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UPS规划及安装指南 UPS存在的必要性各行业中UPS发挥极其重要的作用 广电 制造各行业中UPS发挥极其重要的作用 交通 金融 证券各行业中UPS发挥极其重要的作用 电力 医疗各行业中UPS发挥极其重要的作用 通信 民生 1 供电系统的稳定性和可靠性直接关系到高精度的电子和智能化设备的信息系统数据存储和信息中心设备的稳定性和可靠性 离开了稳定可靠的供电系统的支持和保证 整个信息系统的可用性和信息网络系统建立的必要性都要大打折扣 如果供电系统出现毫秒级的断电或波动 都会对信息系统数据造成巨大损失和极坏的影响 UPS存在的必要性 2 广电行业 广播电视台是党和国家的重要宣传阵地 也是发布资讯 信息传播的主要渠道 目前也是老百姓主要的娱乐活动之一 更是一个重要的媒体产业 一旦断电 整个广播电视系统将处于瘫痪状态 其中的损失将是无法用金钱来衡量 制造业 随着社会发展 新的制造技术不断更新 同时制造业设备对电源的要求也相对提高 一旦出现电力中断 轻则产品报废 重则设备不能正常运作 耽误产品交期 影响企业形象及在客户中的信誉 对企业造成重大损失 如化工厂DCS 电子厂SMT 印刷厂制版系统 机械厂CNC等 各行业中UPS发挥极其重要的作用 广电 制造 3 交通行业 随着网络技术的成熟和发展 在各机场 地铁站 铁路 码头 高速公路等各行各业监控系统得到越来越广泛的应用 也逐步成为在安全防范和突发事件取证的一个重要依据 监控系统中 保安人员可通过计算机网络随时监控现场环境和状况 避免因为疏忽造成的事故 处理突发事件 有效的保证人身安全和财产安全 防止不必要经济损失 一旦突然断电 整个系统将处于瘫痪状态 后果不堪设想 金融 证券行业 此行业对电源的要求十分严格 所有数据处理均通过电脑来完成 因而对电源的要求必须24小时不间断 任何不稳定或突然断电将是一个致命的打击 各行业中UPS发挥极其重要的作用 交通 金融 证券 4 通信行业 随着科学水平的飞速发展 通信已成为人们信息传递中不可缺少的工具 信息媒体极高电源品质和不间断性 瞬间断电会造成信息大量丢失 因此 电源的保证尤为重要 如移动通讯机站 交换机房 无线上网终端等 民生行业 民生行业它的核心就是服务 它和民生息息相关 是现代社会发展的一个重要组成部份 为了改善民生 更好的为民生服务 不间断电源的供应 对整个服务行业的发展是功不可没的 如超市收银系统 酒店结算系统等 各行业中UPS发挥极其重要的作用 通信 民生 5 您了解UMARTUPS吗 特性 减少谐波产生 PFC功因较正 节能专利 售后服务简便 大陆员工双程证且降低人工成本 适用 通讯 金融 政府 军事 能源 交通 医疗和制造业等领域 专业 设计规划安装 专家为UPS能正常运行及尽可能延长使用寿命 为其量身定作的规划及安装指南 安装UPS危险性及专业性 专家为安全性进行设计与规划 UPS规划及安装指南 6 第一节供电要求 1 1UPS容量 负载计算1 2UPS容量 由现有数据估算1 3尖峰因子容量1 4UPS的供电1 5旁路供电 1 6输出配电1 7机房AC配电的考虑1 8长时间供电 交流发电机1 9长时间供电的直流发电机1 10接地 7 1 1UPS容量 负载计算 第1步验证负载 第2步平衡负载 第3步选择UPS容量 第一节供电要求 8 1 2UPS容量 由现有数据估算 设备运行时使用钳流表 对单相两线交流 测量火线 KVA 测出的电流 电压 1000 对三相交流 测量每相火线 KVA 测出的最大线电流 相电压 2 1000 对单相3线交流 240 120 测量每根火线 KVA 最大线电流 电压 相电压 3 1000 第一节供电要求 9 第一节供电要求 如果不可能测出实际电流 必须使用下列方法之一 从制造商处获得每一台负载 是否还有新安装设备 再加上照明 报警及安全等所需负载 在现有安装设备中 检查给重要负载供电的隔离变压器容量 及检查配电盘的容量 必须联络安装负载的供应商 以获得负载数据 10 第一节供电要求 1 3尖峰因子容量 当今的计算机及仪表都用高频开关电源供电 对交流电源来讲 属非线性电流 UMART优玛电气铁磁共振稳压器及IGBT脉宽调制UPS系统的电路上都设计有对非线性高尖峰因子负载的兼容性 