UPS，就是不間斷電(diàn)源。通常是弱電(diàn)機房工(gōng)程子系統之一，是将蓄電(diàn)池與主機設備相連接，主要用(yòng)于給設備提供穩定、不間斷的電(diàn)力供應。

當市電(diàn)輸入正常時，UPS 将市電(diàn)穩壓後供應給負載使用(yòng)，此時的UPS就是一台交流式電(diàn)穩壓器，同時它還向機内電(diàn)池充電(diàn)；當市電(diàn)中(zhōng)斷（事故停電(diàn)）時， UPS 立即将電(diàn)池的直流電(diàn)能(néng)，通過逆變器切換轉換的方法向負載繼續供應220V交流電(diàn)，使負載維持正常工(gōng)作(zuò)并保護負載軟、硬件不受損壞。

UPS 設備通常對電(diàn)壓過高或電(diàn)壓過低都能(néng)提供保護。下面我們一起來看下UPS的基礎知識。

01
UPS的基本原理(lǐ)

什麽是UPS？

利用(yòng)電(diàn)池化學(xué)能(néng)作(zuò)為(wèi)後備能(néng)量，在市電(diàn)斷電(diàn)等電(diàn)網故障時，不間斷地為(wèi)用(yòng)戶設備提供（交流）電(diàn)能(néng)的一種能(néng)量轉換裝(zhuāng)置。

為(wèi)什麽需要UPS？

市電(diàn)電(diàn)網提供的電(diàn)力供應，看上去正常，可(kě)是不可(kě)靠:表面正常的電(diàn)力，實際上危機四伏。

電(diàn)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(diàn)源污染

瞬态尖峰、電(diàn)源浪湧、高壓脈沖

造成服務(wù)器、路由器、磁盤陣列 等設備硬件損壞

諧波污染、線(xiàn)間噪聲、頻率漂移

造成網絡傳輸誤碼率大增，數據傳輸速度低下

UPS的四大功能(néng)

不停電(diàn)功能(néng)——解決電(diàn)網停電(diàn)問題

交流穩壓功能(néng)——能(néng)解決網壓劇烈波動問題

淨化功能(néng)——解決電(diàn)網與電(diàn)源污染問題

管理(lǐ)功能(néng)——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

02

UPS的主要技(jì )術參數

輸入特性：

1、輸入電(diàn)壓範圍   輸入電(diàn)壓範圍寬可(kě)減小(xiǎo)電(diàn)池放電(diàn)機會，延長(cháng)電(diàn)池壽命。

2、輸入功率因數   功率因數低，輸入無功功率大，諧波電(diàn)流污染電(diàn)網，影響幹擾其它設備。

3、主電(diàn)源頻率允許範圍。

4、輸入電(diàn)流諧波分(fēn)量。（PFC、6/12脈沖變壓器）

輸出特性：

1、靜态穩定度。大型為(wèi)1%，中(zhōng)小(xiǎo)型為(wèi)2%。

2、輸出瞬态特性。大型5%，中(zhōng)小(xiǎo)型8%。

3、輸出過載能(néng)力。（如：過載125% 5MIN;150% 10S)

4、輸出功率因數。（0.8、0.9、1）

5、輸出電(diàn)壓諧波失真度。典型3%以内。

03

UPS相關配置及計算

UPS系統基本由以下部分(fēn)組成：

UPS主機

必選功能(néng)件(如BCB BOX等)

蓄電(diàn)池

配套電(diàn)池櫃/架, 電(diàn)池開關等

功能(néng)選件( 如防雷, 監控,諧波治理(lǐ)，上出線(xiàn)等)

需要進行的計算：

UPS主機容量計算與選擇

UPS後備電(diàn)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,并統一單位到KVA。

例如:一般個人計算機負載約200VA，小(xiǎo)型服務(wù)器負載約1500VA，大中(zhōng)型服務(wù)器負載約3000VA。

電(diàn)流I(A安(ān)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以下為(wèi)0.7，20KVA以上為(wèi)0.8)

