交流不停電電源的選擇和要求

交流不停電電源系統(tǒng)，習(xí)慣上簡稱為UPS，它主要是由整流器、逆變器、靜態(tài)切換開關(guān)、旁路系統(tǒng)、蓄電池組及控制顯示單元等組成，其基本接線如下：

UPS正常工作狀態(tài)是由交流工作電源經(jīng)整流、逆變后提供負(fù)荷交流220V恒頻、恒壓電源；當(dāng)交流交流工作電源消失或整流器故障時(shí)，由直流蓄電池組經(jīng)閉鎖二極管、逆變器向負(fù)荷供電，當(dāng)逆變器故障輸出電壓異常或過載時(shí)，則由靜態(tài)切換開關(guān)至旁路備用電源向負(fù)荷供電。

一、UPS容量計(jì)算

UPS的額定容量通常是指逆變器交流的視在功率（kVA），所以在選擇UPS額定容量時(shí)，在考慮一定功率因素的靜態(tài)負(fù)荷同時(shí)還要考慮動(dòng)態(tài)負(fù)荷以及溫度變化、蓄電池性能變化和設(shè)計(jì)冗余要求等因素影響。

1、計(jì)算公式：

Sn=KP∑/cosφ

其中Sn-------UPS計(jì)算容量（kVA）

P∑-------全部負(fù)載的計(jì)算功率（kW）

K-------可靠系數(shù)，一般取1.4

cosφ-------負(fù)載功率因素，一般取0.7

則 Sn=2P∑（kVA）

2、注意事項(xiàng)：

容量計(jì)算要求負(fù)荷統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確。實(shí)際工程往往負(fù)荷統(tǒng)計(jì)時(shí)就取了一定的余度，計(jì)算時(shí)再按1.4可靠系數(shù)計(jì)算，選擇的UPS的額定容量偏大，對用戶是一種浪費(fèi)。

二、電纜截面選擇

UPS裝置供電有交流和直流電源兩種 ，其供電電源的可靠性直接關(guān)系到UPS裝置供電的可靠性。

1、電纜截面計(jì)算公式：

電纜截面選擇主要應(yīng)滿足持續(xù)允許工作電流、允許電壓降的要求，其供電和饋線回路的電纜均要通過計(jì)算選擇。

(a)按持續(xù)允許工作電流選擇：IQKIz---------------------------------- (1)

(b)按電壓損失校驗(yàn)：

直流線路：S=200LρI/△U% U -----------------------------------------(2)

單相交流：S=200LρI/△U% U -----------------------------------------(3)

三相交流：S=173LρI/△U% U -----------------------------------------(4)

其中I-------全部負(fù)載的計(jì)算工作電流(A)

Iz-------電纜在標(biāo)準(zhǔn)敷設(shè)條件下的額定載流量（A）

K-------不同敷設(shè)條件下綜合校正系數(shù)

S-------按電壓降要求值計(jì)算的電纜截面（mm?）

L-------供電線路的長度（m）

ρ-------電纜材質(zhì)的電阻率

△U%-------設(shè)備允許的電壓降

U-------線路工作電壓，三相為線電壓，單相為相電壓，直流為蓄電池組端電壓 (V)

2、注意事項(xiàng)：

(a)一般情況下，供電電源距UPS裝置安裝位置的距離不遠(yuǎn)，電纜在標(biāo)準(zhǔn)敷設(shè)條件下的額定載流量Iz決定著供電電纜截面；但較大負(fù)荷和長距離的供饋線回路則往往是電壓降決定著所選電纜的截面，切不可按所謂的經(jīng)驗(yàn)估摸以免釀成事故。

(b)根據(jù) UPS裝置供電負(fù)荷的重要性，其供饋線電纜宜選用銅芯動(dòng)力阻燃電纜并應(yīng)滿足消防的各項(xiàng)要求。

三、可靠的供電

1、交流電源

UPS裝置配專用旁路時(shí)，有條件時(shí)主回路和旁路電源盡可能分別提供且從不同的交流母線段供電，保證供電電源的可靠。主、旁路電源按一運(yùn)一備考慮，不重復(fù)計(jì)及容量；當(dāng)受條件限制時(shí)主回路和旁路電源也可合并一路電源供電。

2、直流電源

UPS裝置直流供電常見有兩種方案，一是配置獨(dú)立的自用蓄電池組，另一種是引自控制保護(hù)的直流蓄電池組（發(fā)電廠、變電站等）。無論采用哪一種方案，要注意對蓄電池組平時(shí)的監(jiān)視和維護(hù)，確保需要時(shí)直流蓄電池組能發(fā)揮作用。

四、其他

1、UPS裝置宜選用單相輸出方式，無需考慮負(fù)荷平衡問題，能夠充分利用UPS的額定容量。

2、UPS裝置應(yīng)具有同步控制裝置使逆變器輸出與旁路電源同步，保證回路間實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)切換。

3、UPS裝置為發(fā)熱量較大的設(shè)備，一般發(fā)熱容量約占總?cè)萘康?%左右，電子設(shè)備對環(huán)境溫度比較敏感，設(shè)計(jì)時(shí)要充分注意散熱問題以保證UPS的性能和壽命。

五、結(jié)語

本文主要針對UPS選擇中存在的一些問題進(jìn)行了剖析，為UPS的正確選擇提供了方法，最終目的能為用戶提供良好性價(jià)比的產(chǎn)品，保證設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

1、《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》------水利電力出版社

2、《電力系統(tǒng)直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊》------中國電力出版社