《電子技術(shù)應(yīng)用》
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如何選購ups電源

2016-09-01
關(guān)鍵詞: ADI FPGA DSP

對采購者來說,,絕大部分單位和部門是首次配置UPS,對技術(shù)和使用維護方面還顯得生疏,,這里就如何評價一臺UPS的優(yōu)劣,,以及根據(jù)使用要求合理配置適當?shù)钠放频确矫嬲剮c看法。

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考量重點
  (一)電氣性能
  1.不要過份追求對UPS常規(guī)電性能指標的要求,。
   諸如轉(zhuǎn)換時間,、電壓和頻率穩(wěn)定精度、波形失真度等,,對負載而言對這些指標的要求并不苛刻,,事實上當前上市的各品牌的UPS在這些指標上都可以滿足負載的要求,不應(yīng)該成為評定優(yōu)劣的關(guān)鍵標準,,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的一項指標,使用者要考查UPS(包括在線式)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,,一般都是雙逆變在線式結(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25-30%,,也就是說,如果UPS由電網(wǎng)引入的有功功率為80千瓦,,同時也就有60千無功功率,,在電網(wǎng)與UPS之間流動,這對電網(wǎng)的影響是相當嚴重的,,如果由柴油發(fā)電機帶動這樣的UPS,,就需要發(fā)電機的功率容量是UPS功率容量的2.5-3倍。
  3.應(yīng)該重視對UPS輸出能力和可靠性的考察,。
   UPS的平均無故障間隔時間MTBF僅僅是一個估算可靠性的參數(shù),,影響此數(shù)值的因素很多,是一個無法檢測的參數(shù),,而UPS輸出能力的各項性能指標,,都是可以量化的可靠性指標,在同等運行條件下,,效率高,、輸出電流峰值系數(shù)和浪涌系數(shù)大、過載能力強的UPS,,其可靠性必然高,,這是毋容置疑的道理。事實上,,同真實的電網(wǎng)能力比較,,以上這些指標實際上是UPS對負載的限制,限制就意味著UPS本身能力的不足,。具體的說,,效率低意味著UPS本身損耗大,,發(fā)熱量大,,這會加快主要功率半導體器件的老化,,降低使用壽命。輸出電流浪涌系數(shù)低迫使UPS在負載啟動的瞬間轉(zhuǎn)旁供電,,待啟動過程完成后,,再轉(zhuǎn)回逆變器供電,這個過程是存在轉(zhuǎn)換時間的,,同時增加了故障的幾率,。輸出電流峰值系數(shù)只有3:1是不夠的,為了滿足特殊負載的要求,,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),這就意味著當負載為純阻或者感性時,,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
   可靠性對于UPS來說,其最重要的使用特性無疑是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)換時間,,頻率穩(wěn)定等參數(shù)全部都能滿足所帶計算機設(shè)備的需求,。用戶更需要比較的是產(chǎn)品本身質(zhì)量和設(shè)計方面的因素所帶來的可靠性差別。
   可用性使用UPS的根本目標是為了保證用戶的設(shè)備或負載達到最高的可用性,,即確保系統(tǒng)的不間斷運行,。同樣,UPS設(shè)備本身的可用性也成為用戶選擇UPS設(shè)備的最重要的衡量指標,。從UPS的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來看,,傳統(tǒng)的UPS在工作時,一方面通過外部電源向內(nèi)部電池或電池組充電的同時,,也要通過電池或電池組向計算機或其它設(shè)備進行供電,。所有的電池或電池組對于UPS系統(tǒng)來說是一個整體,在功能和使用上沒有區(qū)別,,當其中的某一塊電池發(fā)生故障后,,UPS管理系統(tǒng)不能對它進行及時的關(guān)閉和替換,只能報告發(fā)生了系統(tǒng)故障,,然后由管理人員手工進行更換,,如果未能進行及時的更換和修復,就會發(fā)生電力供應(yīng)的中斷,。在更換電池或電池組的時候,,需停止UPS的工作,此時由UPS所支持的計算機系統(tǒng)的工作便也需要暫停。所以,,如何實現(xiàn)UPS的真正不間斷工作一直是困擾業(yè)界的一個難題,。在傳統(tǒng)的6-20KVA即中型UPS產(chǎn)品中,一直存在著單臺UPS容易出現(xiàn)單點故障,、容錯能力低于網(wǎng)絡(luò)部件的問題,,唯一的保障措施是多購買一臺UPS以作備用。這樣存在著兩個問題:價格昂貴,,這是顯而易見的,,因為為同樣的負載提供電源保護,你需要化雙倍的錢,;另一個問題在你的系統(tǒng)有變化或擴展時便會遇到,,那就是無法擴展。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)是解決上述問題的最有效的辦法,。
  (三)全面保護
   由于企業(yè)級用戶對網(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方案,,而不是簡單地做一個"后備電源",。這個保護方案應(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,,如消除電網(wǎng)雜訊,、抑制電網(wǎng)波動、防雷擊等,,并最大限度地與信息系統(tǒng)的其他部件實現(xiàn)技術(shù)或物理模塊上的整合,,形成一個智能的、層層遞進式的立體保護網(wǎng),。
   對應(yīng)組成網(wǎng)絡(luò)的四個主要組成部分,,網(wǎng)絡(luò)電源保護也分為對關(guān)鍵業(yè)務(wù)服務(wù)器的電源保護、對工作站和PC的電源保護,、對網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備的電源保護和對數(shù)據(jù)傳輸線路的電源保護四部分,。該策略主要有以下幾個內(nèi)涵:
  1.對于單純的硬件而言,電源保護不是最重要的,,真正重要的是對網(wǎng)絡(luò)可用性的保護,。
  2.網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更加復雜,數(shù)據(jù)要求更加嚴格,,對關(guān)鍵設(shè)備的保護更加重要,。
  3.在設(shè)計電源保護方案時應(yīng)該綜合考慮對關(guān)鍵服務(wù)器、工作站和PC,、網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備,、數(shù)據(jù)傳輸線路等方面的保護,,優(yōu)化對整個網(wǎng)絡(luò)的電源保護。
  4.在設(shè)計電源保護方案時,,應(yīng)關(guān)注電源保護系統(tǒng)的管理,。能將有關(guān)信息通過網(wǎng)絡(luò)傳遞給操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)管理員,便于進行遠程管理,,節(jié)省時間和資金,。

