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呼和浩特UPS電源知識!

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呼和浩特UPS電源知識!

發布日期:2021-03-23 作者: 點擊:

呼和浩特UPS電源知識!UPS的中文意思為“不間斷電源”,是英語“Uninterruptible Power Supply”的縮寫,它可以保障計算機系統在停電之后繼續工作一段時間以使用戶能夠緊急存盤,使您不致因停電而影響工作或丟失數據。它在計算機系統和網絡應用中,主要起到兩個作用:一是應急使用,防止突然斷電而影響正常工作,給計算機造成損害;二是市電上的電涌、瞬間高電壓、瞬間低電壓、電線噪聲和頻率偏移等“電源污染”,電源質量,為計算機系統提供高質量的電源。從基本應用原理上講,UPS是一種含有儲能裝置,以逆變器為主要元件,穩壓穩頻輸出的電源保護設備。主要由整流器、蓄電池、逆變器和靜態開關等幾部分組成。1)整流器:整流器是一個整流裝置,簡單的說就是將交流(AC)轉化為直流(DC)的裝置。它有兩個主要功能:一,將交流電(AC)變成直流電(DC),經濾波后供給負載,或者供給逆變器;二,給蓄電池提供充電電壓。因此,它同時又起到一個充電器的作用;2)蓄電池:蓄電池是UPS用來作為儲存電能的裝置,它由若干個電池串聯而成,其容量大小決定了其維持放電(供電)的時間。其主要功能是:1當市電正常時,將電能轉換成化學能儲存在電池內部。2當市電故障時,將化學能轉換成電能提供給逆變器或負載;3)逆變器:通俗的講,逆變器是一種將直流電(DC)轉化為交流電(AC)的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成;4)靜態開關:靜態開關又稱靜止開關,它是一種無觸點開關,是用兩個可控硅(SCR)反向并聯組成的一種交流開關,其閉合和斷開由邏輯控制器控制。分為轉換型和并機型兩種。轉換型開關主要用于兩路電源供電的系統,其作用是實現從一路到另一路的自動切換;并機型開關主要用于并聯逆變器與市電或多臺逆變器。

目前,主流的UPS廠商有APC、山特等,都提供各種級別的UPS滿足不同用戶群的需要。

一 類型(一)UPS電源按其工作原理可分為后備式、在線式以及在線互動式三種。1 后備式UPS:平時處于蓄電池充電狀態,在停電時逆變器緊急切換到工作狀態,將電池提供的直流電轉變為穩定的交流電輸出,因此后備式UPS也被稱為離線式UPS。后備式UPS電源的優點是:運行效率高、噪音低、價格相對便宜,主要適用于市電波動不大,對供電質量要求不高的場合,比較適合家庭使用。然而這種UPS存在一個切換時間問題,因此不適合用在關鍵性的供電不能中斷的場所。不過實際上這個切換時間很短,一般介于2至10毫秒,而計算機本身的交換式電源供應器在斷電時應可維持10毫秒左右,所以個人計算機系統一般不會因為這個切換時間而出現問題。后備式UPS一般只能持續供電幾分鐘到幾十分鐘,主要是讓您有時間備份數據,并盡快結束手頭工作,其價格也較低。對不是太關鍵的電腦應用,比如個人家庭用戶,就可配小功率的后備式UPS。

2在線式UPS:這種UPS一直使其逆變器處于工作狀態,它首先通過電路將外部交流電轉變為直流電,再通過高質量的逆變器將直流電轉換為高質量的正弦波交流電輸出給計算機。在線式UPS在供電狀況下的主要功能是穩壓及防止電波干擾;在停電時則使用備用直流電源(蓄電池組)給逆變器供電。由于逆變器一直在工作,因此不存在切換時間問題,適用于對電源有嚴格要求的場合。在線式UPS不同于后備式的一大優點是供電持續長,一般為幾個小時,也有大到十幾個小時的,它的主要功能是可以讓您在停電的情況可像平常一樣工作,顯然,由于其功能的特殊,價格也明顯要貴一大截。這種在線式UPS比較適用于計算機、交通、銀行、證券、通信、工業控制等行業,因為這些領域的電腦一般不允許出現停電現象。

