《電子技術(shù)應(yīng)用》
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如何選購(gòu)ups電源

2016-09-01
關(guān)鍵詞: ADI FPGA DSP

對(duì)采購(gòu)者來(lái)說(shuō),,絕大部分單位和部門(mén)是首次配置UPS,對(duì)技術(shù)和使用維護(hù)方面還顯得生疏,,這里就如何評(píng)價(jià)一臺(tái)UPS的優(yōu)劣,,以及根據(jù)使用要求合理配置適當(dāng)?shù)钠放频确矫嬲剮c(diǎn)看法,。

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考量重點(diǎn)
  (一)電氣性能
  1.不要過(guò)份追求對(duì)UPS常規(guī)電性能指標(biāo)的要求。
   諸如轉(zhuǎn)換時(shí)間,、電壓和頻率穩(wěn)定精度,、波形失真度等,對(duì)負(fù)載而言對(duì)這些指標(biāo)的要求并不苛刻,,事實(shí)上當(dāng)前上市的各品牌的UPS在這些指標(biāo)上都可以滿(mǎn)足負(fù)載的要求,,不應(yīng)該成為評(píng)定優(yōu)劣的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn),更不應(yīng)該作為是否選用的條件,。至于抗干擾能力,,這是必須具備而又難以檢測(cè)的一項(xiàng)指標(biāo),,使用者要考查UPS(包括在線(xiàn)式)電路結(jié)構(gòu)中是否有高頻濾波環(huán)節(jié)和配置。
  2.不應(yīng)忽視對(duì)UPS輸入功率因數(shù)和諧波電流大小的要求,。
   輸入功率因數(shù)低和輸入電流諧波成份大意味著干擾破壞電網(wǎng),,對(duì)電網(wǎng)形成電力公害,影響在同一電網(wǎng)中其它用電設(shè)備的正常運(yùn)行,,加大電網(wǎng)以及供電系統(tǒng)中其它設(shè)備和部件的功率容量,。特別是大功率UPS,一般都是雙逆變?cè)诰€(xiàn)式結(jié)構(gòu),,由于輸入端有整流電路,,其輸入功率因數(shù)只有0.8,而諧波電流高達(dá)25-30%,,也就是說(shuō),,如果UPS由電網(wǎng)引入的有功功率為80千瓦,同時(shí)也就有60千無(wú)功功率,,在電網(wǎng)與UPS之間流動(dòng),,這對(duì)電網(wǎng)的影響是相當(dāng)嚴(yán)重的,如果由柴油發(fā)電機(jī)帶動(dòng)這樣的UPS,,就需要發(fā)電機(jī)的功率容量是UPS功率容量的2.5-3倍,。
  3.應(yīng)該重視對(duì)UPS輸出能力和可靠性的考察。
   UPS的平均無(wú)故障間隔時(shí)間MTBF僅僅是一個(gè)估算可靠性的參數(shù),,影響此數(shù)值的因素很多,,是一個(gè)無(wú)法檢測(cè)的參數(shù),,而UPS輸出能力的各項(xiàng)性能指標(biāo),,都是可以量化的可靠性指標(biāo),在同等運(yùn)行條件下,,效率高,、輸出電流峰值系數(shù)和浪涌系數(shù)大、過(guò)載能力強(qiáng)的UPS,,其可靠性必然高,,這是毋容置疑的道理。事實(shí)上,,同真實(shí)的電網(wǎng)能力比較,,以上這些指標(biāo)實(shí)際上是UPS對(duì)負(fù)載的限制,限制就意味著UPS本身能力的不足,。具體的說(shuō),,效率低意味著UPS本身?yè)p耗大,發(fā)熱量大,,這會(huì)加快主要功率半導(dǎo)體器件的老化,,降低使用壽命,。輸出電流浪涌系數(shù)低迫使UPS在負(fù)載啟動(dòng)的瞬間轉(zhuǎn)旁供電,待啟動(dòng)過(guò)程完成后,,再轉(zhuǎn)回逆變器供電,,這個(gè)過(guò)程是存在轉(zhuǎn)換時(shí)間的,同時(shí)增加了故障的幾率,。輸出電流峰值系數(shù)只有3:1是不夠的,,為了滿(mǎn)足特殊負(fù)載的要求,此系數(shù)應(yīng)提高到5:1,。至于輸出功率因數(shù)為0.7(容性),,這就意味著當(dāng)負(fù)載為純阻或者感性時(shí),UPS的輸出能力就大幅度地降低,。
  (二)從可靠性/可用性角度的考慮
   可靠性對(duì)于UPS來(lái)說(shuō),,其最重要的使用特性無(wú)疑是UPS產(chǎn)品本身的可靠性。UPS技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在的階段,,各種品牌UPS的電壓/電流輸出,,轉(zhuǎn)換時(shí)間,頻率穩(wěn)定等參數(shù)全部都能滿(mǎn)足所帶計(jì)算機(jī)設(shè)備的需求,。用戶(hù)更需要比較的是產(chǎn)品本身質(zhì)量和設(shè)計(jì)方面的因素所帶來(lái)的可靠性差別,。
