UPS電源基礎(chǔ)知識

1、目錄一、UPS基本知識21、UPS概述22、UPS主要功能23、免維護(hù)鉛酸蓄電池2二、ups蓄電池接線圖31、單組36v接線圖(12V蓄電池)32、單組96V接線圖（12V蓄電池）33、單組192V接線圖（12V蓄電池）44、兩組36v并聯(lián)接線圖(12V蓄電池)55、兩組96V并聯(lián)接線圖（12V蓄電池）56、兩組192V并聯(lián)接線圖（12V蓄電池）6三、UPS空開、電纜配置71、輸入電流計(jì)算方法72、輸出電流計(jì)算方法73、電池逆變電流計(jì)算方法8四、UPS蓄電池配置91、電流法92、恒功率法103、UPS行業(yè)常用簡單運(yùn)算法104、舉例說明11五、UPS并機(jī)方式121、串聯(lián)備份122、雙機(jī)并聯(lián)備份1

2、3六、UPS日常維護(hù)及保養(yǎng)14七、常見UPS的故障診斷和排除15UPS基礎(chǔ)資料一、 UPS基本知識1、UPS概述即不間斷電源，是將蓄電池與主機(jī)相連接，通過主機(jī)逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。主要用于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時(shí)，UPS 將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時(shí)的UPS就是一臺交流式電穩(wěn)壓器，同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電；當(dāng)市電中斷（事故停電）時(shí)， UPS 立即將電池的直流電能，通過逆變器切換轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。UPS 設(shè)備通常對電壓過高或電壓過低都能提供保護(hù)。2、UPS主

3、要功能高可靠性不間斷供電，保證動(dòng)力的連續(xù)性（0ms）電網(wǎng)穩(wěn)定、凈化功能，高質(zhì)量供電，綠色電源電池管理功能，延長電池使用壽命只能監(jiān)控功能，解決UPS運(yùn)維問題3、免維護(hù)鉛酸蓄電池主要參數(shù) 電壓：12V、6V、2V單格電池電壓為2V，12V電池由6個(gè)單格電池構(gòu)成AH數(shù)：7AH、17AH、24AH、38AH、65AH、100AH、120AH蓄電池放電終止電壓：1.75V/單格二、ups蓄電池接線圖1、單組36v接線圖(12V蓄電池)例如：山特C1KS，DC：36V UPS 36V2、單組96V接線圖（12V蓄電池） 例如：山特C3KS，DC：96V UPS 96V 3、單組192V接線圖（12V蓄電池

4、） 例如：山特C6KS、C10KS，DC：192V UPS 192V 4、兩組36v并聯(lián)接線圖(12V蓄電池)例如：山特C1KS，DC：36VUPS 36V 5、兩組96V并聯(lián)接線圖（12V蓄電池） 例如：山特C3KS，DC：96V UPS 96V 6、兩組192V并聯(lián)接線圖（12V蓄電池） 例如：山特C6KS、C10KS，DC：192V 2P空開2P空開UPS 192V三、 UPS空開、電纜配置1、輸入電流計(jì)算方法UPS標(biāo)稱功率（VA）×輸出功率因數(shù) 輸入電流（A） 輸入臨界電壓(V)×整機(jī)效率×輸入功率因數(shù)×S S：三相UPS=3，單相UPS=1例如

5、： 山特10KVA UPS，單進(jìn)單出，功率：10KVA輸入臨界電壓：176V(在不用轉(zhuǎn)換至電池供電情況下可接受的最低單相市電電壓，一般輸入范圍±20%)，輸入功率因數(shù)：0.99(高頻機(jī)都可以近似取1),整機(jī)效率：0.95，S=1，輸出功率因數(shù)：0.8市電輸入電流計(jì)算結(jié)果如下： 10000×0.8 輸入電流（A） =47.84(A) 176×0.95×12、輸出電流計(jì)算方法UPS標(biāo)稱功率 輸出電流（A） 輸出電壓×SS：三相UPS=3，單相UPS=1UPS電源輸出電流計(jì)算結(jié)果如下： 10000 輸出電流（A） =45.45（A） 220×

6、;13、電池逆變電流計(jì)算方法 UPS標(biāo)稱功率（VA）×輸出功率因數(shù)電池逆變電流（A） 電池臨界電壓(V)×逆變效率注:電池臨界電壓=16節(jié)蓄電池*10.5V（單格終止電壓1.75*6）=168V計(jì)算結(jié)果如下： 10000×0.8 電池逆變電流（A） = 50 (A) 168×0.95電纜配置：(交流電流按3-5A計(jì)算，直流電流按2-4A計(jì)算)輸入線纜（mm2）47.84/5=9.5(實(shí)際可采用10 mm2) 輸出線纜（mm2）45.45/5=9.09(實(shí)際可采用10 mm2)電池線纜（mm2）50/4=12.5(實(shí)際可采用16 mm2) 空開配置輸入空開