3在線互動式UPS:這是一種智能化的UPS,所謂在線互動式UPS,是指在輸入市電正常時,UPS的逆變器處于反向工作(即整流工作狀態),給電池組充電;在市電異常時逆變器立刻轉為逆變工作狀態,將電池組電能轉換為交流電輸出,因此在線互動式UPS也有轉換時間。同后備式UPS相比,在線互動式UPS的保護功能較強,逆變器輸出電壓波形較好,一般為正弦波,而其大的優點是具有較強的軟件功能,可以方便地上網,進行UPS的遠程控制和智能化管理??勺詣觽蓽y外部輸入電壓是否處于正常范圍之內,如有偏差可由穩壓電路升壓或降壓,提供比較穩定的正弦波輸出電壓。而且它與計算機之間可以通過數據接口(如RS-232串口)進行數據通訊,通過監控軟件,用戶可直接從電腦屏幕上監控電源及UPS狀況,簡化、方便管理工作,并可提高計算機系統的可靠性。這種UPS集中了后備式UPS效率高和在線式UPS供電質量高的優點,但其穩頻特性能不是十分理想,不適合做常延時的UPS電源。

(二)呼和浩特UPS電源從結構上一般分為直流UPS(DC-UPS)和交流UPS(AC-UPS)兩大類。1 直流UPS直流不間斷電源由兩個基本單元組成。分別是整流器、蓄電池。其原理結構方框圖如下:其工作過程是:當市電正常時,電流通過整流器向負載供電,同時整流器給蓄電池充電。電流路徑是1路市電——整流器——負載,2路路市電——整流器——蓄電池。當市電故障或整流器故障時,通過控制電路自動切換使蓄電池為負載供電,電流流向為蓄電池——負載。

2交流UPS電源由三個基本單元組成。分別是整流器、蓄電池和逆變器。其原理結構方框圖如下:

其工作過程是:當市電正常時,電流通過整流器、逆變器向負載供電,同時整流器給蓄電池充電。電流路徑是1路:市電——整流器——逆變器——負載,2路:市電——整流器——蓄電池。當市電故障或整流器故障時,通過控制電路自動切換使電池為負載供電,電流流向為蓄電池——逆變器——負載。

(三)從備用時間分,UPS分為標準型和。一般來說,標準型機內帶有電池組,在停電后可以維持較短時間的供電(一般不超過25分鐘);機內不帶電池,但增加了充電器,用戶可以根據自身需要配接多組電池以延長供電時間,廠商在設計時會加大充電器容量或加裝并聯的充電器。此外,UPS的分類還有其他一些簡單的分類,比如從組成原理分為旋轉型UPS和靜止型UPS;從應用領域分為商業用UPS和工業用UPS;從輸出電壓的相數分為單相UPS和三相UPS;從容量分為大容量UPS(大于100KVA)、中容量UPS(10-100 KVA)和小容量UPS(小于10 KVA)。

二 UPS的容量,UPS的額定容量是指UPS的大輸出功率(電壓V和電流A的乘積)。

通常市場上所售的UPS電源,容量較小的以“W”(瓦特)為單位來標識;超過1千瓦時,用“VA”(伏安)標識,“W”與“VA”值是有區別的。這就要求我們必須區別具體情況來選擇UPS。一般來講,1千瓦以內的小容量UPS一般都用“W”表示容量,容量在1KVA~500KVA的 UPS 都用VA而不是W來表示容量。

事實上,“W”總是小于等于“VA”。它們之間的換算關系可用如下公式計算出來: W = VA×功率因數。功率因數在0~1之間,它表示了負載電流做的有用功(W)的百分比。只有電熱器或電燈泡等的功率因數為1。對于其他設備來說,有一部分負載沒有作功。這部分電流是諧波或電抗電流,它是負載特性引起的。由于有這部分電流,所以“ VA”值比“W”值大,在功率因數為1時,“W”和“VA”值相同。

那么在我們為計算機等設備選配UPS電源時,怎樣選擇合適的UPS容量?若選擇不當,通常會出現以下兩種情況,一是容量過小,即所謂小馬拉大車,很可能會造成設備的損壞;另一種情況是容量過大,造成資金的浪費。因此,正確地選擇UPS的容量對網絡管理人員來說是一件重要的事情。

