UPS的选择与电池配备

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1、UPS的选择与电池配备刘叙义（国脉通信规划设计有限公司）UPS的中文名字叫做交流不间断电源，广泛应用于数据通信、银行、冶金、化工等行业，广泛应用于大型自动化不允许设备停电或断电的企业。顾名思义，交流不间断电源与我们常用交流电源的区别在于不断电，不断电要依赖于UPS系统中配备了蓄电池的蓄电与放电功能来实现。合理地选择UPS的容量和工作方式，是UPS能实现不间断供电的重要保障。容量配置过大，浪费设备资源。工作方式不对、容量配置过小，又不能满足设备对不间断电源供电的安全要求。合理地配备蓄电池的容量，是UPS

2、经济运行和对负载设备不间断供电的重要保障。容量配置过大，蓄电池不能被充分利用，浪费了UPS资源或造成蓄电池充电不足过早报废。容量配置过小，又不能满足设备对电源后备时间的要求，仍然可能出现不间断电源的断电。UPS的电源制式有单项输出与三项输出两种，小功率单项UPS一般为单机独立工作。大功率三项UPS有单机、双机串并联，三机、N+1组合等多种工作方式。为了保障UPS的供电可靠性，一般常用双机、三机UPS组合配置方式工作。UPS的类型有工频机、高频机与模块机，它们的结构不同电池结线也有区别。我们主要探讨是基

3、本的UPS选择方法与电池配备方法及开关、电缆的配置方法。UPS的参数有容量（KVA）、负载率（λ）、输入功率因数（cosφ入）、效率（K）。蓄电池的基本参数有容量（AH）、电压（V）、后备时间（H）、放电系数（η）。用电设备的基本参数有功率（W）、输出功率因数（cosφ出）。1+1并联冗余系统UPS，双机并联工作，每台UPS的负载率最大规定为额定容量的50%，所以当一台UPS故障，另一台UPS也可以完全负担全部的系统供电。单机三总线UPS系统，负载采用两两组合方式供电，每台UPS的负载率最大规定为其额

4、定容量的66%，所以当一台UPS故障，另外两台UPS也可以完全负担全部系统的供电。采用恒功率法计算UPS蓄电池的配备容量。例一，设计一套通信机房的1+1并联冗余工频机UPS系统。1、UPS系统的额定容量设备负载的功率与功率因数：负载P=50（KW），输出功率因数cosφ出=0.8，设定的UPS最佳负载率λ=80%，算出UPS需要的额定容量（S）。公式：S=P/cosφ出/λ=50/0.8/80%=78(KVA)2、UPS的实际选择根据UPS的组合方式确定UPS的台数与UPS的实际容量。选定双机1+1并

5、联UPS，每台UPS正常工作时分担的负载率，为一台UPS额定负载的50%，选择2台S=80（KVA）的UPS。3、电池电压与容量后备时间设定T=1(H)，80KVA某品牌工频机UPS电池电压U=32*12=384（V）。5公式：电池容量Q=S*T*cosφ出/(η*cosφ入*K*N*U)式中：S=80（KVA），T=1(H)；cosφ出=0.8，蓄电池1小时放电系数η=0.6，cosφ入=0.98，UPS逆变效率K=0.94，蓄电池只数N=32(只)，单只蓄电池电压U=12(V)。电池容量：Q=S*

6、T*cosφ出/(η*cosφ入*K*N*U)=80*1000*1*0.8/(0.6*0.98*0.94*32*12)=302（AH）。拟选100AH/32*12V蓄电池组，302/100≈3，每台UPS配备100AH/32*12V蓄电池3组。1、空气开关与电缆1)UPS输出电流、开关与电缆：I出=S*1000/(1.732*U线)=80*1000/(1.732*380)=122(A)空气开关选择160A/3P,电缆选择RVVZ-4*95+50mm21条，额定电流186A。2）UPS额定负载输入电流：

7、I入载=S*1000/(1.732*U线*cosφ入*K)=80*1000/(1.732*380*0.98*0.94)=132(A)3)蓄电池额定负载放电直流电流：I直放=S*1000/(N*U*cosφ入*K)=80*1000/(32*12*0.98*0.94)=227(A)4）蓄电池补充电交流输入电流：I充交=N*U*I直放*10%/(1.732*U线*cosφ入*K)=32*12*227*10%/(1.732*380*0.98*0.94)=15(A)5）UPS输入电流、开关与电缆：I入=I入载+

8、I充交=132+15=147（A）空气开关选择200A/3P,电缆选择RVVZ-4*120+70mm21条，额定电流230A。总空气开关选择225（250*0.9）A/3P,电缆选择RVVZ-4*120+70mm21条，额定电流230A。正常情况下此UPS配备的电池可以后备时间2个小时以上，因为双机并联时每台UPS的负载率最大为50%，而后备时间1小时是按1台UPS故障时，另外一台UPS负载率100%时设定的。例二，设计一套三机单母线双组合供电的高频机U