自二十世紀(jì)六十年代研究生產(chǎn)不間斷電源以來,不間斷電源一直在被改進(jìn),但是其基本原理沒有重大變化。
現(xiàn)代的不間斷電源由電池組、逆變器和控制電路組成,一端連接電網(wǎng)另一端連接電器負(fù)載。在電網(wǎng)電壓正常的情況下,不間斷電源利用電網(wǎng)電源為自身充電,在電網(wǎng)出現(xiàn)異常的時(shí)候,不間斷電源將存儲(chǔ)于電池中的電能釋放,供負(fù)載使用。它按工作方式通常分為在線式和后備式(亦稱為離線式)兩種;按輸出波形可分為正弦型、近似正弦型(用階梯方波來擬合正弦波)等。
UPS按工作原理分成后備式、在線式與在線互動(dòng)式三大類。
其中,我們最常用的是后備式UPS,它具備了自動(dòng)穩(wěn)壓、斷電保護(hù)等UPS最基礎(chǔ)也最重要的功能,雖然一般有10ms左右的轉(zhuǎn)換時(shí)間,但由于結(jié)構(gòu)簡單而具有價(jià)格便宜,可靠性高等優(yōu)點(diǎn),因此廣泛應(yīng)用于微機(jī)、外設(shè)、POS機(jī)等領(lǐng)域。
后備式UPS電源又分為后備式正弦波輸出UPS電源和后備式方波輸出UPS電源。
后備式正弦波輸出UPS電源:單機(jī)輸出可做到0.25KW~2KW,當(dāng)市電在170V~264V間變化時(shí),向用戶提供經(jīng)調(diào)壓器處理的市電;當(dāng)市電超出170V~264V范圍時(shí),才由UPS提供高質(zhì)量的正弦波電源。
后備式方波輸出UPS電源:與后備式正弦波輸出UPS電源不同的只是為用戶提供50Hz方波電源。
在線式UPS結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,但性能完善,能解決所有電源問題,如四通PS系列,其顯著特點(diǎn)是能夠持續(xù)零中斷地輸出純凈正弦波交流電,能夠解決尖峰、浪涌、頻率漂移等全部的電源問題;由于需要較大的投資,通常應(yīng)用在關(guān)鍵設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)中心等對(duì)電力要求苛刻的環(huán)境中。
在線互動(dòng)式UPS,同后備式相比較,在線互動(dòng)式具有濾波功能,抗市電干擾能力很強(qiáng),轉(zhuǎn)換時(shí)間小于4ms,逆變輸出為模擬正弦波,所以能配備服務(wù)器、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,或者用在電力環(huán)境較惡劣的地區(qū)。
不間斷電源現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于:礦山、航天、工業(yè)、通訊、國防、醫(yī)院、計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)終端、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、UPS不間斷電源、應(yīng)急照明系統(tǒng)、鐵路、航運(yùn)、交通、電廠、變電站、核電站、消防安全報(bào)警系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、程控交換機(jī)、移動(dòng)通訊、太陽能儲(chǔ)存能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、控制設(shè)備及其緊急保護(hù)系統(tǒng)、個(gè)人計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。
電網(wǎng)存在至少九種問題:斷電、雷擊尖峰、浪涌、頻率震蕩、電壓突變、電壓波動(dòng)、頻率漂移、電壓跌落、脈沖干擾,因此從改善電源質(zhì)量的角度來說給電腦配備一臺(tái)UPS是十分必要的。