允许逆变器兼容具有较高尖峰因子的负载 如没有这样的兼容性 当高尖峰因子的负载运行时 UPS要么选择容量很大 要么就承受不了而保护 甚至损坏保护电路 11 第一节供电要求 1 4UPS的供电 一般有较好的规律来估计UPS系统的输入电力需求 即2 5倍输出额定KVA 铁磁共振稳压器的容量2倍输出额定KVA PWM 逆变器 的容量 所有的导线 变压器 配电开关断路器等 必须以最大电流来确定 12 第一节供电要求 1 4UPS的供电 整流器 充电器输入电力需求量 CIP 单位为伏安 VA CIP Ve Ar Cl PF EF Ve 充电器均衡电压Ar 充电器额定输出电流Cl 充电电流限制点 典型值1 2到1 25 PF 充电器输入功率因数 典型值0 8 EF 充电器效率 典型值92 94 13 第一节供电要求 1 4UPS的供电 整流器 充电器最大输入电流 AIN AIN CIP V1 V1 3相交流输入电压的最低相电压 典型值为比正常电压低10 至15 注 在避免最大极限电流出情况下 UMART优玛电气能提供可调节的电流极限 从100 到125 以助于限制输入电流需要 14 第一节供电要求 1 5旁路供电 旁路的输入电源必须在电压及频率上与UPS的输出相匹配 例如 UPS的输出是380 220V 50Hz 那么旁路电源输入也应是380 220V 50Hz 如果不能供给相匹配的电压 必须安装相应的变压器 以提供相适应的电压 在一个匹配箱里提供这种变压器 15 第一节供电要求 1 6输出配电 因而 各分配开关上可分的电流均被各自限制 理想的开关和保险应选择消除使逆变器过载而发生故障的可能性 当过载确定发生时 静态开关将把负载切换到旁路上去而不中断 旁路上有充足的容量来应付 客户现存的配电盘 即以前用于电脑负载供电的 应该在使用UPS之前重新评估 在输出电压急剧下降之前 UPS的逆变器仅能传输高于其额定值少量的电流 因过载能力有限 所有的切换对负载都有一些危险性 因有发生故障的可能性 因此所有不必要的切换应尽量避免 16 第一节供电要求 1 7机房AC配电的考虑 UPS系统是可行的电力调整的完整形式 UPS能提供电压干扰 纹波 突变 长时间停电等各种情况的完整保护 UPS是唯一的能在停电时提供完全 不断电 保护的设备 17 第一节供电要求 通常给你计算机添麻烦的与电压相关的问题有两个来源 其一 大气放电 雷击突波 约占总故障的20 其二 80 出现在用户自己的大楼里 杂讯干扰发生设备的存在 如接触器 继电器 开关跳动打火 高能要求和负载大冲击电流的出现 像电动机及其它大电感设备等等 电力问题也出现在交流配电系统中 当配电开关触头脏了 会导致阻抗增大 接触不良 包括地线的连接接触不良 地线接错 地线 中线及火线导体不合要求 走线错误等等 以上情况 在输入UPS之前的各种情况引起的电压变化 UPS都能校正 18 第一节供电要求 1 7机房AC配电的考虑 在UPS的输出 与计算机负载及周边设备之间的交流配电系统 出现上述的任何问题 UPS所输出的纯净电压也会波动 结果计算机系统也会出现故障 怎么办 为用户着想 交流配电系统也须严格设计和运行 19 第一节供电要求 1 8长时间供电 交流发电机 发生长时间停电时 对重要负载的供电 客户有几种选择 首先是用足够大的电池 使其在停电期间都能供电给负载 其次是使用交流或直流发电机 它能提供长时间的电力给负载 即使有一台发电机可用于长时间供电 电池也是必需的 当停电时 发电机需启动 如有一段时间未启过 启动时会有一些困难 启动后 它也需要一些时间加速 才能提供稳定的电压和频率 这一期间 UPS就得靠电池供电 发电机不能直接向计算机供电 因为发电机不能提供稳定电源 虽然对照明类的负载是足够的 但对计算机是不够稳定的 发电机的电压和频率都是不断变化的 使用发电机提供长时间供电 只能是供给UPS的整流 充电器 由UPS对电压及频率进行调整 发电机制造商应知道 负载是可控整流型的估算发电机的容量应是UPS容量的2 5倍 请参考UPS的数据规格注 由发电机供电时 为减少输入 需提供切断不重要的负载 20 第一节供电要求 1 9长时间供电 直流发电机 除交流发电机之外 还有直流发电机 直流发电机的容量可小些 