UPS配电范文

UPS配电范文（精选4篇）

UPS配电 第1篇

1 UPS电源运用分析研究

在人们的生产、生活中, UPS电源属于常用的后备电源, 广泛应用于各个行业当中。这是因为其可在市电断电之后及时提供足够的电能。目前, 社会的发展越来越离不开电能, 因此, 意外停电会对人们的生产、生活造成极大的影响。尤其是在信息社会中, 为了防止因意外停电而造成不必要的损失, 就必须保证计算机系统在停电之后能继续工作一段时间, 以便于用户备份资料, 避免因停电而影响工作。

UPS作为现代最主要的供电后备电源, 其日常管理主要包括电源的巡检、故障的检查和定期放电等。

2 UPS电源容量选择分析研究

对于UPS电源而言, 一定要选择合适的容量, 这是因为UPS电源的容量过大或过小都会影响其正常运行。如果UPS电源的容量过大, 则其会长时间处于轻载运行的状态。这样虽然能有效保护逆变器不受损害, 但极有可能导致电池保护装置发生故障后, 引发电池组的深度放电, 进而对设备造成损坏, 且大容量的UPS电源的价格相对较高。如果UPS电源的容量过小, 则其会长时间处于重载运行的状态。虽然这样能降低一部分成本, 但可能导致UPS电源的逆变器驱动元件受损。由此可见, 科学、合理地选择UPS电源的容量是非常重要的。通常而言, UPS电源的负载为额定有功功率的25%~80%时最合适。

为了有效计算计算机系统运行的实际容量, 需要确定UPS电源的负载总容量。UPS电源的负载功率与其输出功率有密切的关系。下面在10~300 k VA的范围内对二者的关系进行分析。UPS电源的输出电流与负载功率因数的关系如图1 所示。

由图1 可以看出, 当感性负载功率因数<0.8 时, UPS输出的电流大于额定电流。而当负载为容性时, 其输出的电流要远远小于感性负载。

在分析了UPS电源的实际容量后, 为了有效解决负载不断分期扩容的问题, 需要增大UPS电源的额定容量。而UPS电源的备份方案与UPS电源的冗余容量紧密相连, 这就需要第一次配置UPS电源的容量时充分考虑其中远期的基本发展趋势, 并在选型过程中选择可支持多机运行的机型, 从而有效增大UPS电源中远期的负载容量。

3 UPS电源配电设计分析研究

UPS配电设计的主要内容包括负荷的计算、输出回路开关的选择、输出回路导线的选择、主开关和进线电缆的设计等。

3.1 负荷的计算分析

在UPS电源配电设计中进行负荷计算的主要目的是科学、合理地选择开关电流的整定值、导线。因此, 需要对单相回路电流、三相回路电流和配电箱负荷进行计算。

单相回路电流的计算公式为:

式 (1) 中:I为单相回路的计算电流;P为单相负荷容量;U为单相电压, cos F为功率因数, 0.9.

三相回路电流计算公式为:

式 (2) 中:I为三相回路计算电流;P为三相负荷容量;U为三相电压;cosf为功率因数, 0.9.

装机容量Pe是所有输出回路负荷容量的总和, 因此, 计算装机时, 如果一个机房的末端负荷回路共有8 条单相回路, 则每一条回路为2 k W;如果一个机房的末端负荷回路有2 条三相回路, 则每一条回路为7 k W。由此可见, 装机容量Pe=30 k W。

3.2 输出回路开关选择分析

低压空气开关又称为低压断路器, 具体包括框架断路器、微型断路器和塑壳断路器三种类型, 它们的用法各不相同。框架断路器的额定电流为800~6 300 A;微型断路器的额定电流一般为63 A, 其主要作用是对末端配电箱的输出回路开关或小容量的配电箱主开关进行控制;塑壳断路器的额定电流为100~800 A, 其主要作用是对低压母线馈电回路开关或落地式配电柜主开关进行控制。

由于微型断路器末端配电箱内微型断路器的排列非常的密集, 因此, 其降容系数通常为0.8 左右, 即10 A的开关一般用于<8 A的计算电流, 16 A的开关一般用于<12.8 A的计算电流。

