一、簡(jiǎn)介

UPS，即不間斷電源，是將蓄電池（多為鉛酸免維護(hù)蓄電池）與主機(jī)相連接，通過(guò)主機(jī)逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。主要用于給單臺(tái)計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備如電磁閥、壓力變送器等提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時(shí)，UPS將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時(shí)的UPS就是一臺(tái)交流式電穩(wěn)壓器，同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電；當(dāng)市電中斷（事故停電）時(shí)，UPS立即將電池的直流電能，通過(guò)逆變器切換轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。UPS設(shè)備通常對(duì)電壓過(guò)高或電壓過(guò)低都能提供保護(hù)。

二、特點(diǎn)

UPS是針對(duì)中國(guó)電網(wǎng)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、醫(yī)療系統(tǒng)等對(duì)電源的可靠性要求，克服中、大型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集中供電所造成的供電電網(wǎng)環(huán)境日益惡劣的問(wèn)題，以全新的數(shù)字技術(shù)研制出的第三代工頻純?cè)诰€(xiàn)式智能型UPS。直流電源，是維持電路中形成穩(wěn)恒電流的裝置。如干電池、蓄電池、直流發(fā)電機(jī)等。

UPS和直流電源是企業(yè)重要的供電保障設(shè)備，傳統(tǒng)的維護(hù)管理包括：①日常巡檢外觀(guān)，定期更換電池、濾波電容、風(fēng)機(jī)等易損件，大修時(shí)做電池活化等；②改造或采用換代設(shè)備，使用高級(jí)工具測(cè)試電池性能。這種管理方式企業(yè)投入成本高，維護(hù)人員工作量大，不易實(shí)時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)，設(shè)備事故預(yù)防能力低。實(shí)施在線(xiàn)維護(hù)管理可避免傳統(tǒng)方式的不足之處，獲得良好效益。

UPS的中文意思為“不間斷電源”，是英語(yǔ)“UninterruptiblePowerSystem/UninterruptiblePowerSupply”的縮寫(xiě)，它可以保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在停電之后繼續(xù)工作一段時(shí)間以使用戶(hù)能夠緊急存盤(pán)，使用戶(hù)不致因停電而影響工作或丟失數(shù)據(jù)。

三、組成

UPS電源系統(tǒng)由五部分組成：主路、旁路、電池等電源輸入電路，進(jìn)行AC/DC變換的整流器（REC），進(jìn)行DC/AC變換的逆變器（INV），逆變和旁路輸出切換電路以及蓄能電池。其系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高頻開(kāi)關(guān)整流器，本身具有可根據(jù)外電的變化控制輸出幅度的功能，從而當(dāng)外電發(fā)生變化時(shí)（該變化應(yīng)滿(mǎn)足系統(tǒng)要求），輸出幅度基本不變的整流電壓。凈化功能由儲(chǔ)能電池來(lái)完成，由于整流器對(duì)瞬時(shí)脈沖干擾不能消除，整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲(chǔ)能電池除可存儲(chǔ)直流直能的功能外，對(duì)整流器來(lái)說(shuō)就像接了一只大容器電容器，其等效電容量的大小，與儲(chǔ)能電池容量大小成正比。由于電容兩端的電壓是不能突變的，即利用了電容器對(duì)脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾，起到了凈化功能，也稱(chēng)

對(duì)干擾的屏蔽。頻率的穩(wěn)定則由變換器來(lái)完成，頻率穩(wěn)定度取決于變換器的振蕩頻率的穩(wěn)定程度。為方便UPS電源系統(tǒng)的日常操作與維護(hù)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)工作開(kāi)關(guān)，主機(jī)自檢故障后的自動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)，檢修旁路開(kāi)關(guān)等開(kāi)關(guān)控制。

在電網(wǎng)電壓工作正常時(shí)，給負(fù)載供電如圖1-1所示，而且，同時(shí)給儲(chǔ)能電池充電；當(dāng)突發(fā)停電時(shí)，UPS電源開(kāi)始工作，由儲(chǔ)能電池供給負(fù)載所需電源，維持正常的生產(chǎn)（如粗黑→所示）；當(dāng)由于生產(chǎn)需要，負(fù)載嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，由電網(wǎng)電壓經(jīng)整流直接給負(fù)載供電（如虛線(xiàn)所示）。