7、（A）=47.84（可配置63A空開）輸出線纜（mm2）45.45（可配置63A空開）電池線纜（mm2）50（可配置63A空開）備注： （1）UPS輸入可配置相對大一點(diǎn)的空開,禁止使用漏電保護(hù)空開（2）禁止在UPS輸出端接帶有感性的負(fù)載。如電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)、繼電器、日光燈等。四、UPS蓄電池配置由于UPS蓄電池的延時(shí)配置在各行業(yè)、各區(qū)域、各項(xiàng)目都有不同的計(jì)算方法，以下3種計(jì)算公式，以應(yīng)對在不同行業(yè)、區(qū)域、項(xiàng)目要求時(shí)進(jìn)行靈活的配置。1、電流法1) 計(jì)算蓄電池的最大放電電流值： Pcos I最大 （*E臨界*N） 注：P UPS電源的標(biāo)稱輸出功率cos UPS電源的輸出功率因數(shù) UPS逆變器的效率，

8、一般為0.880.96（根據(jù)具體型號功率取值）E臨界 蓄電池組的臨界放電電壓（12V電池約為10.5V，2V電池約為1.75V）N 每組電池的數(shù)量2) 根據(jù)所選的蓄電池組的后備時(shí)間，查出所需的電池組的放電速率值C，然后根據(jù)： 電池組的標(biāo)稱容量= I最大/C 算出電池的標(biāo)稱容量。蓄電池的放電時(shí)間與放電速率C對應(yīng)表5101520304050603.5C2.4C1.98C1.49C0.92C0.8C0.69C0.61C2h3h4h5h6h8h10h20h0.42C0.29C0.19C0.17C0.15C0.12C0.09C0.05C2、恒功率法根據(jù)蓄電池功率可以準(zhǔn)確地選出蓄電池的型號.首先計(jì)算在后備

9、時(shí)間內(nèi),每個(gè)電池至少向UPS提供的恒功率.恒功率法計(jì)算公式如下：電池組提供的功率WUPS的負(fù)載KVA×功率因數(shù) / 逆變器的效率需要每節(jié)電池提供的功率電池組提供的功率W / 每組電池額定節(jié)數(shù)即： WP（KVA）×1000×cosØ/（×N）其中：W-電池組提供的功率P-UPS額定功率 cosØ-功率因數(shù) -UPS滿載時(shí)逆變器效率 N- -UPS每電池組額定節(jié)數(shù)3、UPS行業(yè)常用簡單運(yùn)算法電池容量（AH）x 電池電壓（V）X電池?cái)?shù)量（只）電池后備（延時(shí)）時(shí)間 = UPS主機(jī)功率（實(shí)際負(fù)載）（Ah） Ups電源功率（實(shí)際負(fù)載）（Ah） x

10、 需要后備時(shí)間（小時(shí)）電池總?cè)萘浚ò矔r(shí)數(shù)）（AH）= Ups電源啟動(dòng)直流（電池電壓） 電池總?cè)萘浚ˋH） 電池組數(shù)量（組）= 電池組容量（AH） 電池組容量（AH）每組電池?cái)?shù)量（只）= 電池容量（AH） 合計(jì)電池?cái)?shù)量（只） = 電池組數(shù)量（組）X 每組電池?cái)?shù)量（只） 4、舉例說明型號：100KVA 輸出功率因數(shù)Cos：0.8 直流電壓：480V（電池低壓保護(hù)：420V） 效率：93% 后備時(shí)間：2小時(shí)1) 電流法 I最大=Pcos/（*E臨界*N）= 100*1000*0.8/0.93*10.5*40 =204.8A 電池組的標(biāo)稱容量AH= I最大/C = 204.8/0.42= 487.6A

11、H (C值取至于蓄電池的放電時(shí)間與放電速率C對應(yīng)表) 因此，選用12V100AH 40節(jié) 并聯(lián)5組2) 恒功率法W=2150100×1000×0.8 0.93×40 對照某品牌恒功率放電表（以10.5V/每只電池為終止電壓 77.6*6=466W），120分對應(yīng)466*5=2330W大于計(jì)算值2150W，滿足后UYWC5備120分鐘要求。即選用12V114AH 40節(jié) 并聯(lián)5組。五、 UPS并機(jī)方式1、 串聯(lián)備份備機(jī)旁路輸入 市電輸入 輸出1負(fù)載主機(jī) 旁路輸入 市電輸入 輸出2 優(yōu)點(diǎn)：1、可有2臺不同型號、功率、廠家的UPS組成2、 安裝簡單、無須調(diào)試、不增加額外

