UPS 的基本要素
 
   

 

什么是 UPS?

UPS 需要具备什么?

现在的UPS系统有那几种类型?

什么是峰值因素?

怎样确定所需UPS的峰值因素?

怎样确定所需UPS的功率?

怎样选择 UPS?

你知道功率因素吗?

输出功率是 kVA 还是 kW ?

怎样确定UPS的功率损失?
UPS的运行成本怎么样?
为什么UPS(逆变器)能应付一个高的短路电流?
逆变器具有短路能力的优势?
UPS系统需要一个空调环境吗?
UPS安装时需要遵循那些标准?
什么是总谐波失真THD?
对于网路设备那个谐波电流是被允许的?
AEG SVS的UPS产品的谐波电流达到多少?
     
 

什么是UPS?

   

UPS 是一套带有后备电源的电源供应系统,当市电输入发生中断时 UPS 不间断的向所带的负载进行供电(依照 EN 50091-1 )。

   
  UPS 需要具备什么?
    为了防止由于电源中断,电压漂移 / 电力不足,超压波动,低压波动,瞬间波动 / 浪涌,频率变动,电压失真,高频 / 脉冲和电压谐波等原因而造成的数据丢失和系统损坏。
- 9 种电压问题 -
   
 

现在的UPS系统有那几种类型?

    A) 在线系统(双变换)
一级电源,遵循 IEC 62040-3 。
解决所有 9 种电压问题,提供专业的保护,以防重要任务被中断。
这里你将发现更详细的资料:
AEG 产品: Protect S, Protect 1, Protect 3, Protect 4, Protect 5
负载从逆变器获得的电源与交流输入状态无关。



输出电压质量依照 IEC 62040-3
一级电源:在 100 μs 到 5 ms 的时间内,输出电压在任何环境下不可以超过容许的范围 +/- 30% ,这一点保证了 UPS 为真正的在线式。
B) 在线互动式(也称为 DELTA 技术)
二级电源,依照 IEC 62040-3
紧紧解决 9 种个电源问题中的 5 个(电源中断,电压漂移 / 电力不足,超压波动,低压,超压)
应用:办公环境中的网络系统。
这里你将发现更详细的资料 :
AEG 没有此类产品
负载频率与网络率相等(注意当使用柴油发电机作为应急电源时)。万一出现一个低阻抗网络短路时,由于 UPS 内部的切换将会出现一个短时间电力供应中断。



输出电压质量依照 IEC 62040-3 二级电源

C) 离线式系统
三级电源,依照 IEC 62040-3
紧紧解决 9 个电源问题中的 3 种(电源中断,电压漂移 / 电力不足,超压波动),这是一个最低成本的解决方案。
应用:办公环境下的单个工作站。
这里你将发现更详细的资料 :
AEG 产品: CompuMaster
当输入电源的交流电压超出了容许范围时,它只起到稳压电源的作用, UPS 内部进行切换时会出现一个短时间的中断。



输出电压质量依照 IEC 62040-3 ,三级电源。
   
 

什么是峰值因素?

    功率因素是峰值 / 平均值的比值。
作为一个电器变量,假如波形是正弦波,它的值为 c = = 1,414
开关模式-电源( SMPS ),计算机消耗掉电能产生一个歧变的电流波形,计算机的峰值电流用峰值因素表示其数值将升高到 c = 3
由于 UPS 系统实际上必须在每半个周波内提供这个峰值电流,因此高的峰值因素作为衡量 UPS 性能的一个重要指标。
   
  怎样确定所需UPS的峰值因素?
   

这个问题与 UPS 所需功率的大小有关系(看下面的问题)

   
 

怎样确定所需UPS的功率?

    通常负载不是唯一的,看其组成:
例如:
UPS 负载
功率
电流峰值因素
启动电流
PC, 服务器 ; 监视器 ; 打印机 , (SMPS) 4500 VA 3 0,95 cap. 1,5 x Inom
空调 ( 马达 ) 3000 VA 1,41 0,8 ind. 6 x Iom
电灯 2000 VA 1,41 0,9 ind. 1 x Inom
其他 1500 VA 2 1 1 x Inom
总共
11000 VA
(1)
2,14
(2)
0,95ind.
(3)
2,57 x Inom
(4)

(1): 4500 VA + 3000 VA + 2000 VA + 1500 VA = 11000 VA
(2): [4500 VA x 3 + 3000 VA x 1,41 + 2000 VA x 1,41 + 1500 VA x 2] / 11000 VA=2,14
(3): { [4500 VA x 0,05 - 3000 VA x 0,2 - 2000 VA x 0,1] / 11000 VA } + 1 = 0,95ind.
(4): [4500 VA x 1,5 + 3000 VA x 6 + 2000 VA + 1500 VA] / 11000 VA = 2,57 -> Ipeak = 2,57 x = 3,64
   
 

怎样选择 UPS?

    A) 依照最大限度的减少数据丢失 / 生产停止,最能满足要求就是在线式 UPS ,根据 IEC 62040-3 中的 1 级标准(双变换),可以被使用。你不得不决定(或仔细考虑)对你们公司可能造成的损失进行分析。我们
UPS-Team 很愿意为您提供一些建议。
B) 更多的特性比如:低购买成本,低运行成本(高效率)对于避免损害不是非常重要的。
继续上面的例子:
类型
Protect 1. 33
Protect 1. 33
at 11 kVA
要求
电源功率 15 kVA 15 kVA > 11 kVA
峰值因素 3 4,09 > 2,14
功率因素
cap.   ind.
0 - 1 - 0
cap.   ind.
0 - 1 - 0
> 0,95 ind.
启动超载能力 / 启动电流   4,09 > 3,64

可以看到 , Protect 1.33 满足所有要求 .
   