考慮到UPS運行在60-80%的區(qū)間是最佳運行狀态,一般建議在計算時将上面的結果除以0.8再一次放大。

然後在産(chǎn)品手冊中(zhōng)選取最靠近的功率産(chǎn)品，采用(yòng)恒功率模式計算方式

W/cell ＝ PL/(N×6×η)

05

UP供電(diàn)方案介紹

集中(zhōng)供電(diàn)方式：

優點：可(kě)以實現網絡設備資源的等電(diàn)位控制，減小(xiǎo)傳輸誤碼率。

缺點：初期投資大，單機故障影響大。

分(fēn)散供電(diàn)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(néng)保持同地線(xiàn)，易引發幹擾。

單機供電(diàn)：

UPS解決方案中(zhōng)最簡單的一種

每一分(fēn)散地點交流供電(diàn)系統容量多(duō)為(wèi)6KVA以下

各點交流負載獨立地由一台UPS提供動力保護

市電(diàn)通常就近采用(yòng)插座輸入

主從機串聯“熱備份”：

适合于中(zhōng)小(xiǎo)型網絡、服務(wù)器群、辦(bàn)公(gōng)、儀表等應用(yòng)場合

由UPS主機、UPS從機、電(diàn)池系統、配電(diàn)系統組成

配電(diàn)設計和工(gōng)程施工(gōng)簡單

優點：

1、兩台甚至多(duō)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(néng)要求較低。

3、采用(yòng)不同型号、不同容量UPS構成串聯熱備份方式。

缺點：

1、從機長(cháng)期處于空載運行狀态、效率低。

2、從機電(diàn)池組長(cháng)期處于浮充狀态，得到定期帶載放電(diàn)維護機會少，會影響電(diàn)池壽命。

3、從機必須有(yǒu)良好的帶階躍負載能(néng)力。

4、長(cháng)期運行，主機逆變器=靜态旁路轉換功能(néng)良好是關鍵無擴容功能(néng)。

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(diàn)：

全部交流負載集中(zhōng)供電(diàn)，由1台模塊化并聯UPS供電(diàn)

模塊化UPS包括：機架、可(kě)并聯功率模塊、可(kě)并聯電(diàn)池模塊、充電(diàn)模塊等

适合于中(zhōng)小(xiǎo)型網絡、服務(wù)器群、辦(bàn)公(gōng)、儀表等應用(yòng)場合

由機架、UPS功率模塊、電(diàn)池模塊、配電(diàn)系統組成

功率模塊配置為(wèi)N+1冗餘，減少了MTTR

共用(yòng)輸入、輸出、并聯的電(diàn)池系統、控制系統

N+1直接并聯冗餘

适合于中(zhōng)大型網絡、數據中(zhōng)心、大樓集中(zhōng)供電(diàn)、工(gōng)業廠礦等應用(yòng)場合。

由直接并機的N+1台UPS、電(diàn)池模塊、配電(diàn)系統組成。

系統N+1冗餘，可(kě)靠性高于單機UPS。

易于擴容，維護便捷。

是應用(yòng)最為(wèi)廣泛的方案。

優點：

1、完善的鎖相同步技(jì )術保證多(duō)台UPS直接并聯時可(kě)均分(fēn)負載電(diàn)流。

2、良好的擴容性能(néng)（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(jì )術要求高。

2、對設備制造技(jì )術要求高——輸出阻抗接近。

3、對逆變器輸出電(diàn)壓調節性能(néng)要求高——分(fēn)相調節。

4、UPS必須同型号、同容量。

5、多(duō)台并聯時，旁路也需增加“均流電(diàn)感”。

雙母線(xiàn)：

解決單母線(xiàn)運行方式存在的單點“瓶頸”問題。進一步提高系統可(kě)靠性。系統配置複雜，投資大，安(ān)裝(zhuāng)調試要求高。

文(wén)章來源：電(diàn)源攻城獅公(gōng)衆号