前端ups電源設(shè)計(jì)及維護(hù)
近幾年,有線電視事業(yè)在我國(guó)得到了飛速發(fā)展,為觀眾提供豐富多彩的電視節(jié)目,豐富了我們的文化生活,特別是有線電視網(wǎng)新近開(kāi)發(fā)的多功能增值業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),更為我國(guó)信息化建設(shè)注入了新的活力,因此,要確保有線電視網(wǎng)的安全運(yùn)營(yíng)和優(yōu)質(zhì)播出是至關(guān)重要的。有線電視前端是該系統(tǒng)的心臟,為了保證系統(tǒng)心臟工作穩(wěn)定,前端必需使用UPS不間斷電源。UPS電源可以解決電源斷電、電壓下陷、電源浪涌、減幅振蕩、電源干擾、電源突波、電源波動(dòng)、交換瞬變及諧波失真等由市電電源質(zhì)量差對(duì)前端設(shè)備造成的危害。本文就如何設(shè)計(jì)和維護(hù)UPS電源談一下自己的經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/176870.htm一、如何設(shè)計(jì)UPS電源系統(tǒng)
1、UPS不間端電源的工作原理
UPS(uninterrupted power supply)電源包括兩部分主機(jī)和蓄電池,按工作方式可分為后備式和在線式兩種。后備式UPS電源在市電正常供電時(shí),市電通過(guò)交流旁路通道直接向負(fù)載供電,此時(shí)主機(jī)上的逆變器不工作,只是在市電停電時(shí),才由蓄電池供電,經(jīng)逆變器驅(qū)動(dòng)負(fù)載。因此它對(duì)市電品質(zhì)基本沒(méi)有改變。
而在線式UPS電源卻有所不同,在市電正常時(shí),它首先將交流變成直流電,然后進(jìn)行脈寬調(diào)制、濾波,再將直流電重新變成交流電源向負(fù)載供電;一旦市電中斷,立即改為蓄電池 逆變器對(duì)負(fù)載供電;因此,在線式UPS電源輸出的是與市電網(wǎng)完全隔離的純凈的正弦波電源,大大改善了供電的品質(zhì),保護(hù)了負(fù)載安全、有效的工作。在線式UPS電源工作原理如圖:
2、UPS額定輸出容量的選擇
首先計(jì)算前端的負(fù)載功率,為確保UPS的系統(tǒng)高效率和盡可能地延長(zhǎng)UPS的使用壽命,一般負(fù)載功率應(yīng)滿(mǎn)足UPS額定功率的60-70%。例如我們前端,需要不間斷供電的設(shè)備有衛(wèi)星接收機(jī)、調(diào)制器、混合器、光發(fā)光收電腦及網(wǎng)絡(luò)交換等,統(tǒng)計(jì)總功率為4500VA,因此我們選擇4500÷75%≈6428VA,所以就選擇了6500W的在線式主機(jī)。
3、計(jì)算蓄電池的工作時(shí)間
蓄電池的基本參數(shù):電壓(2V、6V、12V等)、容量(65AH、100AH等)
在實(shí)踐過(guò)程中,我們總結(jié)出下面的公式,可以計(jì)算出蓄電池的工作時(shí)間:
蓄電池組容量×電壓/主機(jī)額定功率×0.75(功率因數(shù))= 滿(mǎn)載時(shí)蓄電池工作時(shí)間
例如我們的UPS系統(tǒng),主機(jī)額定工作功率6500W,3個(gè)電池柜共30塊鉛酸蓄電池,每塊電壓12V,容量100AH。
所以 電池組電壓=12V×10=120V
電池組容量=100AH×3=300AH
該系統(tǒng)滿(mǎn)載時(shí)蓄電池工作時(shí)間為:300AH×120V/6500W×0.75= 7.4小時(shí)
說(shuō)明該系統(tǒng)在斷電時(shí)蓄電池至少可以工作7.4小時(shí)。
以實(shí)際負(fù)載功率計(jì)算:
300AH×120V/4500W = 8小時(shí)