從技術(shù)角度選購ups電源

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

希望通過以下的簡要說明,在您的選購過程中,,對您能有所幫助,!

如何確定您需要何種類型的UPS電源?通常,,個人辦公及家庭用戶可以考慮 后備式機型,,如山特后備式UPS電源價格低廉,外形輕巧,,是個人電腦的理想伙伴,。有著很高的性價比;對于中小型系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò) 用戶,、服務(wù)器或精密儀器等,,則多用在線式或在線互動式UPS電源,能較好地抵抗來自電網(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,實現(xiàn)遠程控制和智能化管理,。對于大型的重要設(shè)備和系統(tǒng),,大功率的山特在線式UPS提供穩(wěn)定的電源保護必不可少。

具體如何確定所需的功率(VA)大???則需列出所有需要保護的設(shè)備,別忘了顯示器,、終端,、外掛硬盤。 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,,見瓦數(shù)乘以1.4即可得大致的VA值。對于整體設(shè)備的功率則以其額定數(shù)為基準,。把所有設(shè)備的VA 值匯總,,將匯總值加上百分之三十的擴充容量,以備系統(tǒng)升級時用,。

如何配置UPS電源的后備延時時間,?由于系統(tǒng)和設(shè)備的不同,選取的UPS電源型號和配置也不同,。根據(jù)延長的時間,,UPS分兩種:標準機和長效機。標準機UPS電源 本身機內(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,;而長效型UPS電源配有外置電池組,可以滿足用戶長時間停電時繼續(xù)供電的需要,,后備時間可以設(shè)計為數(shù)時分鐘 到十幾個小時或更長。一般長效型UPS電源備用時間主要受電池成本,、安裝空間大小以及電池回充時間等因素的限制,。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)電機配合供電的方式,。當停電時,UPS先由電池供電一段時間,如停電時間較長,可以啟動備用發(fā)電機對UPS電源繼續(xù)供電,,當市電恢復時再切換到市電供電。

電池供電時間主要受負載大小,、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)延時能力,,確定所需電池的容量大小,用安時AH值的來表示,,以給定電流安培 數(shù)時放電的時間小時數(shù)來計算,。

