APCUPS電源SUA1000ICH-45

時(shí)間：2018-05-02作者：北京金業(yè)順達(dá)科技有限公司瀏覽：40

APCUPS電源選型和配置

1.1 了解APCUPS電源的性能指標(biāo)


①輸入電壓：220V或380V（三相四線制），－15%～＋10%。


②輸出電流：根據(jù)這個(gè)值選擇導(dǎo)線截面和輸入保險(xiǎn)。


③輸出電壓：一是輸出電壓穩(wěn)定度，一般為±5%。有些為±3%左右。另一個(gè)是穩(wěn)壓精度：穩(wěn)態(tài)≤±1%、瞬態(tài)≤±5%。


④瞬態(tài)電壓恢復(fù)時(shí)間：≤±50ms。


⑤輸出容量：即視在功率S，S＝UI


⑥后備時(shí)間：指輸入中斷后，APCUPS電源能繼續(xù)工作的時(shí)間，是APCUPS電源的關(guān)鍵指標(biāo)。


⑦功率因數(shù)：0.8（滯后）


⑧效率：≥90%（滿載時(shí)）


⑨過(guò)載功能：10min(125%額定電流)；10S(150%額定電流)。


⑩限流：**～110%額定電流可調(diào)。

1.2 APCUPS電源選擇

（1）APCUPS電源型號(hào)


①在線正弦波APCUPS電源。無(wú)論市電正常與否，它對(duì)負(fù)載供電都是由APCUPS電源逆變器提供的。只要機(jī)內(nèi)蓄電池能向APCUPS電源逆變器提供能量，當(dāng)市電中斷時(shí)，在線式APCUPS電源就能實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的真正不間斷供電，其正弦波波形失真系數(shù)較小，對(duì)負(fù)載供電轉(zhuǎn)換時(shí)間為零，可靠性高，故障率低但價(jià)格較高。


②后備式正弦波APCUPS電源。采用了抗*式分級(jí)調(diào)壓穩(wěn)壓技術(shù)。僅僅在由蓄電池供電時(shí)才有可能向負(fù)載提供高質(zhì)量的正弦波，在從市電供電向逆變器供電進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，對(duì)負(fù)載而言，大約有4ms左右的中斷供電（主要來(lái)源于繼電器的轉(zhuǎn)換時(shí)間）。后備式正弦波APCUPS電源處于市電供電時(shí)，由于市電是直接通過(guò)抗*濾波器對(duì)負(fù)載供電的，因此噪音較小，但是APCUPS電源處于逆變器工作時(shí)，由于PWM脈寬調(diào)制頻率一般為8KHZ左右，因此噪音較大。


③后備方波輸出APCUPS電源。向負(fù)載提供的交流電是方波而不是正弦波。此類APCUPS電源只能接微容性或純組性設(shè)備，負(fù)載越重，方波脈沖寬度越寬，而方波脈沖的峰值越小。此類APCUPS電源的轉(zhuǎn)化時(shí)間不一定。其變化范圍為4～9ms且用戶不能控制。此類APCUPS電源不能進(jìn)行頻率的關(guān)閉和啟動(dòng)，但造價(jià)較低。

（2） 負(fù)載容量、負(fù)載功率因數(shù)和APCUPS電源的波峰因數(shù)選購(gòu)APCUPS電源時(shí)，首先要知道負(fù)載的總?cè)萘?，同時(shí)還要考慮負(fù)載的功率因數(shù)才能確定APCUPS電源的標(biāo)準(zhǔn)功率容量。由于負(fù)載功率因數(shù)很難計(jì)算，所以APCUPS電源技術(shù)規(guī)范中給出了波峰因數(shù)這個(gè)指標(biāo)，波峰因數(shù)越高，APCUPS電源承受非線性的能力越強(qiáng)。一般波峰因數(shù)比應(yīng)大于3：1。

