从机械的角度来看,UPS可分为旋转型和静止型两大类。旋转型现已较少使用,目前广泛应用的UPS属于静止型UPS(本章主要介绍静止型UPS)。
静止型UPS采用精密的电子元器件,同时利用电池的储能给设备供电。市电正常时将市电转化为化学能储存起来;当市电不正常时,由化学能转化为电能给设备供电。
静止型UPS可按多种性能特点进行分类,这些分类方式对于UPS选型应用有着较大的意义。
1.按配电方式分类
根据用户的不同配送系统,有3种UPS机型可供用户选择,这种划分与UPS的输出功率有关
1)单进/单出机型
选用此机型时,用户无须考虑UPS输出端的负载均衡分配问题,但必须考虑市电配电的三相均衡带载问题。
2)三进/单出机型
此种机型的交流旁路市电输入的相线和中线可配置为UPS额定输出电流的导线的截面面积,防止三相电压不平衡时中线电流过大。
3)三进/三出机型
输入要求与三进/单出机型相同,另外还要将UPS输出端的负载不平衡度控制在标准规定的范围之内。
注意:鉴于计算机和通信设备等非线性负载均是属于“整流滤波型”负载,从而造成流过供电系统中的中线电流急剧增大,为防止因中线过热或中线电位过高而造成不必要的麻烦,应将中线的截面积加粗为相线的1.5~2倍。
2.按工作方式分类
从技术上讲,静态式UPS分为3类:离线式(OFF LINE)、在线式(ON LINE)和在线互动式(LINE INTERACTIVE)。
1)离线式UPS
离线式UPS原理框图如图6-1所示,其性能如表6-1所示。
图6-1 离线式UPS原理框图
表6-1 离线式UPS性能表
2)在线式UPS
在线式UPS原理框图如图6-2所示,其性能如表6-2所列。
图6-2 在线式UPS原理框图
表6-2 在线式UPS性能表
3)在线互动式UPS
在线互动式UPS原理框图如图6-3所示,其性能如表6-3所列。
图6-3 在线互动式UPS原理图
表6-3 在线互动式UPS性能表
通信电源系统的工程技术人员可以根据负载对输出稳定度、切换时间、输出波形的要求确定是选择离线式、在线式还是在线互动式。在线式UPS的输出稳定度、瞬间响应能力比另外两种强,对非线性负载及感性负载的适应能力也较强。对于使用发电机带短延时UPS的系统,由于发电机的输出电压和频率波动较大,最好使用在线式。
3.按逆变工作延时时间分类
按逆变工作时满负荷条件下允许供电时间的长短,UPS可以分为标准机型和长延时机型。
标准机型电池在UPS的腔体内,长延时机型电池需要外加电池箱(柜);标准机型能在电力异常时提供7~15 min的后备时间,使得用电设备有足够的时间实施应急措施。在需要较长的后备时间的场合,可以选用具有长延时功能的UPS。延长不间断电源的供电时间有两种方法:(www.xing528.com)
(1)增加电池容量:可以根据所需供电的时间长短增加电池的数量,采用这种方法会造成电池充电时间的相对增加,同时也会增加相应的维护设备的数量、增大产品体积,造成UPS整体成本提高。
(2)选购容量较大的UPS:采用这种方法不仅可以降低维修成本,而且在需要扩充负载设备时,较大容量的UPS仍可正常工作。一般长延时机型延时时间有0.5 h、1 h、2 h、4 h、8 h等,可以根据设备需求进行选择。
4.按输出容量分类
按输出功率大小可分为中小容量UPS(10 kV·A及以下)和大容量UPS(10 kV·A以上)。中小容量UPS包括离线式、在线互动式和在线式;大容量UPS一般为在线式。
当设备需求容量大时,可以选用单机容量较大的UPS,也可以选择多台中小容量UPS并联实现。但推荐使用单台大容量UPS,因为采用单台容量较大的UPS集中供电方式,不仅有利于集中管理,有效利用电池能量,而且可以降低UPS的故障率。
5.UPS性能分类代码
我国国家标准GB7260已等效采用1FC62040-3国际标准,因此国产UPS产品应标示UPS性能分类代码。在进行UPS选型时,应注意选用已标识UPS性能分类代码的UPS。
UPS性能分类代码由3部分组成(如VFI-Ss-123)。最前面的3个字符规定在正常工作方式下的电源质量,表示UPS输出电压和频率与交流输入电源(市电)电压和频率的关系;中间的2个字符规定在正常工作方式(包括暂时的静态旁路工作)和储能方式下的输出电压波形,表示的是正弦波或非正弦波;最后3个字符规定在不同条件下UPS瞬态输出电压性能,表示是否符合标准规定的瞬态电压性能。
1)电源质量的分类选项(3个字符或2个字符)
在正常工作方式下,电源质量可以为:VFL、VPD、VI。
VFT:表示这种UPS的输出与市电电源的电压和频率无关。
VFD:表示这种UPS的输出取决于市电电源的电压和频率变化。
VI:表示这种UPS的输出(频率)取决于市电电源的频率变化,输出电压与市电电压无关。
2)输出电压波形的分类选项(2个字符)
第一个字符表示在正常和旁路方式下的输出电压波形,可以为S、X、Y。
第二个字符表示在储能方式下的输出电压波形,可以为S、X、Y。
S:表示在所有线性和基准非线性负载条件下,输出波形均为正弦波,其总谐波失真因数D小于0.08。
X:表示在线性负载条件下,输出波形均为正弦波(与S相同),在非线性负载条件下(如果超过规定的极限),其总谐波失真因数D大于0.08。
Y:输出波形是非正弦波。
3)瞬态电压性能的分类选项(3个字符)
第一个字符表示改变工作方式时的输出电压瞬态性能,可以分为1、2、3。
第二个字符表示在正常/储能方式下,带线性阶跃负载时的输出电压瞬态性能(最不利的情况),可以为1、2、3。
第三个字符表示正常/储能方式下,带基准非线性阶跃负载时的输出电压瞬态性能(最不利的情况),可以为1、2、3。
1:表示瞬态电压<1类输出动态性能数据(无中断或无零电压出现)。
2:表示瞬态电压<2类输出动态性能数据(输出电压为零持续1 ms)。
3:表示瞬态电压<3类输出动态性能数据(输出电压为零持续10 ms)。
4)完整的UPS分类代码
表6-4所示为典型的UPS完整的分类代码。
表6-4 UPS分类代码
实际的UPS产品的性能分类代码举例:
Powerware 9370:VFI-Ss-111;
Powerware PB4000 (BORRI 4000):VFI-SS-111;
Socomec DELPHYS MP:VFI-SS-111;
AEG/SAFT SVS Power System:VFI-SS-111。
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