一般UPS電源配置用以下公式計算:

UPS電源功率(VA)×延時時間(小時數(shù))÷UPS電源啟動直流=所需蓄電池安時數(shù)(AH)
以山特C3KS延時4小時為例我們來計算下: 注:山特C3KS的啟動直流為:96V
3000伏安×4小時÷96V=125AH

結(jié)果是需要125AH的電池才能滿足4小時的供電,但是普通蓄電池一般沒有容量為125AH的8只一組(因為C3KS的啟動直流是96V,,一般蓄電池大都為12V直流,  96V(UPS啟動直流電壓)÷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電池來對其進行配置:

其延時時間為:100AH(蓄電池容量)×96V(UPS啟動直流)÷ 3000V(UPS電源功率)=3.2小時 ,;

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

山特UPS電壓在出廠時的標準啟動直流電壓:

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最大支持負載功率為:1000V×0.7=700W,所以山特C1K的最大支持負載為700W,以此類推!!  (注:為了能夠更好的使用UPS電源, 我們建議UPS最好不要無負載/滿載或超載使用,UPS電源最好的負載功率是其標準負載的70%-80%左右,如C1K最好帶的負載為500-600(w)的負載!這樣能夠更好的發(fā)揮UPS電源本身的優(yōu)勢特點及延長UPS電源使用壽命!)

從需求選購UPS電源

UPS電源的選購應(yīng)首先考慮實際的使用需要,,應(yīng)從所需的功率容量、負載性質(zhì)(是容性負載還是感性負載),、供電方式(是集中供電還是分布式供電)等多方面進行分析,,再決定選擇哪類產(chǎn)品,最后從技術(shù)指標,、品牌,、價格和售后服務(wù)來進行綜合權(quán)衡,。下面以幾類比較常見的需要配備UPS電源的計算機用戶來加以說明,其他一些特殊的用戶也完全可以參照以上的原則來做出自己的決定,。

1.一般個人用戶

一般個人用戶使用UPS電源的主要目的是防止市電中的干擾(浪涌,、尖峰、過壓或欠壓等)對計算機等貴重設(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,一臺計算機,,一臺打印機,,或許還有一臺掃描儀,并且這些設(shè)備同時開著的機會并不多,,那么選擇一臺500VA的后備式UPS電源就完全能滿足要求,,延時時間也用不著太長,,15分鐘就足夠了,,在這段時間里,你完全可以從容地做好存盤工作,,甚至還可以再工作一段時間,。500VA的后備式UPS電源體積也不大,價格便宜,,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,那么可以考慮購買一臺普通的1000VA的在線式UPS電源,。帶網(wǎng)絡(luò)功能的UPS電源在你家里確實一點派不上用場,。至于品牌,應(yīng)選擇售后服務(wù)好,,安裝方便,,操作簡單的產(chǎn)品,切忌追求過多的花哨功能,,那只能讓你感到無所適從,。

2.小型辦公用戶

我們遇到更多的辦公環(huán)境是這樣的,幾臺計算機和少量的外部設(shè)備如打印機集中在一起使用,,這些計算機或連網(wǎng)或單獨使用,,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,,維護費用低,可以根據(jù)設(shè)備的多少選擇一臺3000VA或5000VA的在線式UPS,,在線互動式也不錯,,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單,,使用維護要方便,要有必要的監(jiān)控能力,。

3.網(wǎng)絡(luò)用戶

大型網(wǎng)絡(luò)用戶可能需要給多臺網(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,同時需要安裝多臺UPS電源,,并且希望能夠像信息網(wǎng)絡(luò)管理那樣來對網(wǎng)絡(luò)中的多臺UPS電源實行集中監(jiān)控和管理,,并且對不間斷供電的要求也比較嚴格。這類用戶應(yīng)考慮選擇大容量在線式UPS電源,,最好是針對網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的高可靠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)計的優(yōu)劣關(guān)系到整個電源的壽命,對UPS來說是至關(guān)重要的一個因數(shù),,但往往卻被大多數(shù)用戶所忽視,。山特公司承諾中說使用了更好的蓄電池來保證UPS有更長的使用壽命,而APC的UPS電源提供了對電池更全面的檢測能力,。



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