   可用性使用UPS的根本目標(biāo)是為了保證用戶(hù)的設(shè)備或負(fù)載達(dá)到最高的可用性,即確保系統(tǒng)的不間斷運(yùn)行,。同樣,,UPS設(shè)備本身的可用性也成為用戶(hù)選擇UPS設(shè)備的最重要的衡量指標(biāo)。從UPS的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)看,,傳統(tǒng)的UPS在工作時(shí),,一方面通過(guò)外部電源向內(nèi)部電池或電池組充電的同時(shí),也要通過(guò)電池或電池組向計(jì)算機(jī)或其它設(shè)備進(jìn)行供電,。所有的電池或電池組對(duì)于UPS系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是一個(gè)整體,,在功能和使用上沒(méi)有區(qū)別,當(dāng)其中的某一塊電池發(fā)生故障后,,UPS管理系統(tǒng)不能對(duì)它進(jìn)行及時(shí)的關(guān)閉和替換,,只能報(bào)告發(fā)生了系統(tǒng)故障,然后由管理人員手工進(jìn)行更換,,如果未能進(jìn)行及時(shí)的更換和修復(fù),,就會(huì)發(fā)生電力供應(yīng)的中斷。在更換電池或電池組的時(shí)候,,需停止UPS的工作,,此時(shí)由UPS所支持的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作便也需要暫停。所以,,如何實(shí)現(xiàn)UPS的真正不間斷工作一直是困擾業(yè)界的一個(gè)難題,。在傳統(tǒng)的6-20KVA即中型UPS產(chǎn)品中,,一直存在著單臺(tái)UPS容易出現(xiàn)單點(diǎn)故障、容錯(cuò)能力低于網(wǎng)絡(luò)部件的問(wèn)題,,唯一的保障措施是多購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)UPS以作備用,。這樣存在著兩個(gè)問(wèn)題:價(jià)格昂貴,這是顯而易見(jiàn)的,,因?yàn)闉橥瑯拥呢?fù)載提供電源保護(hù),,你需要化雙倍的錢(qián);另一個(gè)問(wèn)題在你的系統(tǒng)有變化或擴(kuò)展時(shí)便會(huì)遇到,,那就是無(wú)法擴(kuò)展,。冗余熱備份技術(shù)是保證設(shè)備可用性的重要途徑,選擇具有冗余性UPS系統(tǒng)是解決上述問(wèn)題的最有效的辦法,。
  (三)全面保護(hù)
   由于企業(yè)級(jí)用戶(hù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可用性要求很高,,所以網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要全面的電源保護(hù)方案,而不是簡(jiǎn)單地做一個(gè)"后備電源",。這個(gè)保護(hù)方案應(yīng)該在保障"不間斷供電"的原則下,,盡可能地提供基于電力供應(yīng)的全方位的保護(hù),如消除電網(wǎng)雜訊,、抑制電網(wǎng)波動(dòng),、防雷擊等,并最大限度地與信息系統(tǒng)的其他部件實(shí)現(xiàn)技術(shù)或物理模塊上的整合,,形成一個(gè)智能的,、層層遞進(jìn)式的立體保護(hù)網(wǎng)。
   對(duì)應(yīng)組成網(wǎng)絡(luò)的四個(gè)主要組成部分,,網(wǎng)絡(luò)電源保護(hù)也分為對(duì)關(guān)鍵業(yè)務(wù)服務(wù)器的電源保護(hù),、對(duì)工作站和PC的電源保護(hù)、對(duì)網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備的電源保護(hù)和對(duì)數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)路的電源保護(hù)四部分,。該策略主要有以下幾個(gè)內(nèi)涵:
  1.對(duì)于單純的硬件而言,,電源保護(hù)不是最重要的,,真正重要的是對(duì)網(wǎng)絡(luò)可用性的保護(hù),。
  2.網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更加復(fù)雜,數(shù)據(jù)要求更加嚴(yán)格,,對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的保護(hù)更加重要,。
  3.在設(shè)計(jì)電源保護(hù)方案時(shí)應(yīng)該綜合考慮對(duì)關(guān)鍵服務(wù)器、工作站和PC,、網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備,、數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)路等方面的保護(hù),優(yōu)化對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的電源保護(hù),。
  4.在設(shè)計(jì)電源保護(hù)方案時(shí),,應(yīng)關(guān)注電源保護(hù)系統(tǒng)的管理,。能將有關(guān)信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞給操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)管理員,便于進(jìn)行遠(yuǎn)程管理,,節(jié)省時(shí)間和資金,。