只需考虑逆变器的损耗即可 设计电路时这种发电机不必要对电池充电 容量仅要逆变器额定容量的1 3至1 5倍 21 第一节供电要求 1 10接地 UPS系统都在底部提供接地端子 设备接地必须按照国家电气标准或当地电气标准 电气师必须按照国家电气标准或当地电气标准进行操作 22 第二节环境要求 2 1放置UPS的位置2 2楼层空间要求2 3空调2 4楼层负荷2 5设备安装要求2 6逆变器和整流 充电器房间要求 2 7装卸2 8消防及安全措施2 9安全2 10库存备件2 11振动2 12核能级IE资格设备 23 第二节环境要求 2 1放置UPS的位置 UPS与负载之间的距离越大 中间的连接电缆越长电缆线径就越粗 以减小电缆上的压降 最重要的是线越长越容易受外界电噪声的干扰 因线长就有可能靠近噪声源 清除电噪声对UPS大有益处 保证电缆越短越好 远离其它电缆 像发动机 开关之类的噪声源很重要 如果无法避免要使用较长电缆 在走线和长度上必须加倍小心 例如 一台20KVAUPS 120VAC单相输出167安培如使用35mm2电线 60米以上的压降为5 01V 如使用75mm2电缆 压降仅为2 33V 75mm2线径是35mm2线径的近2倍 而且价格也近2倍那么贵 24 第二节环境要求 2 2楼层空间要求 UPS电气设备有足够的楼层空间很重要 检查规格表上UPS的体积尺寸需要多大的空间 UPS可背面靠墙安装 旁边的距离也无特别要求 但如果侧面及背面均留有空位 对必要维护时将会很有帮助 机前至少留1 5米的空间以便于操作服务 25 第二节环境要求 2 3空调 为保证空调效果 空调应安装在至少高出机身0 5米的整洁房间里 在UPS的上方必须没有障碍物 以确保空气流动 因冷气从机身前面底部风孔进入设备 这一位置也必须保持整洁 以免阻塞 26 第二节环境要求 2 4楼层负荷 一些较大型的UPS系统相当重 必须注意保证不超过楼层负重要求 可由尺寸及重量相应资料作参考 楼层的负重要求有小机型90磅 平方英寸至大机型300磅 平方英寸 用户应能照做计划 250kg m2 400kg m2 600kg m2不等 27 第二节环境要求 2 5设备安装要求 这一设备可设计安装在任何楼层 因负重将是足够的 不需有任何螺栓连接 虽然有些客户希望预先安装螺栓 28 第二节环境要求 2 6逆变器和整流 充电器房间要求 房间温度 UPS系统设计运行环境温度在0 40 0 95 相对温度 海拔2000公尺高度以下 也能设计出在超常温 或高海拔下能正常工作的设备 满足各地区客户的需求 清洁 机房应整洁 无灰尘及杂物 无可燃性物质 因灰尘多了将减小电子元器件的冷却效率 也可能会导致短路的发生 相对湿度及冷凝 房间的最低温度应控制在高于凝点以上 以防止湿气冷凝在电气设备上 这是很重要的 29 第二节环境要求 2 7装卸 卸运设施 移运机器 运输线路检查 30 第二节环境要求 2 8消防及安全措施 UPS应远离存放或生产可燃物或易爆物的区域 在紧急情况下有专人指导关机疏导 电气设备对于维护人员有一定危险性 只有经验丰富的专业人员才允许对设备进行维护 31 第二节环境要求 2 9安全 UPS机房的安全或定位 同计算机房及其它限制进入的地方的安全同样重要 因此 可限制进入UPS机房或通过加装报警系统进行监控 由于疏忽 不小心或蓄意破坏等 存在潜在损坏因素 另外 没有经验的操作人员 或不规范的操作 将可能引起重要负载的掉电 32 第二节环境要求 2 10库存备件 UMART优玛电气建议客户购买和保持手边有电气防备的替换备件 参看本手册中第 节 这些备件应保存在整洁 干燥的地方 环境温度同逆变器和整流 充电器允许的0 至40 相同 33 第二节环境要求 2 11振动 标准UPS设备能承受轻微和间歇性的大楼振动 但是设备并不能抵抗地震 各种不同的安装场所承受着不同的振动状态 不可能预先设计一个振动容许量来满足各种情况 若很关心这一点 可与UMART优玛电气工厂的工程师进行讨论 UMART优玛电气在设计和专职抗震设备方面有丰富经验 34 第二节环境要求 2 12核能级IE资格设备 提供核能级IE设备的相关项目 所有这种设备是为特殊条件下的相应需要由客户订做的 35 第三节UPS设计原理图 UPS系统原理图 36 第三节UPS设计原理图 