四、發(fā)展

飛輪式

在使用電池的時(shí)代之前，不間斷電源曾經(jīng)使用飛輪和內(nèi)燃機(jī)為負(fù)載提供電能供應(yīng)，這種不間斷電源被稱(chēng)為飛輪式或旋轉(zhuǎn)式不間斷電源。飛輪式不間斷電源由整流器、直流電動(dòng)機(jī)、飛輪、柴油機(jī)（或汽油機(jī)）及發(fā)電機(jī)等組成。在電網(wǎng)供電的情況下，由整流器提供的直流電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，并且?guī)Оl(fā)電機(jī)為負(fù)載供電。由于飛輪的慣性作用，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速可以保持均衡，此時(shí)不間斷電源起過(guò)濾電網(wǎng)干擾的作用。當(dāng)電網(wǎng)斷電后，飛輪繼續(xù)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，同時(shí)啟動(dòng)柴油機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，替代原有電網(wǎng)為負(fù)載供電。

由于飛輪式不間斷電源使用內(nèi)燃機(jī)提供電力，會(huì)產(chǎn)生較大的噪音同時(shí)體積也較大，因此被用于應(yīng)急情況和一些自然狀況惡劣的場(chǎng)合，通常情況下不間斷電源會(huì)使用蓄電池來(lái)提供電力。

五、UPS優(yōu)點(diǎn)

不間斷電源的主要優(yōu)點(diǎn)，在于它的不間斷供電能力。在市電交流輸入正常時(shí)，UPS把交流電整流成直流電，然后再把直流電逆變成穩(wěn)定無(wú)雜質(zhì)的交流電，給后級(jí)負(fù)載使用。一旦市電交流輸入異常，比如欠壓了或者停電了又或者頻率異常了，那么UPS會(huì)啟用備用能源-蓄電池，UPS的整流電路會(huì)關(guān)斷，相應(yīng)的，會(huì)把蓄電池的直流電逆變成穩(wěn)定無(wú)雜質(zhì)的交流電，繼續(xù)給后級(jí)負(fù)載使用。這就是UPS不間斷供電能力的由來(lái)。圖1是典型的UPS框圖。

當(dāng)然，UPS的不間斷供電時(shí)間不是無(wú)限的，這個(gè)時(shí)間受制于蓄電池自身儲(chǔ)存能量的大小。如果發(fā)生交流停電，那么在UPS的蓄電池供電的寶貴時(shí)間內(nèi)，您需要做的就是趕緊恢復(fù)交流電，比如啟用備用交流電回路、啟用油機(jī)發(fā)電，實(shí)在不行，就只能緊急存盤(pán)，保存勞動(dòng)成果，等待交流電恢復(fù)正常后再繼續(xù)。

六、應(yīng)用

不間斷電源現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于：礦山、航天、工業(yè)、通訊、特種、醫(yī)院、計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)終端、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、應(yīng)急照明系統(tǒng)、鐵路、航運(yùn)、交通、電廠(chǎng)、變電站、特種、消防安全報(bào)警系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)通訊系統(tǒng)、程控交換機(jī)、移動(dòng)通訊、太陽(yáng)能儲(chǔ)存能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、控制設(shè)備及其緊急保護(hù)系統(tǒng)、個(gè)人計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。

七、算法

教您如何計(jì)算UPS配置電池的數(shù)量UPS—UninterruptiblePowerSystem是不間斷電源系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng)。作用是提供不間斷的穩(wěn)定可靠的交流電源，在市電中斷(停電)時(shí)UPS之所以能不間斷的供電。是有蓄電池儲(chǔ)能的結(jié)果。所能供電時(shí)間的長(zhǎng)短由蓄電池的容量大小決定?，F(xiàn)將UPS蓄電池配置的計(jì)算方法介紹如下：