依据用电规范标准, 插座回路必须选择带有漏电保护器的开关。如果在弱电竖井中使用了插座箱, 并在插座箱内设置了漏电保护器开关, 则可不安装漏电保护器开关。

3.3 输出回路导线选择分析

配电箱末端的输出回路通常会使用导线, 尤其是机房内的负荷回路。如果在弱电竖井管理间安装了插座箱, 则需要利用桥架。值得注意的是, 对于1 类型或2 类型的建筑而言, 最好使用阻燃型导线、电缆。

通常情况下, 导线的选择需要按照负载流量分析。如果导线的负载流量超过了开关的整定电流量, 则就可根据表1 选择导线。

在插座与插座箱之间的回路需要装有PE线, PE线截面与相线截面的关系紧密。如果相线截面≤16 mm2, 则PE线就会与截面一致。必须注意的是, 相线截面必须>2.5 mm2。如果相线截面为25 mm2和35 mm2, 则PE线的截面为16 mm2;如果相线截面>35 mm2, 则PE线截面为相线截面的50%.一般而言, 常使用多股铜导线来保证PE线电源的质量。

3.4 主开关和进线电缆的设计分析

对于主开关而言, 可按照电流的大小选择微型断路器或塑壳断路器。一般而言, 如果整定电流<63 A, 则最好选用微型断路器;如果整定电流≥63 A, 则可选用塑壳断路器。

如果配电箱的计算容量为45.6 A, 降容系数为0.8, 则45.6/0.8=57 A, 而主开关的整定电流为63 A。因此, 可选择微型断路器C65N/3P63A, 其进线电缆可以选择ZR-BV-4×25+BVR-1×16。

4 结束语

综上所述, UPS电源容量的选择和配电设计对保证其正常运行至关重要, 因此, 相关设计人员需要考虑多方面的因素。只有这样, 才能有效降低运行成本, 保证UPS电源的正常运行, 促进我国经济的发展。

参考文献

[1]卢庆新.智能建筑弱电机房UPS配电设计[J].智能建筑与城市信息, 2006 (11) .

[2]李先进.UPS容量选择与负载的关系[J].建筑电气, 2010 (09) .

UPS・什么是UPS 第2篇

UPS的中文意思为“不间断电源”，是英语“Uninterruptible Power Supply”的缩写，它可以保障计算机系统在停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘，使您不致因停电而影响工作或丢失数据。它在计算机系统和网络应用中，主要起到两个作用：一是应急使用，防止突然断电而影响正常工作，给计算机造成损害;二是消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电线噪声和频率偏移等“电源污染”，改善电源质量，为计算机系统提供高质量的.电源。

从基本应用原理上讲，UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件，稳压稳频输出的电源保护设备。主要由整流器、蓄电池、逆变器和静态开关等几部分组成。

1)整流器：整流器是一个整流装置，简单的说就是将交流(AC)转化为直流(DC)的装置。它有两个主要功能：第一，将交流电(AC)变成直流电(DC)，经滤波后供给负载，或者供给逆变器;第二，给蓄电池提供充电电压。因此，它同时又起到一个充电器的作用;

2)蓄电池：蓄电池是UPS用来作为储存电能的装置，它由若干个电池串联而成，其容量大小决定了其维持放电(供电)的时间。其主要功能是：1当市电正常时，将电能转换成化学能储存在电池内部。2当市电故障时，将化学能转换成电能提供给逆变器或负载;

3)逆变器：通俗的讲，逆变器是一种将直流电(DC)转化为交流电(AC)的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成;

4)静态开关：静态开关又称静止开关，它是一种无触点开关，是用两个可控硅(SCR)反向并联组成的一种交流开关，其闭合和断开由逻辑控制器控制。分为转换型和并机型两种。转换型开关主要用于两路电源供电的系统，其作用是实现从一路到另一路的自动切换;并机型开关主要用于并联逆变器与市电或多台逆变器。