從技術(shù)角度選購(gòu)ups電源

選購(gòu)UPS電源,首先值得考慮的幾個(gè)基本方面是:
            1. 技術(shù)性能 ,;
            2.質(zhì)量保證,;
            3.服務(wù)保證;
            4.產(chǎn)品價(jià)格,。

希望通過(guò)以下的簡(jiǎn)要說(shuō)明,,在您的選購(gòu)過(guò)程中,對(duì)您能有所幫助,!

如何確定您需要何種類(lèi)型的UPS電源,?通常,個(gè)人辦公及家庭用戶(hù)可以考慮 后備式機(jī)型,,如山特后備式UPS電源價(jià)格低廉,,外形輕巧,是個(gè)人電腦的理想伙伴,。有著很高的性?xún)r(jià)比,;對(duì)于中小型系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò) 用戶(hù)、服務(wù)器或精密儀器等,,則多用在線(xiàn)式或在線(xiàn)互動(dòng)式UPS電源,,能較好地抵抗來(lái)自電網(wǎng)上的各種侵害,其功能完善,,并大多具有智能監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)連接功能,,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和智能化管理。對(duì)于大型的重要設(shè)備和系統(tǒng),,大功率的山特在線(xiàn)式UPS提供穩(wěn)定的電源保護(hù)必不可少,。

具體如何確定所需的功率(VA)大小,?則需列出所有需要保護(hù)的設(shè)備,,別忘了顯示器、終端,、外掛硬盤(pán),。 每一設(shè)備的電壓及電流數(shù)據(jù)可在背板上找到,把兩者相乘即可得VA值,。有些設(shè)備用瓦特表明電能需要,,見(jiàn)瓦數(shù)乘以1.4即可得大致的VA值。對(duì)于整體設(shè)備的功率則以其額定數(shù)為基準(zhǔn),。把所有設(shè)備的VA 值匯總,,將匯總值加上百分之三十的擴(kuò)充容量,,以備系統(tǒng)升級(jí)時(shí)用。