另外,精密的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和通信設(shè)備是不允許電力有間斷的,以服務(wù)器為核心的網(wǎng)絡(luò)中心要配備UPS是不言而喻的,即使是一臺(tái)普通電腦,其使用三個(gè)月以后的數(shù)據(jù)文件等軟件價(jià)值就已經(jīng)超過了硬件價(jià)值,因此為防止數(shù)據(jù)丟失而配備UPS也是十分必須的。
根據(jù)設(shè)備的情況、用電環(huán)境以及想達(dá)到的電源保護(hù)目的,可以選擇適合的UPS;例如對(duì)內(nèi)置開關(guān)電源的小功率設(shè)備一般可選用后備式UPS,在用電環(huán)境較惡劣的地方應(yīng)選用在線互動(dòng)式或在線式UPS,而對(duì)不允許有間斷時(shí)間或時(shí)刻要求正弦波交流電的設(shè)備,就只能選用在線式UPS。
ups電源
首先要確定您的設(shè)備是多大功率的,一般來講普通PC機(jī)或工控機(jī)的功率在200W左右,蘋果機(jī)在300W左右,服務(wù)器在300W與600W之間,其他設(shè)備的功率數(shù)值可以參考該設(shè)備的說明書。
其次應(yīng)了解UPS的額定功率有兩種表示方法:視在功率(單位VA)與實(shí)際輸出功率(單位W),由于無功功率的存在所以造成了這種差別,兩者的換算關(guān)系為:視在功率*功率因數(shù)=實(shí)際輸出功率
后備式、在線互動(dòng)式的功率因數(shù)在0.5與0.7之間,在線式的功率因數(shù)一般是0.8。
給設(shè)備配UPS時(shí)應(yīng)以UPS的實(shí)際輸出功率為匹配的依據(jù),有些經(jīng)銷商有意或無意會(huì)混淆(VA)與(W)的區(qū)別,這點(diǎn)要提請(qǐng)用戶注意。
根據(jù)使用環(huán)境選擇可以分為工業(yè)級(jí)UPS和商業(yè)級(jí)UPS,工業(yè)級(jí)UPS適應(yīng)于環(huán)境比較惡劣的的地方,商業(yè)級(jí)UPS對(duì)環(huán)境的要求比較高。
UPS通常分為工頻機(jī)和高頻機(jī)兩種。工頻機(jī)由可控硅SCR整流器,IGBT逆變器,旁路和工頻升壓隔離變壓器組成。因其整流器和變壓器工作頻率均為工頻50Hz,顧名思義叫工頻UPS。
高頻機(jī)通常由IGBT高頻整流器,電池變換器,逆變器和旁路組成,IGBT可以通過控制加在其門極的驅(qū)動(dòng)來控制IGBT的開通與關(guān)斷,IGBT整流器開關(guān)頻率通常在幾K到幾十KHz,甚至高達(dá)上百KHz,相對(duì)于50Hz工頻, 稱之為高頻UPS。
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和高頻功率器件不斷問世。中小功率段的UPS產(chǎn)品正逐步高頻化,高頻UPS有功率密度大、體積小、重量輕的特點(diǎn)。但在高頻UPS功率段向中大功率過渡推進(jìn)的過程中。高頻拓?fù)銾PS在使用過程中暴露出一些固有缺點(diǎn),并影響到UPS的安全使用和運(yùn)行。
一、穩(wěn)定性
因?yàn)?/span>UPS是起保障作用的,因此它自身的穩(wěn)定性更為重中之重。所以,當(dāng)用戶選購UPS產(chǎn)品的時(shí)候,不管是中小型企業(yè)用戶還是其他,首先必須考慮UPS產(chǎn)品的質(zhì)量,產(chǎn)品的質(zhì)量是用戶選用產(chǎn)品的第一要?jiǎng)t,通過質(zhì)量可以決定你會(huì)選擇什么品牌的產(chǎn)品,因?yàn)槲覀冋f品牌之所以稱為品牌,是因?yàn)樗缓芏嗳蓑?yàn)證過、認(rèn)可了,這是第一。
二、后備時(shí)間
后備時(shí)間是很多用戶在購買UPS產(chǎn)品的時(shí)候會(huì)關(guān)注比較多的一個(gè)指標(biāo)。從學(xué)術(shù)角度講,UPS就是停電后繼續(xù)為用戶供電,首先這是一個(gè)物理學(xué),停電供電只是它的功能之一,功能之二則是保證用戶能夠有一個(gè)干凈的電源,保護(hù)用戶的設(shè)備。