双机冗余串联备份单线图 37 第三节UPS设计原理图 双机冗余并联备份单线图 38 第三节UPS设计原理图 双机冗余并联扩容单线图 39 第三节UPS设计原理图 三机并联扩容UPS单线图 公用电池组 40 第三节UPS设计原理图 能量反馈型负载测试原理图 41 第四节电池选择 铅钨型 开放电池铅锑型 开放电池镍铬型 开放电池或密封电池密封 免维护 电池 铅钙型 两大类型 开放型密封型UPS电池类型 42 第四节电池选择 电池一般分为两大种类 开放型和密封型开放型电池 由于放电时会放出气体 包括氢气 因而要有通风设备 通常这种电池也需要日常维护 如定期加水 检查电解液比重和电压 通常这种电池寿命也比密封型电池要长 密封电池即基本密封的 仅在内部高压时为安全预防才放出少量气体 这就不会导致过放电 正常情况下产生的氢气和氧气在电池内复合成水 无需加水也不可能加水 43 第四节电池选择 UPS电池包括 铅钨型 开放电池 UPS所用开放电池中这种电池价格最低 可靠性很高 这种电池可使用20年 在浮充条件下可用25年铅锑型 开放电池 这种电池在容量和体积上与铅钨电池相同 通常可用15 20年 期望寿命15 22年 这种电池循环使用比满浮充使用更合适 氢气产生比铅钨电池多一些 要求维护要频繁些 包括每月均衡 每周加水及其它必须的检查 镍铬型 开放电池 镍铬电池是所讨论开放型电池中最贵的一种 成本大约是铅钨型电池的2 3倍 虽然它需要92个镍铬单体才等于60个铅钨单体 但在相同容量下它仍有体积较小和重量较轻的优点 它高低温下也有很好的性能 并且在高温下仍有很长的寿命 通常情况下使用寿命约25年或更长 44 第四节电池选择 注意 密封电池不需维护仅指不需检查电解液或加水 电池端子连接还是需要检查和定期加固 以保持连接完好是很重要的 期望寿命和制造商的保用时间从1年至20年不同 相应的价格也不同 平均以10年寿命的密封电池的价格约等于20年寿命的铅钨电池 密封 免维护 电池 铅钙型密封电池在通常情况下并不放出气体 因为是密封的 也不需要日常加水等维护 由不放出气体很适合于办公室或计算机房等场所 这些场所很难有特殊的通风设备 这两项优点在考虑估算电池需要时节约成本 密封电池易于安装在机箱内 也易于与UPS一起紧凑地安装在办公室或机房里 可通过使用单体 悬浮式电解液 阴极吸收式电解液或补偿性电解液的名称来区分密封电池 45 第五节电池房的环境要求 4 1电池房温度4 2地点要求所需楼层面积通风 电池房温度地点要求4 3电气要求4 4电池的安全预防 46 第五节电池房的环境要求 4 1电池房温度 因电池工作原理是电化学反应 所以在性能和寿命上温度起重要作用 一般是以25 的标准温度用来测定电池 因此 推荐电池房温度尽可能保持在这一温度 22 27 将可接受 注意 电池不宜放在有阳光直接照射的地方所有电池房里的电池的温差不应大于5 否则会大大地降低电池的寿命开放型电池应该不断增加定期维护的次数 特别是加水 密封电池在高温时的额定容量比低温时小 若电池房里的平均日常温度超过33 建议你考虑用适于高温的开放型电池 47 第五节电池房的环境要求 4 2地点要求 选用时基于所能占用的楼层面积 两只一层的组合架很便于维护 但五只一层的组合架会节约一些楼层面积 对于密封电池 使用电池柜将会很有效地利用楼层空间 所需楼层面积 要确保楼层负重是否能承受得起 楼层大约能承受电池组及机架600磅 平方英尺 要了解所放置位置的负重要求 这个要求将决定在该位置选用何种电池组合架 通风 房间面积及电池组的面积将决定通风量的要求 通常的规律是 每小时达到1至4次的换气通风量 48 第五节电池房的环境要求 4 3电气要求 放电时的终止电压是允许的最低电压 普通来讲 铅酸电池 工作时间超过60分钟的 推荐的终止电压不能在1 75V 每单体电压以下长时间放电 工作时间在60分钟或以下的 推荐的终止电压不少于1 67V 每单体电压 UPS的直流电压窗将需要是兼容的 也是首先要咨询的 必须这样来防止电池损坏的可能性 为达到这一目的 UPS应有直流电压过低时电池与UPS断开的装置 这是所有UPS系统的一项标准装置 若没有这一装置可以要求 49 第五节电池房的环境要求 4 4电池的安全预防 电池的使用及维护有一定危险性 且不正确的处理方