如何配置UPS電源的后備延時(shí)時(shí)間,?由于系統(tǒng)和設(shè)備的不同,,選取的UPS電源型號(hào)和配置也不同。根據(jù)延長(zhǎng)的時(shí)間,,UPS分兩種:標(biāo)準(zhǔn)機(jī)和長(zhǎng)效機(jī),。標(biāo)準(zhǔn)機(jī)UPS電源 本身機(jī)內(nèi)自帶電池,在停電后一般可繼續(xù)供電幾分鐘至幾十分鐘;而長(zhǎng)效型UPS電源配有外置電池組,可以滿(mǎn)足用戶(hù)長(zhǎng)時(shí)間停電時(shí)繼續(xù)供電的需要,,后備時(shí)間可以設(shè)計(jì)為數(shù)時(shí)分鐘 到十幾個(gè)小時(shí)或更長(zhǎng),。一般長(zhǎng)效型UPS電源備用時(shí)間主要受電池成本、安裝空間大小以及電池回充時(shí)間等因素的限制,。一般在電力環(huán)境較差,,停電較為頻繁的地區(qū)采用UPS與發(fā)電機(jī)配合供電的方式。當(dāng)停電時(shí),UPS先由電池供電一段時(shí)間,如停電時(shí)間較長(zhǎng),可以啟動(dòng)備用發(fā)電機(jī)對(duì)UPS電源繼續(xù)供電,,當(dāng)市電恢復(fù)時(shí)再切換到市電供電,。

電池供電時(shí)間主要受負(fù)載大小、電池容量,、環(huán)境溫度,、電池 放電截止電壓等因素影響。根據(jù)延時(shí)能力,,確定所需電池的容量大小,,用安時(shí)AH值的來(lái)表示,以給定電流安培 數(shù)時(shí)放電的時(shí)間小時(shí)數(shù)來(lái)計(jì)算,。

一般UPS電源配置用以下公式計(jì)算:

UPS電源功率(VA)×延時(shí)時(shí)間(小時(shí)數(shù))÷UPS電源啟動(dòng)直流=所需蓄電池安時(shí)數(shù)(AH)
以山特C3KS延時(shí)4小時(shí)為例我們來(lái)計(jì)算下: 注:山特C3KS的啟動(dòng)直流為:96V
3000伏安×4小時(shí)÷96V=125AH

結(jié)果是需要125AH的電池才能滿(mǎn)足4小時(shí)的供電,,但是普通蓄電池一般沒(méi)有容量為125AH的8只一組(因?yàn)镃3KS的啟動(dòng)直流是96V,一般蓄電池大都為12V直流,  96V(UPS啟動(dòng)直流電壓)÷12V(蓄電池直流電壓)=8,,所以8只電池為一組)

那么,,我們可以選擇一組100AH電池來(lái)對(duì)其進(jìn)行配置:

其延時(shí)時(shí)間為:100AH(蓄電池容量)×96V(UPS啟動(dòng)直流)÷ 3000V(UPS電源功率)=3.2小時(shí) ;

也可以選擇2組(16只)65AH的蓄電池并聯(lián)進(jìn)行配置!其延時(shí)時(shí)間為:65AH×2×96V÷3000VA=4.16小時(shí)

山特UPS電壓在出廠(chǎng)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)直流電壓:

MT1000S C1KS C2KS-C3KS C6KS-3C20KS 3C3-10KS--3C340KS
24VA 36V 96V 240V 384V

山特UPS電源的電壓輸出功率因數(shù)均為0.7:如山特C1KS最大支持負(fù)載功率為:1000V×0.7=700W,所以山特C1K的最大支持負(fù)載為700W,以此類(lèi)推!!  (注:為了能夠更好的使用UPS電源, 我們建議UPS最好不要無(wú)負(fù)載/滿(mǎn)載或超載使用,UPS電源最好的負(fù)載功率是其標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載的70%-80%左右,如C1K最好帶的負(fù)載為500-600(w)的負(fù)載!這樣能夠更好的發(fā)揮UPS電源本身的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)及延長(zhǎng)UPS電源使用壽命!)

從需求選購(gòu)UPS電源

UPS電源的選購(gòu)應(yīng)首先考慮實(shí)際的使用需要,,應(yīng)從所需的功率容量,、負(fù)載性質(zhì)(是容性負(fù)載還是感性負(fù)載)、供電方式(是集中供電還是分布式供電)等多方面進(jìn)行分析,,再?zèng)Q定選擇哪類(lèi)產(chǎn)品,,最后從技術(shù)指標(biāo)、品牌,、價(jià)格和售后服務(wù)來(lái)進(jìn)行綜合權(quán)衡。下面以幾類(lèi)比較常見(jiàn)的需要配備UPS電源的計(jì)算機(jī)用戶(hù)來(lái)加以說(shuō)明,,其他一些特殊的用戶(hù)也完全可以參照以上的原則來(lái)做出自己的決定,。