智能化中心机房UPS配电设计 第3篇

随着经济的发展,智能化系统已成为5A写字楼设施配置中不可或缺的组成部分,可靠性和稳定性已成为智能化系统运行的关键,尤其是智能化中心机房供电的可靠性。UPS电源是为保障不间断供电而设置的,其电源箱输入端一般由弱电专业提出具体设计要求、强电专业进行设计,但电源输出端配电系统则需弱电专业设计。由于许多弱电专业设计人员对电气了解较少,在工程项目设计中难免会出现一些问题。本文以厦门监管大厦项目为背景,详细阐述UPS电源输出端配电系统的内容及设计方法,如用电设备电气负荷和输出电流的计算、 输出保护开关和导线及配电箱体的选择、配电回路的设置、UPS容量及外配电池组容量的确定等。

1项目需求分析

厦门监管大厦项目位于厦门东海岸的会展中心北片区,为一类超高层商务办公综合楼,地上49层,地下3层,总建筑面积约108 166m2,建筑总高度为212. 5m。智能化监控中心机房设在首层消防控制室内。

本项目智能化系统由视频安防监控、入侵报警、出入口门禁管理、电子巡查、访客对讲、五方通话、停车库管理、车位引导、综合布线、信息网络、有线电视及卫星接收、智能卡应用、综合防雷接地13个子系统组成,包括以下供电要求:

1) 安防系统中的视频安防监控、入侵报警、出入口门禁管理、电子巡查、访客对讲、五方通话等子系统的前端及中心设备采用监控中心UPS配电箱集中供电。

2) 停车库管理系统、车位引导系统、综合布线系统、信息网络系统、有线电视及卫星接收系统、智能卡应用系统采用本地普通市电供电。

3) 视频安防监控系统中的摄像机、入侵报警系统前端探测器、门禁系统的门禁控制器等设备的供电电压为12V或24V,其余设备采用交流380 / 220V、50Hz供电。

2设计思路

结合业主需求和本项目楼层高的特点,在进行智能化系统供电设计时提出了以下设计要求:

1) 整个项目分成3个区域。智能化中心机房为一个供电区域; 地下3层~ 地上16层划分为低区,为一个供电区域; 17 ~ 49层划分成高区,为一个供电区域。每个区域分别配置一台UPS电源。

2) 每个区域根据负载容量配置相应规格的UPS主机及后备电池,后备时间为2h。

3) 每个供电区域设置智能化系统电源配电箱, 该配电箱内置配电空开、DC12V、AC24V电源变压器等设备,实现对主干交流电源的变压操作及楼层配电管理。

接下来以智能化中心机房为例,详细阐述智能化电源配电箱的设计过程。

3 UPS配电箱设计

3. 1 UPS输出端配电系统结构

UPS输出端配电系统结构如图1所示。

3. 2配电系统设计的具体内容

配电系统设计的具体内容主要有: 用电设备电气负荷和电流计算、保护开关及导线选择、保护管及敷设方式选择、主开关及进线电缆设计、配电箱箱体选择、配电回路的设置及预留等。

3. 2. 1负荷计算

设备电气负荷的计算一般从末端用电设备开始统计。监管大厦智能化中心机房中的设备主要有: 16路数字硬盘录像机、数字视频矩阵主机、管理服务器、视频光端机、报警探头及报警器、报警输入/出模块等。在布置机房设备时,根据设备尺寸及用电负荷要求将设备分别安装在6个机柜内。以1台机柜为1个回路,假设里面有10台数字硬盘录像机( 每台功率为250W) 、1台数字视频矩阵主机( 功率为200W) ; 1台视频监控管理工作站( 功率为300W) ,则这台机柜总负荷为10 × 250 + 200 + 300 = 3 000W。

3. 2. 2回路电流计算

智能化常用设备一般为单相供电,单相电流计算式为:

式中,I为单相回路计算电流,A; P为单相负荷容量,W; U为单相电压( 220V) ,V; cosф为功率因数, 取0. 85。按上述设备计算1台机柜总负荷为3 000W,其单相计算电流为Ijs= 3 000 /220 /0. 85 = 16. 04A。

智能化设备如采用三相供电,三相电流计算式为:

