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UPS不间断电源技术汇总
发布时间:2020-07-05

  

  拥有不间断电源设备(UPS)可以让您在市电发生异常情况时适当地保护您的电脑免于遭受突然断电的危险,但并不表示您从此可以高枕无忧了。UPS的备用时间是有限的,当UPS的电池电源耗尽时,电脑系统仍有可能被不正常关机。如何合理地运用UPS的供电时间,使所有的计算机设备能被安全正常地关闭,发挥UPS的完善保护功能是每个信息系统管理员应该考虑的问题。

      一般来说,UPS提供两种不同的通讯界面,一种是所谓的Relay界面,仅提供简单的干接点信号(象AC Fail, Batt. Low等),因此在搭配的监控软件上可提供的功能也有限。一般来讲,这类软件大多只能处理市电异常或UPS电池低电位时通知计算机系统,并在紧急情况下安全关闭用户系统的功能。另一种通讯界面即所谓的标准RS232界面,它以提供更多的电源信息如UPS的输入、输出电压,电池工作参数,频率,负载等使管理者能掌握更多的电源信息。配合适当的电源监控软件,如WinPower, WebPower卡等,可实现即时显示UPS工作信息,记录电源事件和电力数据,定时开关UPS等丰富的智能化UPS管理功能。

      由于网络应用的普及,使得UPS在通讯方面的应用更趋多元化。山特UPS为适应市场需求,推出了被称为智能型UPS插卡的监控产品WebPower。通过智能插卡,UPS可直接成为用户计算机网络中的一个节点。配合多种操作系统平台下(如Microsoft Windows95/98/Me/NT/2000/XP, SCO UNIXWARE, SCO OpenServer, HP UNIX, Sun Solaris,IBM AIX以及LINUX等等)的应用软件,以及对TCP/IP,SNMP,HTTP等协议的支持,满足用户对UPS网络化的需求,更可适应用户对分散应用、集中管理的需求趋势,真正达到完善的电源管理模式

   

  如何考虑UPS的备用时间?

   UPS依备用时间可分为标准型及长效型。标准型UPS备用时间为5-15分钟,长效型为1-8小时。假如您的设备停电时,只需要存盘、退出即可,那选用标准型UPS;假如您的设备停电时,仍须长时间运转,那须选用长效型UPS。

   

  何谓在线式不断电系统?

  可参阅在线式不断电系统方块图,当市电正常供电时,市电经滤波回路及突波吸收回路后,分为两个回路同时动作,其一是经由充电回路对电池组充电,另一个则是经整流回路,作为变流器的输入,再经过变流器的转换提供净化过的交流电力给负载使用;此时若市电发生异常,则变流器的输入则改由电池组来供应,变流器持续提供电力,达到完全不断电。由此可知,在线式不断电系统的输出完全由变流器来供应,不论市电电力品质如何,其输出均是稳定且纯净的正弦波电源。

   

  何谓离线式不断电系统 ?

  可参阅离线式不断电系统方块图,当市电正常供电时,直接供应给负载使用,在此同时有一回路经充电回路对电池组充电。此时若市电的电压不稳定或市电发生异常,则UPS 内部会切换到变流器,由变流器提供稳定的电力给负载使用,大部份此类产品的输出波形皆为方波或阶梯波,亦适用于计算机之电源。

   

  输出波形对负载有何影响?

  答: 一般负载分为三大类,及电阻性负载(如灯泡)、电容性负载(如交换式电源供应器)及电感性负载(如传动马达)。对正弦波而言,此三类负载均可使用。方波、阶梯波仅可用于电阻性及电容性负载,因感性负载的反电动势是阶梯波的致命伤,而电容性负载则需要较高的峰值电压来驱动,方波、阶梯波的产品恰好有高峰值的特性,但因阶梯波有谐波成份,对某些仪器而言会因为谐波干扰而产生读值错误或误动作.

   

  转换时间对计算机有何影响?

  答: 离线式不断电系统(OFF-LINE UPS)在作电力系统转换时,会有转换时间,而转换时间到底多长?对计算机有什么影响?是客户经常提出的问题。转换时间的长短各厂家产品设计不同,一般均介于2至10毫秒,就计算机而言,当电力中断时,其本身的交换式电源供应器应可维持10毫秒左右,因此不断电系统的转换时间是一般个人计算机所能接受的。

   

  电池的使用寿命?

  答: 电池的寿命取决于环境温度与充放电次数,环境温度越高,电池寿命越短;充放电次数越多代表化学反应次数越多,电池越容易老化。一般电池寿命约三年左右,因此客户装机三年后可通过测试并考虑是否需更换电池,以确保UPS续电功能正常。

   

  电池如何保养?

  答:UPS电池一般为密闭式免维护电池,但建议使用者三至六个月做一次放电测试,并观察电池容量指示灯变化,以了解目前电池状态。其它电池保养检测方法如下:

  1.目视检测电池外表是否有变形或膨胀漏液现象。

  2.检视电池+、-极是否氧化?

  3.检测电池端子是否松动

  4.量测电池端充电电压。(每一节电池的正常值为13.7~13.8Vdc)

  5. UPS电池使用越久,定期保养应越密集,避免市电中断UPS无法延时供电。

  6.建议使用的环境温度在0℃~40℃之间,避免阳光直射且保持清洁通风。

  7.负责电池保养的人员建议在专业工程师的指导下执行电池保养或请专业工程师执行,
避免触电情形发生。

   

  如何依自己的环境来选购UPS ? 采行何种供电方式为宜?