三、確定UPS的類型
根據(jù)負(fù)載對(duì)輸出穩(wěn)定度、切換時(shí)間、輸出波形要求來確定是選擇在線式、在線互動(dòng)式、后備式以及正弦波、方波等類型的UPS。
在線式UPS的輸出穩(wěn)定度、瞬間響應(yīng)能力比另外兩種強(qiáng),對(duì)非線性負(fù)載的適應(yīng)能力也較強(qiáng)。對(duì)一些較精密的設(shè)備、較重要的設(shè)備要采用在線式UPS。在一些市電波動(dòng)范圍比較大的地區(qū),避免使用互動(dòng)式和后備式。如果要使用發(fā)電機(jī)配短延時(shí)UPS,推薦用在線式UPS。
四、服務(wù)能力
每個(gè)用戶的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)、電力環(huán)境都不相同,電源保護(hù)要求也隨之變化。用戶在使用UPS時(shí)可能遇到種種問題也不盡相同,用戶希望自己購置的是完全適合實(shí)際需求的產(chǎn)品和服務(wù),而且關(guān)心設(shè)備投資的周期、長期回報(bào)率及投資風(fēng)險(xiǎn)。而現(xiàn)實(shí)是,絕大多數(shù)用戶缺乏這方面的專業(yè)人員,所以,優(yōu)質(zhì)的服務(wù)體系和主動(dòng)的服務(wù)態(tài)度也成為用戶選購UPS時(shí)必須考慮的一個(gè)重要因素。
五、附件功能
為了提高系統(tǒng)的可靠性,建議采用UPS熱備份系統(tǒng),可以系統(tǒng)串聯(lián)熱備份或并聯(lián)熱備份。小容量的UPS(1 ~2KVA)還可以選用冗余開關(guān)??梢赃x用遠(yuǎn)程監(jiān)控面板,實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)端監(jiān)視和控制UPS工作??梢赃x用監(jiān)控軟件,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和UPS之間的智能化管理。可以選用網(wǎng)絡(luò)適配器,實(shí)現(xiàn)UPS的網(wǎng)絡(luò)化管理(基于SNMP)。在某些多雨多雷地區(qū),可以配用防雷器。還要考慮是否能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)的使用和對(duì)外設(shè)進(jìn)行保護(hù)。因?yàn)橥庠O(shè)越來越來齊全(如打印機(jī)、掃描儀),這部分設(shè)備也同樣需要保護(hù)。是否具備電纜線浪涌保護(hù)和數(shù)據(jù)浪涌保護(hù)?在無人值班時(shí)能否進(jìn)行自動(dòng)的系統(tǒng)關(guān)機(jī)?另外,因?yàn)橛脩羯逃玫淖烂娴?/span>UPS多放在自己的身邊,所以在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)風(fēng)格、制造工藝方面也是需要考慮的。
UPS的"集中式"與"分散式"配備方式有什么區(qū)別
如果需要配UPS的設(shè)備較多,您可以采用"集中式"或"分散式"兩種配備方式;所謂"集中式",就是用一臺(tái)較大功率的UPS負(fù)載所有設(shè)備,如果設(shè)備之間距離較遠(yuǎn),還需要單獨(dú)鋪設(shè)電線,大型數(shù)據(jù)中心、控制中心常采用這種方式,雖然便于管理,但成本較高。
"分散式"配備方式是現(xiàn) 在比較流行的一種配備方式,就是根據(jù)設(shè)備的需要分別配備適合的UPS,譬如對(duì)一個(gè)局域網(wǎng)的電源保護(hù),可以采取給服務(wù)器配備在線式UPS,各個(gè)節(jié)點(diǎn)分別配備后備式UPS的方案,這樣配備的成本較低并且可靠性高。
這兩種供電方式的優(yōu)缺點(diǎn)如下:
(1)集中供電方式 便于管理 布線要求高 可靠性低 成本高
(2)分散供電方式 不便管理 布線要求低 可靠性高 成本低