一、下列因素影響備用時(shí)間：

1、負(fù)載總功率P總(W)，考慮到UPS的功率因數(shù)，在計(jì)算時(shí)可直接以P總的伏安(VA)為單位來(lái)計(jì)算

2、V低是蓄電池放電后的終止電壓(V)，2V電池V低=1.7V;12V電池V低=10.2V

3、V浮是蓄電池的浮充電壓(V)，2V電池V浮=2.3V;12V電池V浮=13.8V

4、Kh為電池容量換算系數(shù)(Ct/C10)，10Hr放電率為1，5Hr放電率0.9，3Hr放電率為0.75，1Hr放電率為0.6

5、I為電池工作電流(A)，T為連.續(xù)放電時(shí)間(H)，V為UPS外接電池的直流供電電壓(V)

二、計(jì)算方法

1、12V單體電池的數(shù)量N：N=V÷122V單體電池的數(shù)量為6N

2、電池工作電流I：I=P總÷V

3、實(shí)際電池容量C：C=I×T÷Kh

例如：功率為1KVA的電源備用時(shí)間4小時(shí)，選擇科士達(dá)UPS的型號(hào)為HP9101H，V=36V，則①N=36V÷12V=3節(jié)②I=1000VA÷36V=28A②C=24A×4H÷0.9=124AH③電池的配量可選用100AH一組3節(jié)，或65AH二組6節(jié)，選用的結(jié)果有偏離，這要看用戶(hù)的需求和成本的考慮。注：12V蓄電池常用容量規(guī)格為7Ah、17Ah、24Ah、38Ah、65Ah、100Ah、200Ah。

蓄電池計(jì)算方法：例如一臺(tái)山特40KVAUPS電源，直流電壓為384V，每組為12V電池32節(jié)，如果后備時(shí)間要求2小時(shí)，則計(jì)算電池的容量為：40000VA*2H/(0.7*384V)=297AH所以選擇3組100AH電池，共96節(jié)。

電池組的電流為40KVA/384V=104A，所以電池連線(xiàn)選擇50mm2電纜。

電池總數(shù)=(功率/直流電壓*小時(shí))/每塊安時(shí)*每組塊數(shù)

其中功率為UPS的功率，直流電壓為UPS電池供電所要求的電壓，不同功率的UPS直流電壓不同，每組塊數(shù)為所要求電池的最小塊數(shù)，一般配置電池時(shí)，必須為每組塊數(shù)的整數(shù)倍，常見(jiàn)的UPS直流電壓和每組塊數(shù)如下(電池每塊以12V為計(jì)算依據(jù))：舉例來(lái)說(shuō)，配置一臺(tái)5KVA延時(shí)8小時(shí)的UPS,其功率為5000，直流電壓為96V，每組電池8塊，配置100AH電池，其所需電池總數(shù)為：(5000/96*8)/100*8=32塊

UPS電池?cái)?shù)量配置多少個(gè),怎么算?比如說(shuō)20KVA規(guī)格的UPS,后續(xù)一個(gè)小時(shí)電量,然后選用松下電池12V,65AH,電池,請(qǐng)問(wèn)電池?cái)?shù)要多少個(gè)?計(jì)算方式是不是20KVA*1H*1000/12/65=25個(gè),請(qǐng)問(wèn)計(jì)算方式對(duì)嗎?

給你一個(gè)分解步驟和算法!方便你理解

1：看主機(jī)的直流電壓（通常分為192V和240V）該主機(jī)功率因素（通常情況下有0.7、0.80.9三種）

2：算一個(gè)小時(shí)需要的電池容量（假設(shè)該20K機(jī)器功率因素為0.7直流電壓240V）：

計(jì)算公式：電池容量=主機(jī)功率*功率因素/直流電壓*時(shí)間既20000*0.7/240*1=58.3333AH3因?yàn)殡姵仉妷簽?2V直流電壓為240V1小時(shí)需要最低電池容量為58.3333所以需要65AH電池240V/12V=20節(jié)需要20接65AH的電池可以供應(yīng)20K一小時(shí)。