12、輔助電路，因此成本較低，可靠性高3、 可不斷電對UPS進(jìn)行維護(hù)維修4、用戶可有根據(jù)說明書完成設(shè)備的安裝調(diào)試缺點(diǎn)：1、備機(jī)長期處在備用狀態(tài)，電池?zé)o法做到正常沖放電，須人為對電池放電 2、主機(jī)長期帶負(fù)載，而備機(jī)處于空載狀態(tài)，降低系統(tǒng)的可靠性3、瞬間過載適應(yīng)能力弱2、雙機(jī)并聯(lián)備份UPS 1UPS 2市電輸入 輸出1旁路輸入市電輸入負(fù)載 輸出2旁路輸入優(yōu)點(diǎn)：1、對瞬時(shí)過載適應(yīng)能力強(qiáng) 2、單臺UPS均攤負(fù)載，單臺的可靠性較高缺點(diǎn)：1、技術(shù)要求高，調(diào)試復(fù)雜，易產(chǎn)生環(huán)流，影響系統(tǒng)的可靠性 2、不能充分利用現(xiàn)有資源（不同廠家、規(guī)格型號）3、隨使用時(shí)間增長，可靠性降低（器件老化引起工作點(diǎn)漂移）六、 UPS日常維

13、護(hù)及保養(yǎng)1、 環(huán)境要求 放置通風(fēng)良好的環(huán)境，且地面平整，并保持環(huán)境的清潔 UPS機(jī)柜上和周圍不要放置雜物 無障礙物阻擋通風(fēng)口，機(jī)器的背面、側(cè)面距離墻壁10CM以上 遠(yuǎn)離過熱圓并避免太陽直射 避免灰塵和濕氣過重2、 UPS輸出插座應(yīng)明確標(biāo)識，切勿使關(guān)鍵負(fù)載接到市電上，而無關(guān)負(fù)載接到UPS電源上3、 切勿帶較大的感性負(fù)載，如：日光燈、空調(diào)、風(fēng)扇、冰箱以免造成設(shè)備的損壞4、 若用戶在市電停電期間使用發(fā)電機(jī)供電，應(yīng)保證發(fā)電機(jī)功率大于兩倍UPS額定功率，必須在發(fā)電機(jī)啟動(dòng)穩(wěn)定后才能接入U(xiǎn)PS。5、 UPS負(fù)荷控制在滿載功率的70%-80%以內(nèi)為佳6、 不推薦帶負(fù)載開關(guān)UPS電源7、 禁止UPS輸出與市電短

14、路，如用戶使用發(fā)電機(jī)供電時(shí)，如發(fā)電機(jī)不經(jīng)過UPS直接接入負(fù)載插座向負(fù)載供電，應(yīng)先將UPS輸入輸出與市電和負(fù)載斷開8、 注意不讓UPS在過載狀態(tài)下運(yùn)行，過載運(yùn)行的UPS會停止輸出或由旁路供電，都將使UPS起不到斷電保護(hù)的功能9、 電池的維護(hù)：對于長期不用或長期處于浮充的電池，必須進(jìn)行定期的放電、充電七、 常見UPS的故障診斷和排除問題一、市電有電時(shí)，UPS出現(xiàn)市電斷電告警。1）市電輸入空開跳閘 處理方法：檢查輸入空開2）輸入交流線接觸不良 處理方法：檢查輸入接線3）市電輸入電壓過低、過高或頻率異常 處理方法：不要處理或建議客戶在UPS輸入端配精密穩(wěn)壓電源4）UPS輸入空開或開關(guān)損壞或保險(xiǎn)絲熔斷

15、處理方法：更換損壞的空開、開關(guān)或保險(xiǎn)絲5）UPS內(nèi)部市電檢測電路故障 處理方法：由廠家工程師前去檢查處理問題二、市電正常時(shí)，UPS輸出正常；市電斷電后，負(fù)載也跟著斷電1）市電經(jīng)常低壓，電池處于欠壓狀態(tài) 處理方法：在UPS輸入端加精密穩(wěn)壓電源2）UPS充電板損壞，電池?zé)o法充電 處理方法：檢查充電板（斷電池開關(guān)測UPS后端接線端是否有直流電壓）3）電池老化、損壞 處理方法：更換電池4）負(fù)載過載，UPS旁路輸出 處理方法：減少負(fù)載 5）負(fù)載未接到UPS輸出 處理方法：將負(fù)載接到UPS輸出6）UPS逆變器未啟動(dòng)（UPS面板控制開關(guān)未打開），負(fù)載由市電旁路供電 處理方法：啟動(dòng)逆變器對負(fù)載供電（打開面板控制開關(guān)）7）逆變器損壞，UPS旁路輸出 處理方法：由廠家工程師前去檢查處理問題三、UPS無法啟動(dòng)1）輸入交流、直流電源線未接好 處理方法：檢查輸入交流、直流線是否接觸良好2）UPS電源內(nèi)部線路故障 處理方法：由廠家工程師前去檢查處理 問題四、UPS開機(jī)時(shí)，輸入空開跳閘1）輸入空開容量太小 處理方法：更換輸入空開2）用戶的市電空開有漏電保護(hù) 處理方法：更換為無漏電保護(hù)的空開3）UPS電源內(nèi)部短