1.一般個(gè)人用戶(hù)

一般個(gè)人用戶(hù)使用UPS電源的主要目的是防止市電中的干擾(浪涌,、尖峰、過(guò)壓或欠壓等)對(duì)計(jì)算機(jī)等貴重設(shè)備造成損害,,和避免市電突然掉電而讓自己一段時(shí)間的工作成果化為烏有,。他們所使用的設(shè)備也比較少,一臺(tái)計(jì)算機(jī),,一臺(tái)打印機(jī),,或許還有一臺(tái)掃描儀,并且這些設(shè)備同時(shí)開(kāi)著的機(jī)會(huì)并不多,,那么選擇一臺(tái)500VA的后備式UPS電源就完全能滿(mǎn)足要求,,延時(shí)時(shí)間也用不著太長(zhǎng),15分鐘就足夠了,,在這段時(shí)間里,,你完全可以從容地做好存盤(pán)工作,甚至還可以再工作一段時(shí)間,。500VA的后備式UPS電源體積也不大,,價(jià)格便宜,技術(shù)成熟,,完全夠用而且物有所值,。如果你所使用的設(shè)備比較多,而且對(duì)后備式UPS電源在抑制市電中的干擾方面感到不放心,,并且手頭寬裕,,那么可以考慮購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)普通的1000VA的在線(xiàn)式UPS電源。帶網(wǎng)絡(luò)功能的UPS電源在你家里確實(shí)一點(diǎn)派不上用場(chǎng),。至于品牌,,應(yīng)選擇售后服務(wù)好,安裝方便,,操作簡(jiǎn)單的產(chǎn)品,,切忌追求過(guò)多的花哨功能,那只能讓你感到無(wú)所適從,。

2.小型辦公用戶(hù)

我們遇到更多的辦公環(huán)境是這樣的,,幾臺(tái)計(jì)算機(jī)和少量的外部設(shè)備如打印機(jī)集中在一起使用,這些計(jì)算機(jī)或連網(wǎng)或單獨(dú)使用,,為了保障所有設(shè)備的正常使用和安全,,需要配備UPS電源。這種情況多采用集中供電方式,,設(shè)備一次性投資少,,維護(hù)費(fèi)用低,可以根據(jù)設(shè)備的多少選擇一臺(tái)3000VA或5000VA的在線(xiàn)式UPS,在線(xiàn)互動(dòng)式也不錯(cuò),,只是體積和重量大一些,。UPS電源的網(wǎng)絡(luò)功能在這里也不是重點(diǎn)考慮的因數(shù),主要應(yīng)該考慮的是產(chǎn)品的安裝和操作要簡(jiǎn)單,,使用維護(hù)要方便,,要有必要的監(jiān)控能力。

3.網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)

大型網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)可能需要給多臺(tái)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,、通訊設(shè)備和相關(guān)的眾多精密設(shè)備提供高質(zhì)量的高可靠不間斷電源,,同時(shí)需要安裝多臺(tái)UPS電源,并且希望能夠像信息網(wǎng)絡(luò)管理那樣來(lái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的多臺(tái)UPS電源實(shí)行集中監(jiān)控和管理,,并且對(duì)不間斷供電的要求也比較嚴(yán)格,。這類(lèi)用戶(hù)應(yīng)考慮選擇大容量在線(xiàn)式UPS電源,最好是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的高可靠UPS產(chǎn)品,,比如APC公司的Symmetra電源陣列,,而且要求有較強(qiáng)的面向多種操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能和良好的電源管理能力。

最后要提醒的一點(diǎn)是,,UPS電源所使用的蓄電池質(zhì)量的好壞和充電電路設(shè)計(jì)的優(yōu)劣關(guān)系到整個(gè)電源的壽命,,對(duì)UPS來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的一個(gè)因數(shù),但往往卻被大多數(shù)用戶(hù)所忽視,。山特公司承諾中說(shuō)使用了更好的蓄電池來(lái)保證UPS有更長(zhǎng)的使用壽命,,而APC的UPS電源提供了對(duì)電池更全面的檢測(cè)能力。



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