式中,I为三相回路计算电流,A; P为三相负荷容量,W; U为三相电压( 380V) ,V; cosф为功率因数, 取0. 85。根据本项目案例,配电箱计算容量为30k W,计算电流为Ijs= 30 000 /1. 732 /380 / 0. 85 = 53. 63 A。

3. 2. 3输出回路保护开关选择

微型断路器俗称保护开关,一般用于末端配电箱输出回路保护。保护开关需要根据开关整定电流值进行选择,即开关整定电流 × 0. 8≥导线实际电流。因配电箱开关密集排列,需考虑降容系数,一般取值0. 8。由于本案中单相电流为16. 04A,故选择20A开关即可。

根据相关规范要求,一般插座回路选用开关要带漏电保护器。漏电保护器有电子式和电磁式,结合价格因素考虑,该项目选用施耐德型号C65N系列产品电子式漏电保护器的C65N开关,即C65N /2P 20A vigi ELE30m A( 单相) ,不带漏电保护器的回路则为C65N/1P( 单相) 、C65N/3P( 三相) 。

3. 2. 4输出回路导线选择

在实际工程应用中,回路距离较近的一般采用BV导线,距离较远的需要经桥架或金属线槽敷设, 可选用VV电缆。因监管大厦属于一类建筑,根据规范要求,应采用阻燃型导线和电缆,以ZR-BV-, ZR-VV-表示。本项目中开关整定电流为20A,根据表1,导线载流量应> 开关整定电流值,故选择截面积为4mm2的导线,以ZR-BV-3 × 4. 0表示,弱电竖井楼层管理间选用ZR-VV-3 × 4. 0电缆。

3. 2. 5保护管选择及敷设方式

根据规范要求,明敷于潮湿场所或埋地敷设的金属导管,应采用管壁厚度≥2. 0mm的钢导管; 明敷或暗敷于干燥场所或埋地敷设的金属导管,宜采用管壁厚度≥1. 5mm的电线管。由于该项目靠近海边,地下室和弱电竖井内相对潮湿,故明敷管采用镀锌钢管SC,底层预埋和标准层吊顶内敷设采用薄壁扣压式钢管KBG。管径的大小根据线缆的数量进行选择。

常用的管道敷设方式有沿地板暗敷( FC) 、沿墙暗敷( WC) 、沿墙明敷( WE) 、沿顶板暗敷( CC) 、沿顶板明敷( CE) 、在吊顶内敷设( AC) 等。由于电源插座安装在下沿距地0. 3m墙面上,机房内静电地板下有金属线槽,所以机房内管线是敷设于静电板下的金属线槽内,由智能化中心机房引出至弱电竖井,在吊顶内可用桥架敷设或钢管敷设,在弱电竖井内穿镀锌钢管沿墙明敷。

3. 2. 6主开关及进线电缆的选择

综上所述,主开关根据电流大小进行选择,选用微型断路器或塑壳断路器。整定电流不高于63A时用微型断路器,大于63A时则可考虑采用塑壳断路器。

根据3. 2. 2回路电流计算方法,配电箱Pjs为30k W,Ijs为53. 63A,考虑降容系数0. 8,则53. 63 /0. 8 = 67. 03A,计算主开关整定电流值63A,可选用微型断路器C65N/3P 63A。根据表1进行导线选择,其进线电缆截面积为25mm2。另根据规范要求,当16mm2≤相线截面积≤35mm2时,PE线截面积为16mm2,故进线电缆选用ZR-VV -4 ×25 +1 ×16。

3. 2. 7配电箱箱体选择

箱体尺寸是根据系统图的配置回路来确定的, 配电系统庞大,开关等元器件较多,则箱体也会很大。箱体分为动力箱、照明箱等,当塑壳开关电流值超200A时选用小动力箱; 设置10 ~ 20个微断开关时采用照明箱。本项目的微断开关数量为12个, 选用照明箱体,嵌入式安装。

此外,选择箱体时还应考虑箱体的安装环境、 注明的防护等级等。本项目箱体安装于智能化中心机房内,环境条件较好,故选用IP41; 若安装在地下室或室外等潮湿环境中,则需选用IP54或IP65防护等级较高的箱体。