一般來講,UPS在容量選擇應考慮以下因素:1、實際負載情況:P=∑Pi/f,即實際所有負載的總和∑Pi,再除以功率因數f,f=0.6~0.8,即可得到實際負載容量P。2、預留擴容:考慮到業務發展的可能,在不大量追加投資情況下,增加UPS輸出容量,這可通過兩種途徑實現:A:選擇可以實現現場擴容的UPS產品,如現在市面上銷售的模塊化UPS產品。B:提前購買大容量UPS,但需提前投入大量的資金。

三UPS 輸出電壓,UPS輸出電壓是指市電經過UPS濾波、穩壓等一系列措施后輸出的供電腦等負載設備使用的電壓。這種電壓一般都比市電電壓干凈,沒有雜質訊號。通常UPS的輸出交流電壓應該穩定在220V,不能有過多偏差。

四 輸出電壓頻率,一般電網標準頻率是50Hz(赫茲)或者60Hz(赫茲),UPS允許市電頻率有一定的變化范圍,在這個范圍內,UPS同步跟蹤市電頻率,超出則以本機頻率輸出。這個實際輸出的頻率就是輸出電壓頻率。

五 UPS的輸入電壓范圍,UPS的輸入電壓范圍,即UPS允許市電電壓的變化范圍,也就是保證UPS不轉入電池逆變供電的市電電壓范圍。范圍越大說明UPS適應性越好。一般UPS的輸入電壓范圍應該在160V~270V之間或者更寬。在正常的輸入電壓范圍內,逆變器(負載)電流由市電提供,而不是電池提供。輸入電壓范圍越寬,UPS電池放電的可能性越小,故電池的壽命就相對延長。因為當地的電壓波動情況直接影響UPS的運行,特別是有些地區電網比較惡劣,白天和晚上的電壓相差很大。如果UPS 要24小時工作,在如此大的變化范圍里,UPS能否工作至關重要。如不能工作,只有轉電池,這樣一則電池并沒有用于斷電,二則頻繁轉電池會影響電池的壽命。如果該UPS的轉電池裝置為繼電器,則對繼電器的損壞特別嚴重,大大增加了UPS的故障率。

當UPS電源以市電供電方式工作過程中,如果輸入交流電源的電壓高于輸入電壓上限和低于輸入電壓下限時,UPS將斷開輸入交流電源,而切換到電池供電方式。開機輸入電壓范圍和輸入電壓范圍,反映了UPS電源對電網電壓變化的適應能力,開機輸入電壓范圍和輸入電壓范圍越寬表示機器對電網電壓的波動變化適應能力越強。

六 UPS輸入電壓頻率,UPS輸入電壓頻率,即UPS能自動跟蹤市電、保持同步的頻率范圍。一般電網標準頻率是50Hz(赫茲)或者是60Hz(赫茲),UPS允許市電頻率有一定的變化范圍,亦即輸入電壓頻率范圍,這個數值可波動范圍通常在正負百分之二左右,在這個范圍內,UPS同步跟蹤市電頻率,超出則以本機頻率輸入。

七 UPS的轉換時間,UPS的轉換時間是指UPS從市電切換到電池狀態或從電池狀態切換到市電所需要的時間。通常UPS的轉換時間不能大于10ms(毫秒)。

UPS的轉換時間指標希望是越小越好,但有些容性負載可以承受短時間的轉換,UPS如采用繼電器則存在4~10ms的轉換時間,對采用電子開關則小一些,關鍵是看該UPS采用何種技術。通常我們認為后備式與在線互動式有轉換時間,在線式UPS則不存在轉換時間,即零轉換時間。

對于家庭個人使用或SOHO小型辦公應用來講,建議購買具有轉換時間的后備式UPS(不要大于10ms),比較合算;而對于交通、銀行、證券或大企業等重要型工作,則建議購買零轉換時間的在線式UPS。

八 UPS電池,UPS(不間斷電源)之所以能夠在斷電后,繼續為計算機等設備供電,就是因為它的里面有一種儲存電能的裝置在起作用,這種儲能的裝置就是UPS電池。其主要功能是:1當市電正常時,將電能轉換成化學能儲存在電池內部。2當市電故障時,將化學能轉換成電能提供給逆變器或負載。

UPS電池的優劣直接關系到整個UPS系統的可靠程度,然而蓄電池卻又是整個UPS系統中平均無故障時間(MTBF)短的一種器件。如果用戶能夠正確使用和維護,就能夠延長其使用壽命,反之其使用壽命會顯著縮短,蓄電池的種類一般分力鉛酸電池、鉛酸免維護電池及鎳鎘電池等,如下表所示。