我們的前端UPS系統(tǒng)在斷電時(shí),最多堅(jiān)持8個(gè)小時(shí),此結(jié)果經(jīng)過(guò)我們多次放電實(shí)驗(yàn),證明是正確的.上述公式如果反推,根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,確定蓄電池所需要的工作時(shí)間,就可以決定所需的蓄電池容量和電壓。
4、配線選擇
合理選擇配線是很重要的,線徑太細(xì),電流太大,容易發(fā)熱而引起火災(zāi);線徑太粗,則造成浪費(fèi)。根據(jù)金屬導(dǎo)線的電氣特性,一般多股銅芯線容量為6A/mm ,鋁線容量為4A/mm ,確定主機(jī)功率后,可以參考下表選擇配線和空氣開(kāi)關(guān)。
表一 配線選擇
表二 空氣開(kāi)關(guān)選擇
5、選擇品牌
在購(gòu)買(mǎi)UPS電源時(shí),應(yīng)主要考慮下列因素:輸入電壓范圍、輸出電壓范圍、輸出頻率范圍、旁路逆變零切換以及抗突波、干擾、諧波失真的能力,另外,售后服務(wù)也很重要。大量實(shí)踐證明,如果UPS輸出端的零線對(duì)地線的干擾電位過(guò)高,會(huì)導(dǎo)致計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通訊的誤碼率增高,如果使用高頻機(jī)型,由于高頻輻射,它會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)造成影響,因此選型時(shí)應(yīng)考慮這些問(wèn)題。
二、UPS系統(tǒng)維護(hù)
1、主機(jī)的維護(hù)及注意事項(xiàng)
UPS主機(jī)一般是智能型的,它對(duì)環(huán)境溫度要求不高,但要求室內(nèi)清潔衛(wèi)生,否則灰塵遇潮濕會(huì)引起主機(jī)工作紊亂;主機(jī)中的參數(shù)在使用中不能隨意改變;在斷電時(shí),應(yīng)避免帶負(fù)載啟動(dòng)UPS電源,應(yīng)先關(guān)掉負(fù)載,等UPS啟動(dòng)后再開(kāi)啟負(fù)載,否則會(huì)有多負(fù)載的沖擊電流和供電電流造成UPS電源瞬間過(guò)載,嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞變換器;不能讓UPS電源經(jīng)常處于滿(mǎn)載或過(guò)載。
2、蓄電池的維護(hù)及注意事項(xiàng)
盡管使用的是免維護(hù)蓄電池,但從廣義來(lái)說(shuō)一定的維護(hù)還是必要的。首先它對(duì)環(huán)境溫度要求較高,工作環(huán)境一般要求在20℃-25℃之間,低于15℃時(shí),其放電容量下降,溫度每降低1℃,其容量下降1%,而溫度過(guò)高(大于30℃)其壽命就會(huì)縮短;其次,要防止電池短路或深度放電,深度放電會(huì)造成電池內(nèi)阻增大或充電電壓過(guò)低從而導(dǎo)致降低甚至失去充電能力,放電程度越深,循環(huán)壽命越短;第三,要避免大電流充放電,否則會(huì)造成電池極板膨脹變形,使得極板活性物質(zhì)脫落,內(nèi)阻增大,容量下降,壽命縮短;第四,由于組合電池電壓很高,存在電擊危險(xiǎn),因此裝卸導(dǎo)電聯(lián)接條、輸出線時(shí)應(yīng)有安全保障;第五,對(duì)于不經(jīng)常停電的地區(qū),建議用戶(hù)每隔一個(gè)月對(duì)UPS進(jìn)行一次人為的斷電,讓UPS電源在逆變狀態(tài)下工作一段時(shí)間,防止電解液沉淀,以便讓蓄電池維持良好的充放電特性,延長(zhǎng)使用壽命;第六,搬運(yùn)電池時(shí)不要觸動(dòng)極柱和安全排氣閥;第七,不能用二氧化碳滅火器,一旦發(fā)生火災(zāi),可用四氧化碳之類(lèi)的滅火器;第八,不能把不同容量、不同廠家、不同性能的電池聯(lián)在一起,否則會(huì)影響整組蓄電池的性能
評(píng)論