UPS，就是不間斷電源。通常是弱電機房工(gōng)程子系統之一(yī)，是将蓄電池與主機設備相連接，主要用于給設備提供穩定、不間斷的電力供應。
當市電輸入正常時，UPS 将市電穩壓後供應給負載使用，此時的UPS就是一(yī)台交流式電穩壓器，同時它還向機内電池充電；當市電中(zhōng)斷（事故停電）時， UPS 立即将電池的直流電能，通過逆變器切換轉換的方法向負載繼續供應220V交流電，使負載維持正常工(gōng)作并保護負載軟、硬件不受損壞。
UPS 設備通常對電壓過高或電壓過低都能提供保護。下(xià)面我(wǒ)們一(yī)起來看下(xià)UPS的基礎知(zhī)識。
01
UPS的基本原理
什麽是UPS？
利用電池化學能作爲後備能量，在市電斷電等電網故障時，不間斷地爲用戶設備提供（交流）電能的一(yī)種能量轉換裝置。
爲什麽需要UPS？
市電電網提供的電力供應，看上去(qù)正常，可是不可靠:表面正常的電力，實際上危機四伏。
電源中(zhōng)斷
數據丢失，通信中(zhōng)斷，商(shāng)機延誤......
—— 直接損失以每分(fēn)鍾5000-100000元計
設備停運，儀表失靈，手術中(zhōng)斷......
—— 間接經濟損失無法估量
電源污染
瞬态尖峰、電源浪湧、高壓脈沖
造成服務器、路由器、磁盤陣列 等設備硬件損壞
諧波污染、線間噪聲、頻(pín)率漂移
造成網絡傳輸誤碼率大(dà)增，數據傳輸速度低下(xià)
UPS的四大(dà)功能
不停電功能——解決電網停電問題
交流穩壓功能——能解決網壓劇烈波動問題
淨化功能——解決電網與電源污染問題
管理功能——解決交流動力維護問題
UPS系統結構
監控平台也是UPS的最重要組成部分(fēn)之一(yī)
02
UPS的主要技術參數
輸入特性：
1、輸入電壓範圍 輸入電壓範圍寬可減小(xiǎo)電池放(fàng)電機會，延長電池壽命。
2、輸入功率因數 功率因數低，輸入無功功率大(dà)，諧波電流污染電網，影響幹擾其它設備。
3、主電源頻(pín)率允許範圍。
4、輸入電流諧波分(fēn)量。（PFC、6/12脈沖變壓器）
輸出特性：
1、靜态穩定度。大(dà)型爲1%，中(zhōng)小(xiǎo)型爲2%。
2、輸出瞬态特性。大(dà)型5%，中(zhōng)小(xiǎo)型8%。
3、輸出過載能力。（如：過載125% 5MIN;150% 10S)
4、輸出功率因數。（0.8、0.9、1）
5、輸出電壓諧波失真度。典型3%以内。
03
UPS相關配置及計算
UPS系統基本由以下(xià)部分(fēn)組成：
UPS主機
必選功能件(如BCB BOX等)
蓄電池
配套電池櫃/架, 電池開(kāi)關等
功能選件( 如防雷, 監控,諧波治理，上出線等)
需要進行的計算：
UPS主機容量計算與選擇
UPS後備電池的容量計算與選擇
04
UPS容量計算與選擇
首先獲得負載的總功耗,并統一(yī)單位到KVA。
例如:一(yī)般個人計算機負載約200VA，小(xiǎo)型服務器負載約1500VA，大(dà)中(zhōng)型服務器負載約3000VA。
電流I(A安培)及 功耗W（瓦特）與VA的轉換關系：
VA= I*220
VA= W/0.8(計算時通常考慮20KVA以下(xià)爲0.7，20KVA以上爲0.8)
考慮到UPS運行在60-80%的區間是最佳運行狀态,一(yī)般建議在計算時将上面的結果除以0.8再一(yī)次放(fàng)大(dà)。
然後在産品手冊中(zhōng)選取最靠近的功率産品，采用恒功率模式計算方式
W/cell ＝ PL/(N×6×η)
05
UP供電方案介紹
集中(zhōng)供電方式：
優點：可以實現網絡設備資(zī)源的等電位控制，減小(xiǎo)傳輸誤碼率。
缺點：初期投資(zī)大(dà)，單機故障影響大(dà)。
分(fēn)散供電方式：
優點：方案布置靈活，故障影響小(xiǎo)。
缺點：如整個設備不能保持同地線，易引發幹擾。
單機供電：
UPS解決方案中(zhōng)最簡單的一(yī)種
每一(yī)分(fēn)散地點交流供電系統容量多爲6KVA以下(xià)
各點交流負載獨立地由一(yī)台UPS提供動力保護
市電通常就近采用插座輸入
主從機串聯“熱備份”：
适合于中(zhōng)小(xiǎo)型網絡、服務器群、辦公、儀表等應用場合
由UPS主機、UPS從機、電池系統、配電系統組成
配電設計和工(gōng)程施工(gōng)簡單
優點：
1、兩台甚至多台UPS基本處于相對獨立、互不幹擾的運行狀态。
2、對于UPS同步跟蹤性能要求較低。
3、采用不同型号、不同容量UPS構成串聯熱備份方式。
缺點：
1、從機長期處于空載運行狀态、效率低。
2、從機電池組長期處于浮充狀态，得到定期帶載放(fàng)電維護機會少，會影響電池壽命。
3、從機必須有良好的帶階躍負載能力。
4、長期運行，主機逆變器=靜态旁路轉換功能良好是關鍵無擴容功能。
5、相對于“并聯”冗餘系統平均無故障時間偏低。
模塊并聯供電：
全部交流負載集中(zhōng)供電，由1台模塊化并聯UPS供電
模塊化UPS包括：機架、可并聯功率模塊、可并聯電池模塊、充電模塊等
适合于中(zhōng)小(xiǎo)型網絡、服務器群、辦公、儀表等應用場合
由機架、UPS功率模塊、電池模塊、配電系統組成
功率模塊配置爲N+1冗餘，減少了MTTR
共用輸入、輸出、并聯的電池系統、控制系統
N+1直接并聯冗餘
适合于中(zhōng)大(dà)型網絡、數據中(zhōng)心、大(dà)樓集中(zhōng)供電、工(gōng)業廠礦等應用場合。
由直接并機的N+1台UPS、電池模塊、配電系統組成。
系統N+1冗餘，可靠性高于單機UPS。
易于擴容，維護便捷。
是應用最爲廣泛的方案。
優點：
1、完善的鎖相同步技術保證多台UPS直接并聯時可均分(fēn)負載電流。
2、良好的擴容性能（N+1）。
3、避免了“串聯”熱備份方式的缺點。
缺點：
1、對設備本身同步鎖相技術要求高。
2、對設備制造技術要求高——輸出阻抗接近。
3、對逆變器輸出電壓調節性能要求高——分(fēn)相調節。
4、UPS必須同型号、同容量。
5、多台并聯時，旁路也需增加“均流電感”。
雙母線：
解決單母線運行方式存在的單點“瓶頸”問題。進一(yī)步提高系統可靠性。系統配置複雜(zá)，投資(zī)大(dà)，安裝調試要求高。
文章來源：電源攻城獅公衆号