  你知道功率因素吗?
    这仅仅有一个方法:搜集相关数据和相关用户,对于 AEG SVS 的 UPS , 不能紧紧限定在感性范围之内并下结论,如果所有负载的 都为容性的,这个值就能正确的确定,因为这样的一个例子里, UPS 的功率是一定的
   
 

输出功率是 kVA 还是 kW ?

    UPS 的功率用两个值来定义:
1. 视在功率 S 用 KVA 表示。
2. . 通过功率因素,举例来说 = 0,8
有功功率用 KW 来定义:
 
P
 
=
---------
-> P = S x
 
S
 

例如:
视在功率 S = 100 kVA bei = 0,8
输出有功功率 P = 100 kVA x 0,8 = 80 kW
   
 

怎样确定UPS的功率损失?

    决定性的一点是:
- 最大输出功率 Pout 由 UPS 提供( KW )
- UPS 的总效率,AC - AC 的工作模式下(例如在 70 %的额定功率下)
例如: :
- PI = Pout (kW !) x ( 1- ) /
- Pout = 11000 VA bei = 0,95
  -> Pout = 11000 VA x 0,95 = 10.450 W
- = 92,5% at the operating point for 11000 VA
- PI = 10.450 W x (1 - 0,925) / 0,925 = 848 W
   
 

UPS的运行成本怎么样?

    A) 能源消耗
例如:
- UPS 功率: 330 kVA; 中等负载 : 75%
- Pw 负载 = 330 kVA x x 75%
  = 330kVA x 0,8 x 0,75 = 198 kW
- 在运行模式下的效率: 93.8%
- UPS 的 Pl = Pw 负载 x ( 1 - ) / = 198 kW x ( 1 - 0,938) / 0,938 = 13,1 kW
- 在 5 分 / kWh 和 8760 小时 / 年的情况下,能源损耗 / 每年。
- 总共花费 / 年 : 13.1 kW x 8760 h x 0.05 EUR = 5738 EUR / 年

B) 其他费用
- 维护费用,通过我们的维护服务减少和控制这个费用 。
- 易损件:
   电池依照 EuroBat 的等级: 3; 5; 8; 10 年后。
    - 风扇 4.5 – 8 年以后,要看其型号。
    - 铝电解电容十年后,还要参考一下运行环境的温度。
   
  为什么UPS(逆变器)能应付一个高的短路电流?
    一个高短路电流意味着逆变器可以在使用户保险丝烧断的情况下也不会将负载转换到旁路的主电源上供电。
这样就可以断开用户端有问题的负载,此外用户在大电流启动(如马达,空调)时也不会将 UPS 切到旁路由主电源供电
   
  逆变器具有短路能力的优势?
   

假如 UPS 的输出出现问题(终端出现短路),输出电流被限定在最大的值上而对逆变器没有任何损害,因此逆变器立刻应付这个电流,直到外因被消除。

   
 

UPS系统需要一个空调环境吗?

   

在安装设备的房间里,空调不是必须的。然而,房间必须通风良好,以便使 UPS 因功率损失而产生的热量能够散发出去。 UPS 的功率损耗大约展其输出功率的6%到10%。

   
 

UPS安装时需要遵循那些标准?

    系统接地主要是为了消除金属元器件上产生的高压静电造成的危险,小功率 UPS 通过 PE (保护地连接)端子与保护地进行连接。
中大功率 UPS 装置和系统通过标配的 PE 系统进行连接。其连接电缆的颜色是黄绿相间,并且具有足够的线径。设备上的接地连接用 PE 标记。
连接导体横截面积选择详细说明 : VDE 0100 T. 540:
设计正常电流 (A) < 24 32 54 98 - 158 198 292 391 528...
保护地连线截面积(mm2) 0,75 1,5 4 16 - 16 25 50 75 120 ...
   
  什么是总谐波失真THD?
   

THD 是由于一些电子产品用户反馈到电网里的谐波电流。谐波电流都不是正弦波电流。这些非正弦波电流来自与主电源,主电源的电压波形受到影响并发生变化,变化程度的大小取决于谐波电流的大小。

   
  对于网路设备那个谐波电流是被允许的?
    如果主输入电压变化到一个不被接受的程度时,其他连接的用户将要收到影响和干扰!
因此 IEC 6100-3-4 标准规定当电流大于 16A ,定义主输入涉及到的连接设备的能力:
短路率 = Ssc / Sequ
- Ssc : 在网络连接点短路能力 = Unom2 / Z
  Z = 网络连接点的阻抗
- Sequ: 负载的视在功率 = U x I equ
网络阻抗 Z 必须考虑到本地电源供应。
网络高的短路电流 (Ssc) 被喻为负载功率( S 装备),较大的谐波电流是允许的(电流大于 16A ):
Ssc / S equ
Ratio
THD*
(%)
 
33 26 - 单相连接装置
66 16 - 三相 / 平衡连接装置
120 18
175 25
250 35
350 48
450 58
600 70
* THD :容许谐波电流的总谐波失真
   
 

AEG SVS的UPS产品的谐波电流达到多少?

   
Compumaster 用户相应的网络连接的谐波电流含量
Protect S. 正弦电流消耗: THD < 10%
Protect 1.11 正弦电流消耗: THD < 10%
Protect 1.31 正弦电流消耗: THD < 16%
Protect 3. 6 脉冲整流器 THD < 33%
  选项:滤波器功率到 60KVA THD < 9%
  选项: 12 脉冲整流器 THD < 8%
Protect 4. 12 脉冲整流器 THD < 8%
Protect 5. 6 脉冲整流器 THD < 33%
  选项:滤波器功率到 40KVA THD < 9%
  > 40 kVA: 12 脉冲整流器 THD < 8%

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