  答:1.在电力品质不错的环境中(如住宅区与商业区),电力异常的现象并不常发生,计算机设备可以使用离线式不断电系统(OFF-LINE UPS),以降低购置成本。但是如果电力品质不佳的环境(如工业区、郊区、动力设备附近等),且软硬件设备资料不容许因电力品质问题而故障,则最好是选用在线式不断电系统(ON- LINE UPS),才可提供设备更完善的保护.

  2.UPS的供电方式可分为集中供电方式和分散供电方式两种。

  2-1.集中供电方式是指由1台UPS向整体线路中各个负载集中供电。

  2-2.分散供电方式是指多台UPS电源对多路负载分散供电。

  2-3.集中与分散供电方式的优缺点具体如下:

  集中供电方式   便于管理     布线要求高       可靠性较低        成本高

  分散供电方式   不便于管理   布线要求低       可靠性较高        成本低

  如何选购UPS?

  答: (1).先确认您需要何种UPS?目前UPS种类有三种:

  UPS种类

  后备式

  在线式

  线上互动式

  容量

  500VA-2KVA

  1KVA-100KVA以上

  1KVA-5KVA

  功能

  基本功能

  完全保护功能

  较完全保护功能

  转换时间

  <10ms

  0ms

  4ms

  输出波形

  方波(多数)

  正弦波

  正弦波

  适用负载

  PC终端设备

  服务器、小型机

  工作站、网络设备

  (2).确定您所需UPS之功率(VA)值

  您所保护之设备均会标示其功率(w)值或电流(A)值。

  如是功率(w)值÷0.7=VA值

  如市电流(A)值×220=VA值

  将所有设备VA值相加得到总VA值,将总VA值加上20%~30%预备容量即得到UPS VA值

  不断电系统的分类 ?

  答: 1.早期的不断电系统分为在线式(ON-LINE)及离线式(OFF-LINE)两大类,最近已有厂商推出在线交互式 (LINE INTERACTIVE),其特性介于在线式与离线式之间,但就其动作特性与供电方式而言,应归类于离线式。
2.依输入/输出相数及电压可分为单相输入单相输出,(应用于10KVA 以下,离线式、在线交互式、在线式等小容量),三相输入单相输出(应用于10KVA以上在线式),三相输入三相输出(应用20KVA以上在线式大容量)。

   

  为何要使用不断电系统? 长期的成本效益为何 ?

  答: (1) .我们就以计算机来说明这个问题,今天如果未使用不断电系统, 那么当市电发生异常,将造成计算机当机,甚至造成硬件故障,到时维修费将不可预期;硬件的故障可花钱消灾,但是存在硬盘中的资料呢?可是有钱也买不到,所以为您的设备添购不断电系统,就如同买保险一样,有备无患。
      
(2). 这里必须附带说明的是,不断电系统并不是只有当停电时才有动作的,前面所提到的市电异常,包含了市电电压过低、过高、突波、噪声等,均是足以影响设备正常运作的电源品质问题,而配备不断电系统能一次性解决电源问题。
     
(3). IBM美国总公司曾委托Allen-Segall作过各种电源设备效益及成本评估 (如下表),
证明UPS的长期成本是最低的。 






  电源设备

  效率(%)

  安装成本

  运行成本

  未解决电力问题成本

  总成本

  高隔离变压器

  18%

  13

  9

  364

  386

  线性电压调节器

  38%

  19

  117

  274

  410

  负载调节器

  37%

  20

  21

  277

  318

  磁共振

  43%

  24

  74

  250

  348

  电动机

  79%

  37

  88

  94

  219

  UPS

  100%

  73

  47

  0

  120

  

   

  电力问题的种类有那些?

  答: 电源问题除了市电中断(power failure)外,尚有电压突降(power sags),脉冲电压(high voltage spikes),暂态过电压(switching transients),电压浪涌(power surges),杂讯干扰(noise),频率变化 (frequency variation), 电压起伏及闪烁(brownout)等问题存在,这些就是造成计算机设备或精密仪器当机、内部组件损坏、缩短使用寿命以及资料流失等软硬件之损失。

   

   

   

  
UPS类型:(1)  后备式UPS   (2)  在线式UPS   (3)  在线互动式UPS
从结构上分为:交流UPS,直流UPS。

  我们接触最多是的后备式UPS和在线式UPS,在线式较复杂,我今天找的资料也是在线式为主。我们拿市场主要品牌山特这个来说。

  在线式的标机不可扩展电池,时间一般10-15分种,长效的标配不带电池,需另加电池和电池箱,电池标准电压为12V,需根据你们具体的续航时间来选电池大小。我们就拿山特C3KS UPS来举例:

  山特 C3KS    参数:3000VA    DC96V

  电池节数:96V(C3KS电压)/ 12V (每节电池电压)=8节(也就是必须配8节电池才能正常运行)

  电池电量有:4、7、17、24、38、65、100AH等多种规格

  如果要续航一个小时间的话,可以这样计算:

  3000VA/96V=31.25

  时间=电池电量/31.25

  这样续航一个小时就得配用38AH的电池。

  半个小小时就得配用17AH的电池。

  三个小时就得用100AH的电池。

  明白没!说实话我也不太明白,但知道这么算就行了!

  电池柜一般价格在200元

   

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