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UPS不间断电源的设计原则和选用标准

来源:智能电力网 时间:2021-01-16 19:12:10 发布信息

一、UPS不间断电源参考依据

      GB 51348-2019民用建筑电气设计标准

      DL/T 5491-2014电力工程交流不间断电源系统设计技术规程

      12SDX101-2民用建筑电气设计计算及示例


二、UPS不间断电源术语

      1、不间断电源设备(UPS): 由变流器、开关和储能装置(蓄电池)等组合构成的,在输入电源故障或消失时能维持负载供电连续性的电源设备。

      2、在线式UPS: 由变流器、静态转换开关和储能装置(蓄电池)等组成的一种电源设备,这种电源设备不管交流输入电源中断与否、电压或波形符合要求与否,都能向负载提供符合要求的电源。

      3、旁路:在 UPS 设备故障、临时过载或停运检修期间,为保证向负载供电而设置的供电回路。一般由隔离变压器、调压器、静态转换开关以及手动维修开关等组成。

      4、并联: 一种UPS连接方式,由2台或多台UPS主机组成,其交流输出端连接在一起作并联运行,交流输入端可并联也可不并联。

      5、并联冗余:由2台或多台并联UPS主机来分担负载,当其中1台或几台UPS主机故障时,其余UPS可以承担全部负载。

      6、双重化冗余:为满足冗余配置的控制系统或双电源负载的需要,设置的2套相互独立的UPS系统,每套系统均由UPS主机、旁路和配电柜等组成,能为负载提供2路互为备用的电源。

      7、静态转换开关:UPS中实现由逆变器向旁路或旁路向逆变器转换的电子式快速转换开关。

      8、逆止二极管:阻止电流从UPS整流器流向蓄电池但允许电流从蓄电池流向UPS逆变器的器件,在UPS与其他系统共用蓄电池时使用。

      9、电流峰值系数:当 UPS 输出电流为周期性非正弦波电流时,非正弦波电流的峰值与其有效值之比。峰值系数的大小反映了 UPS 为非线性负载供电的能力。

      10、切换时间:从逆变器供电切换到旁路供电或从旁路供电切换到逆变器供电所需要的时间。

      11、功率校正系数: 负载功率因数偏离UPS额定功率因数时,UPS实际能带负载容量与额定容量比值。

      12、降容系数(Kd):当设备安装地点大于海拔1000m时,UPS实际能带负载容量与额定容量比值。


三、UPS不间断电源设计原则

      1、UPS交流主电源输入宜采用380V三相三线制输人,容量小于10kVA的UPS交流输入可采用220V单相输入。

      2、直流输人回路应配置逆止二极管,逆止二极管反向击穿电压不应低于输入直流额定电压的2倍。

      3、当UPS设置独立蓄电池组时,蓄电池组的标称电压不宜高于500V。

      4、旁路隔离变压器及自祸调压器应采用干式自然风冷结构。

      5、当 UPS 为单相输出时,旁路宜采用380V二相二线制输入,也可采用220V单相输入;当UPS输出为三相时,其旁路应采用380V三相输入。

      6、旁路静态开关宜采用电子和机械混合型转换开关,其切换时间不应大于5ms(1/4周波)。

      7、手动维修旁路开关应具有同步闭锁功能。

      8、UPS蓄电池宜采用阀控式密封铅酸蓄电池或防酸式铅酸蓄电池。

      9、当UPS采用单相输出时,电源及馈线回路应采用二极断路器,当UPS为三相输出时,电源及三相负载回路应采用四极断路器,单相负载回路宜采用二极断路器。

      10、UPS配电回路宜选用铜芯耐火电缆。

      11、当UPS为单相输出时,馈线回路宜采用三芯电缆;当UPS为三相输出时,三相负载馈线回路宜采用五芯电缆,单相负载馈线回路宜采用三芯电缆。

      12、过负荷能力:不应低于125%/10min,150 %/,1min,200%/5s。

      13、整机效率:不宜小于90%。

      14、噪声:不宜大于65dB(A)。

      15、防护等级:不宜低于IP20。

      16、平均故障间隔时间(MTBF):不应小于25000h。


四、UPS不间断电源的选择

      1、当用电负荷不允许中断供电时或允许中断供电时间为毫秒级的重要场所的应急备用电源,应设置UPS。

      2、UPS宜用于电容性和电阻性负荷。

      3、为信息网络系统供电时,UPS的额定输出功率应大于信息网络设备额定功率总和的1.5倍,对其他用电设备供电时,其额定输出功率应为最大计算负荷的1.3倍。

      4、当选用两台UPS并列供电时,每台UPS的额定输出功率应大于信息网络设备额定功率总和的1.2倍。

      5、负荷的最大冲击电流不应大于UPS装置额定电流的1.5倍。

      6、UPS的蓄电池组容量应由用户根据具体工程允许中断供电时间的要求选定。

      7、UPS的工作制,宜按连续工作制考虑。

      8、当UPS容量较大时,宜在电源侧采取高次谐波的治理措施。


      9、UPS的交流输人端可配置输人滤波器,并应符合下列规定:

            1)满载负荷时,输入电流畸变率(THDi)宜小于5%,输入功率因数应大于0.93。

            2)半载负荷时,输入电流畸变率(THDi)宜小于7%,输入功率因数应大于0.90。


      10、UPS的输出电压波形应为连续的正弦波, 并应符合下列规定:

            1)满载线性负荷时,电压畸变率(THDu)应小于或等于2%。

            2)满载非线性负荷时, 电压畸变率(THDu)应小于或等于4%。

      11、当UPS输出端的隔离变压器为TN-S、TT接地形式时,中性点应接地。

      12、大容量UPS应具有标准通信接口, 并应对第三方软件开放。

      13、大容量UPS宜具有对每节蓄电池监测的功能,并能在监视屏上显示。

      14、UPS宜分区域相对集中设置。

      15、当UPS的输人电源直接由自备柴油发电机组提供时,其与柴油发电机容量的配比不宜小于1:1.2。蓄电池初装容量的供电时间不宜小于15min。


      16、UPS装置应急供电时间

            1)为保证用电设备按照操作顺序进行停机,其蓄电池的额定放电时间可按停机所需最长时间确定,一般可取8~15min。

            2)当有备用电源时,为保证用电设备供电连续性,其蓄电池额定放电时间按等待备用电源投入考虑,一般可取10~30min。设有应急发电机时,UPS应急供电时间可以短一些。

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