 （3）電池后備時(shí)間一般情況下，選擇后備時(shí)間時(shí)，通常選取滿載工作時(shí)間為10min、15min或30min即可。由于蓄電池價(jià)格較貴、長(zhǎng)延時(shí)APCUPS電源一般僅在停電時(shí)間較長(zhǎng)的場(chǎng)合選用。此時(shí)較好選擇有外接大容量的蓄電池功能的APCUPS電源，以確保市電停電后能長(zhǎng)時(shí)間供電。

（4）APCUPS電源中性線截面由于APCUPS電源負(fù)載多為非線性負(fù)載，因而流過(guò)中線的電流不為零。即使在三相負(fù)載完全平衡時(shí)中線電流也可達(dá)三相電流的1.8倍。負(fù)載功率因數(shù)越小，倍數(shù)越大。因此在APCUPS電源中，其中線截面不得小于相線截面。否則易造成中線發(fā)熱，甚至燒掉電纜引起火災(zāi)，造成嚴(yán)重后果。


提高電源可靠性的技巧——UPS安全安裝要求


單一APCUPS電源系統(tǒng)中的反饋保護(hù)


如圖3所示，Eaton公司所提供的三相APCUPS電源設(shè)備包括一款內(nèi)部反饋保護(hù)裝置作為標(biāo)準(zhǔn)。其包括一款內(nèi)部反饋接觸器(K5)，可在靜態(tài)開關(guān)內(nèi)自動(dòng)防止故障情況。


如果一款靜態(tài)開關(guān)發(fā)生故障，將其驅(qū)動(dòng)到不需要的導(dǎo)電狀態(tài)，則將在APCUPS電源輸出和電源之間供電;電源可以在任一方向上根據(jù)變頻器及輸入電源之間的電壓差和相位移動(dòng)進(jìn)行傳輸。


這種意外的電流可能導(dǎo)致APCUPS電源系統(tǒng)過(guò)載，激活變頻器的電流限制，并且由于各種原因?qū)е屡月诽l甚至關(guān)閉。因此，故障可能對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行和可靠性產(chǎn)生重大影響。


圖3：具有靜態(tài)開關(guān)和內(nèi)部反饋保護(hù)(K5)的APCUPS電源


當(dāng)APCUPS電源不處于旁路模式且靜態(tài)旁路開關(guān)未打開時(shí)，反饋檢測(cè)電路和APCUPS電源固件可以檢測(cè)旁路線路中的電流。然后打開內(nèi)部反饋接觸器以隔離故障并防止APCUPS電源輸出和電源之間的電力流動(dòng)，從而允許APCUPS電源在雙轉(zhuǎn)換模式下仍繼續(xù)運(yùn)行，即使是在靜態(tài)開關(guān)故障時(shí)。


警報(bào)將通知現(xiàn)場(chǎng)人員，或者遠(yuǎn)程監(jiān)控站(如果使用的話)檢測(cè)到了單元中的缺陷，將以激活一系列計(jì)劃中的糾正措施。


并聯(lián)APCUPS電源系統(tǒng)中的反饋保護(hù)


APCUPS電源在APCUPS電源系統(tǒng)中并聯(lián)，以獲得較高的可用性或較大的容量。圖4顯示了具有內(nèi)部反向饋電接觸器K5的分布式旁路配置的并聯(lián)APCUPS電源系統(tǒng)。


在其中一個(gè)靜態(tài)開關(guān)中所出現(xiàn)的故障將潛在地允許并聯(lián)的逆變器在系統(tǒng)輸出和電源之間饋送或抽取電流。因此，單個(gè)靜態(tài)旁路開關(guān)中的故障較終可能導(dǎo)致系統(tǒng)中的嚴(yán)重故障。但是，由于電路故障導(dǎo)致的電流流失可以被檢測(cè)到，并且在相關(guān)聯(lián)的APCUPS電源模塊內(nèi)部的反饋接觸器會(huì)自動(dòng)打開，允許系統(tǒng)保持雙重轉(zhuǎn)換操作，以保護(hù)負(fù)載。