3. 2. 8配电回路的设置及预留

配电回路的划分应首先对楼层的负荷进行分析,如合用前室门禁需在发生火情时自动打开,对其独立配电并具备消防脱扣功能; 如网络光端机、 视频光端机属于同类负荷,又都在弱电井内,可以设单独回路。

根据国家规范要求配电箱/柜配置的输出供电回路应预留10% 但不少于2路的备用量,该项目智能化中心UPS配电箱预留2个回路。

3. 2. 9配电系统图

配电系统图如图2所示。

4 UPS容量配置及蓄电池选配系统设计

针对本项目智能化系统前端区域设备( 如报警探测器、监控摄像机等) 的供电需要,要求采用集中式UPS供电解决方案,UPS容量可根据下述方式进行配置。

4. 1 UPS容量配置

上文计算负载容量应为机房内所有由UPS提供电源的负载功率之和,设备功率计算总计: Pjs= 30k W。配电箱的计算负载功率Pe= Pjs× Kc( Kc为同时系数) ,考虑到监控中心智能化设备较多且同时使用的可能性高,取同时系数为1,Pe= 30k W。

根据JGJ/G 16-2008《民用建筑电气设计规范》 的要求可知,当为电子计算机供电时,UPS装置的额定输出功率应大于计算机各设备额定功率总和的1. 2倍,故UPS额定输出功率按1. 2倍最大计算负荷计,即Pu= 30 × 1. 2 = 36k W。考虑到UPS输出时有一定的损耗,功率因数为0. 6 ~ 0. 8,因此装机容量P = Pu/ cosф = 36 /0. 8 = 45k W( 功率因数cosф一般取0. 8) ,故配置了1台三进三出40k VA UPS主机。

4. 2蓄电池选配

根据公安部相关标准的要求,视频系统所配电源需保证系统在市电断电后1h内能够正常运转,该项目根据业主要求备用时间不应低于2h。

5结束语

本文主要阐述UPS动力配电箱输出端配电系统的设计内容及方法等,望能为类似工程项目提供参考及帮助。若有不足之处,望各位同仁提出建议。

摘要：以厦门监管大厦系统供配电系统为工程背景,阐述了智能化机房UPS配电系统的内容及设计方法,包括UPS主机的选择、电池配置、保护开关及导线的选择。

关键词：UPS配置,蓄电池容量选配,保护开关及导线选择

参考文献

[1]GB 50348-2004安全防范工程技术规范[S].北京:中国计划出版社,2005.

[2]GB/T 50314-2015智能建筑设计标准[S].北京:中国计划出版社,2016.

[3]GB/T 15408-2011安全防范系统供电技术要求[S].北京:中国质检出版社,2011.

[4]JGJ 16-2008民用建筑电气设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.

UPS配电 第4篇

任何现代化IT设备都离不开电源系统, 所以供配电系统对数据中心来说, 如人体的心脏, 为整个数据中心提供根本的动力支持[1]。具备高可靠的供配电系统是整体机房高可用度的坚强后盾。计算机及网络通信设备投入服务后, 如果没有长期稳定的供电系统来保证设备的正常运行, 势必将造成严重的后果。

无论是国家标准《电子信息系统机房设计规范》 (GB50174-2008) [2] (下文简称国标) , 还是TIA 942-2012标准, 都对数据中心配电系统的可用度提出一定要求。如表1、表2所示。

以上标准对数据中心的可用度做了明确规定, 这就需要数据中心配电系统也满足或者超越以上可用度标准。但是对于一个具体的数据中心, 该如何去计算其UPS配电系统的可用度, 本文以实际的数据中心为例, 来分析如何选择UPS设备, 并对其系统的可用度进行理论计算。

2 数据中心概况和需求

图1为该数据中心的平面布局结构, 总建设面积约为9m2, 共放置32台机柜。单台机柜的功耗不小于4k W。根据使用方业务流程的需要, 整个数据中心按照国家规范B级设计。关于配电系统, 大楼提供4路市电电源, 其中2路市电给UPS系统供电, 另外2路市电给数据中心动力系统供电。

