VA数)。
选择负载容量还应考虑不同负载的冲击电流,通常UPS的峰值因数为3:1,适合电脑等非线性负载在正常工作中的峰值因数要求。但当冲击较大时,UPS等供电设备的电流容量乘以3后还不足以满足负载的瞬间电流要求。在这种情况下需要考虑增加供电设备的容量,从而提高电流提供能力。通常计算机负载在开机时会产生超出平常多倍的大冲击电流。通常超过UPS的峰值因数提供能力,因此在选择UPS容量时需要考虑负载波动及冲击余量,适当增大UPS容量以抵御负载的波动,选择UPS容量余量为:UPS容量(VA数):计算机负载容量(VA数)=1:0.7
而对于某些特殊负载而言,在起动或工作过程中会产生很强的冲击电流,负载容量瞬间升高数倍(有时高达6倍)。对于此种负载应在普通容量余量比例基础上进一步加大余量。正确的容量配比对UPS的正常稳定工作及UPS的工作寿命影响很大,经常工作在满载或过载状态下的UPS系统故障的机会远远高于正确容量配比的UPS电源。
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