并聯(lián)系統(tǒng)的靜態(tài)旁路線路具有冗余性，因?yàn)橐粋€(gè)靜態(tài)旁路故障不會(huì)阻止其他旁路線路的運(yùn)行。在冗余并行系統(tǒng)中，靜態(tài)旁路故障不會(huì)以任何方式影響系統(tǒng)的旁路能力;然而，在容量并行系統(tǒng)中，旁路容量將略有降低。


一些并聯(lián)APCUPS電源系統(tǒng)使用集中旁路拓?fù)?，其中系統(tǒng)旁路模塊(SBM)為所有并聯(lián)APCUPS電源單元提供了一條通用的旁路線路，如圖4所示。


SBM與APCUPS電源的內(nèi)部旁路開關(guān)一樣，包括反并聯(lián)連接的晶閘管。因此，服務(wù)人員存在相同的安全隱患，可能會(huì)發(fā)生類似的故障機(jī)制;因此，反饋保護(hù)對(duì)于集中式旁路系統(tǒng)同樣重要，也是強(qiáng)制性的要求。在并聯(lián)APCUPS電源系統(tǒng)中，內(nèi)部反饋保護(hù)意味著分布式旁路系統(tǒng)中的每個(gè)靜態(tài)開關(guān)都包括反饋接觸器，因此可以保持配置冗余。相比之下，具有外部反饋接觸器通常意味著僅為多個(gè)靜態(tài)開關(guān)安裝一個(gè)接觸器，因此其中一個(gè)開關(guān)的故障或?qū)?dǎo)致連接到公共反饋接觸器的所有靜態(tài)旁路線路的全部損失。在一些模塊化APCUPS電源設(shè)計(jì)中使用了類似的實(shí)施方案，其中一個(gè)反饋電源接觸器用于多個(gè)或所有靜態(tài)開關(guān)。對(duì)系統(tǒng)冗余和彈性的影響可能較大。


有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，反饋保護(hù)裝置本身可能會(huì)降低系統(tǒng)的可靠性，因?yàn)樗且粋€(gè)組件，就也可能會(huì)出現(xiàn)故障失敗。


這是非常真實(shí)的，但有很多因素要考慮。這些因素包括組件通常如何發(fā)生故障失敗，其在系統(tǒng)中如何使用以及可能的影響。


如果反饋接觸器故障關(guān)閉，并且在供電丟失時(shí)不打開，那么直到靜態(tài)旁路開關(guān)發(fā)生故障，都不會(huì)影響APCUPS電源系統(tǒng)的運(yùn)行;需要發(fā)生*二次故障才會(huì)影響APCUPS電源系統(tǒng)的運(yùn)行。該系統(tǒng)將幾乎像一個(gè)沒(méi)有反饋保護(hù)的系統(tǒng)。無(wú)論如何，這種故障失敗是**的。


另一種較典型的故障模式是反饋接觸器未按照適當(dāng)需求被打開或關(guān)閉。在實(shí)踐中，這意味著如果有相應(yīng)的需要時(shí)，旁路線路不可用。只有一條靜態(tài)旁路線路的系統(tǒng)將失去所有旁路容量;那些具有多個(gè)靜態(tài)旁路，而且每個(gè)都有自己的反饋接觸器的，僅會(huì)損失部分容量。


請(qǐng)注意，只有當(dāng)主旁路電源可用時(shí)，APCUPS電源旁路線路才可用——旁路管路可用性不能**其供電。顯然，具有相關(guān)控制電路的反饋保護(hù)裝置的可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)**主電源，因此對(duì)旁路線路總體可用性的影響可以忽略不計(jì)。


具有反饋保護(hù)和短路靜態(tài)開關(guān)檢測(cè)的APCUPS電源可以隔離故障的靜態(tài)旁路開關(guān)，任何時(shí)候這都是系統(tǒng)的關(guān)鍵故障，并將消除系統(tǒng)中的單點(diǎn)故障。這種優(yōu)勢(shì)勝過(guò)由反饋保護(hù)引起的對(duì)旁路可用性的邊際影響，并提高整體系統(tǒng)的彈性。


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