3 负荷计算、系统选择及设备的选型

3.1 负荷计算

根据数据中心技术要求可以计算该数据中心的配电负荷, 计算如表3所示。

3.2 系统选择及设备选型

根据客户的要求数据中心设计的级别为B级, 故UPS配电系统可以采用N+1的冗余备份形式。计算机主机、存储设备、网络设备、通信设备、控制终端设备、监控终端设备对电源的质量与可靠性要求很高, 为保证网络系统的可靠性、平稳性、安全性, 以上设备采用UPS供电。电子信息设备应由不间断电源系统供电。不间断电源系统应有自动和手动旁路装置。确定不间断电源系统的基本容量时应留有余量, 不间断电源系统的基本容量可按E≥1.2P计算, 其中:

E为不间断电源系统的基本容量 (不包含备份不间断电源系统设备) k VA;P为电子信息设备的计算负荷k VA。

根据以上负荷计算, 本次工程为机房配置2台160k VA的高频机UPS, 每台有1h电池后备时间, 以1+1冗余方式并机运行。UPS主机、电池、UPS输入、输出配电柜放置在UPS机房内, 主机房设置1台UPS输出配电柜为机房设备供电。每台机柜配置2路电源, 分别来自两个空开列头配电柜, 采用1路电缆敷设到位。UPS系统两路进线电源引自大楼配电室, 分别引自两个变压器回路。

空调、新风动力配电系统分别来自大楼2路独立的市电, 通过ATS切换柜后, 为数据中心内的空调系统、新风系统、消防排风系统和照明等动力系统配电。整体的配电系统如图2所示。

4 UPS配电系统可用度的计算

4.1 可用度的定义

可用度为系统、子系统或者设备在开始一项任务时处在指定的可操作或可提交状态的程度, 这项任务什么时候开启是未知、随机的。简单地说, 可用度就是一个系统处在可工作状态的时间比例。通常被描述为任务可行率。从数学角度分析, 相当于1减去不可用度[4]。

系统的可用度可分别用平均故障间隔时间 (MTBF) 和平均维修时间 (MTTR) 表示:

4.2 本项目设计可用度的计算

根据以上系统图可以做出该数据中心IT配电系统的可用度模型, 其系统框架结构如图3所示 (A1、A2表示各个设备的可用度) 。

下面对该可用度框架结构进行分解, 以N+1备用的UPS设备的前端进行分析。UPS设备前端输入分为两部分, 一部分为市电输入, 记为A市;另一部分为UPS电池输入, 记为A电。则该IT设备配电系统的可用度为:

下面计算A市。UPS市电输入端的可用度模型, 相当于2路市电并联备份, 与ATS切换配电柜串联, 其可用度可以用以下公式表示:

根据电气和电子工程师协会IEEE金皮书和国家电力公司电力可靠性管理中心数据, 可以得到以上各个主要电子系统和部件的可用度:

由以上数值可以计算出该数据中心IT配电系统的可用度, 即A=0.9 999 977 426 458。由此可以看出该种数据中心的IT设备配电方式有较高的可用度, 完全符合客户设计要求的B级标准。

5 结束语

本文对一个具体的数据中心进行负荷计算, 根据设计要求和大楼能够提供的设计条件, 对配电系统进行设备选型和系统的设计, 最后对配电系统的可用度进行模型分析和理论计算得出, 结果实现该IT设备的配电系统的可用度可达0.9 999 977 426 458, 符合设计标准的要求 (国标B级) 。

摘要：配电系统在数据中心的各个子系统中占有重要地位, 为数据中心的各个系统提供动力支持。此文以一个实际的数据中心为例, 介绍如何根据客户的需求, 设计数据中心的配电系统, 并对该配电系统的可用度进行理论计算。

关键词：数据中心,配电系统,可用度

参考文献

[1]钟景华.新一代数据中心的规划与设计.北京电子工业出版社, 2010.

[2]GB 50174-2008电子信息机房设计规范[S].中国电子工程设计院.北京:中国计划出版社, 2009.