考慮到負載條件、使用環境、使用壽命及成本等因素,一般選擇鉛酸免維護電池。用戶千萬不要因貪圖便宜而選用劣質電池,因為這樣做會影響整個系統的可靠性,并可能因此造成更大的損失。

九UPS的標稱備用時間,UPS的標稱備用時間是指市電斷電后UPS能夠供給計算機等設備的大供電時間。

通常,UPS依備用時間可分為標準型及長效型。標準型UPS備用時間為5-15分鐘,長效型為1-8小時。假如您的設備停電時,只需要存盤、退出即可,那選用標準型UPS;假如您的設備停電時,仍須長時間運轉,那須選用長效型UPS。

那么UPS備用時間的長短是由什么決定的呢?是由UPS的儲能裝置,也就是UPS電池決定的,現在的UPS一般都用全密封的免維護鉛酸蓄電池作為儲能裝置,電池容量的大小由"安時數(AH)"這個指標反映,其含義是按規定的電流進行放電的時間。相同電壓的電池,安時數大的容量大;相同安時數的電池,電壓高的容量大,通常以電壓和安時數共同表示電池的容量,如12V/7AH、12V/24AH,12V/100AH。

后備式UPS一般內置4AH或7AH的電池,其備用時間是固定的。如果是個人用戶單機使用,這種小型后備式UPS就值得選購。在線式與在線互動式UPS有內置7AH電池的標準機型,也有外配大容量電池組的長效機型,用戶可以根據需要實現的備用時間而確定配備多大容量的電池。對于公司,企事業單位等電腦等設備比較多的情況,就有必要選擇提供大容量電池組的UPS,以提供更長的備用時間。

十 電源效率,電源效率是指UPS的整機電能利用率,也就是UPS從外部吸收功率與向負載輸出功率兩者之的比值。這個數值和UPS電源設計線路有密切的關系,大效率的電源可以提高電能的使用效率,在一定程度上可以降低電源的自身功耗和發熱量。通常在線式UPS的電源效率一般能夠達到90%以上。如果需要增配大中容量的交流不間斷供電設備,好選用電源效率高的在線式UPS。而其他UPS的電源效率在80%左右。

十一 噪音值,噪音是一類引起人煩躁、或音量過強而危害人體健康的聲音。衡量噪音強弱的數值我們把它成為噪音值,單位通常是分貝(dB), 人耳剛剛能聽到的聲音是0-10分貝。分貝值每上升10,表示音量增加10倍,即從1分貝到20分貝表示音量增加了100倍。人低聲耳語約為30分貝,大聲說話為60-70分貝。分貝值在60以下為無害區,60-110為過渡區,110以上是有害區。 UPS的噪音值一般應該在60分貝以下為好。

根據中華人民共和國國家標準(UDC534.836),城市各類區域環境噪聲標準值列于下表。

十二 呼和浩特UPS電源的輸出插座,UPS的輸出插座是指UPS的電源輸出接口,通常在我國UPS產品要提供兩種標準規格的插座接口:兩孔插座和三孔插座。不同的UPS提供的輸出插座數量也不相同,一般來講,適合個人使用的低端UPS提供一個輸出插座,而中端UPS會提供2個以上的輸出插座,機柜式UPS提供的輸出插座會更多,以滿足更多設備的用電需求。

十三 市電,市電即我們所說的交流電(AC),交流電的成分包含:電壓、電流、頻率三種,其頻率可分為50HZ(赫茲)與60HZ(赫茲)兩種,電壓分布由100VA至240VA。一般為220V(伏)。

十四 輸出過載能力,輸出過載能力是指在市電異?;蜇撦d異常時,UPS的輸出穩定程度。過載能力是UPS的關鍵,因為在正常運行時一般都不會出問題。需要UPS顯示能力的時候是在市電異常和負載異常時,因為在市電和負載正常時,UPS只是一個穩壓器和濾波器的作用,而這個功能用一臺廉價的交流穩壓器就完全可以實現。因此,如果UPS只起這么一點作用那就不值得了。所以要抓住UPS主要功能,市電異常時UPS要能不間斷的接續上去,負載異常時UPS要能酌情處理,即對于正常的過載要能經受得住考驗,對于短路,UPS要有能力及時采取必要的措施。

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