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      UPS電源常見故障與選用標準

      來源:本站 發布時間:2013-5-4 20:34:47 瀏覽次數:

        
      UPS電源常見故障與選用標準

      UPS電源實際使用中,存在以下常見電源故障,它們是:電源中斷、電壓下陷、電壓浪涌、減幅振蕩、電源干擾、電壓突波、電壓波動及諧波失真等。

      在工作中一定會遇到過以上一種或幾種電源故障,這些故障會直接危害到您的重要數據和網絡系統。不是每一種UPS都解決以上這些電源故障,也不是所有的辦公環境都需要解決所有電源故障的UPS。共有三個層次的UPS: 



      后備式:    
      最適用于保護單臺PC機或工作站,能為您解決常見電源故障中的三大故障,包括:電源中斷、電壓下陷及電壓浪涌。而且相對應的UPS,價格最為低廉。

      在線互動式:    
      可有效地解決五種常見電源故障:電源中斷、電壓下陷、電源浪涌、減幅振蕩及電壓干擾。價格適中,最適用于小型網絡環境。

      雙變換在線式:    
      全面解決上述各種電源故障,提供高層次的電源保護,適用于保護關鍵系統、重要數據,被廣泛應用于數據中心、大型網絡、行業系統(金融、郵電、醫院、電力、航天航空、軍事等)。

      您可以根據實際需要來選用UPS:    

      (1)UPS額定輸出容量的選擇    
       用戶應根據所用設備的負荷量統計值來選擇所需的UPS輸出功率(KVA值)。為確保UPS系統的效率和盡可能延長UPS的使用壽命,一般推薦參數是:用戶的負載量僅占UPS的輸出功率的60%-70%為宜。 

      (2)盡可能先用單臺大容量UPS
      大量實踐證明,采用單臺容量較大的UPS集中供電方式,不僅有利于集中管理UPS,有效利用電池能量,而且降低了UPS的故障率。以下UPS平均無故障工作時間(MTBF)數據可供參考:
      ●1-5KVAUPS的MTBF為4-9萬小時
      ●5-20KVAUPS的MTBF為13-17萬小時
      ●30-400KVAUPS的MTBF為20-25萬小時    

      (3)根據用戶的不同配送系統,有三種UPS機型可供用戶選擇
      ●單進(220V輸入)/單出(220V輸出)機型:選用此機型時,雖然用戶無需考慮市電三相輸入平衡帶載問題,但必須考慮市電配電的三相均衡帶載問題。
      ●三進(380V輸入)/單出(220V輸出)機型:表面上看起來,似乎用戶無需考慮電三相輸入平衡帶載問題,其實不然,用戶應為它的交流旁路市電輸入的相線和中線配置上可單相承擔UPS額定輸出電流的導線載面積。
      ●三進(380V輸入)/三出(380V輸出)機型:一般說來,要求用戶將UPS輸出端的負載不平衡度控制在不超過30%-40%范圍內。    

      (4)容錯冗余供電
      對供電質量要求很高的計算中心、網管中心(例如:銀行、證券、航宇航中心等),為確保對負載供電的萬無一失,常需要采用如下幾種具有"容錯"功能的冗余供電系統。

      ●主機-從機型"熱備份"冗余供電系統:其結構形式是將主機UPS的交流旁路連接到從機UPS的逆變器電源輸出端,萬一主機UPS出故障時,改由從機UPS帶載。這種冗余工作方式由于沒有"擴容"功能和可能出現4MS的供電中斷,而使其應用范圍有限。
      ●"1+1"型直接并機冗余供電系統:它是通過將兩臺具有相同功率UPS的輸出置于同幅度、同相位和同頻率的狀態而直接并聯起來。正常工作時,由兩臺UPS各承擔1/2負載電流,萬一其中一臺UPS出故障時,由剩下的一臺UPS來承擔全部負載。這種并機系統的平均故障工作時間MTBF是單機UPS的7-8倍,從而大大提高系統的可靠性。
      ●多機直接并機冗余供電系統:某些UPS,可以將多臺UPS以"N+1"冗余方式直接并機工作。請注意:隨著多臺并機系統中的N數量增大,并機系統的MTBF值會逐漸下降。因此,在條件允許時,應盡可能減少多機并機系統中UPS單機的數量。    

      (5)應將UPS用蓄電池組置于20℃-25℃的環境下運行    
      不管UPS的充電器是否具有充電溫度補償功能,都必須將UPS用的蓄電池置于20℃-25℃范圍內。過低的環境溫度會造成蓄電池的放電容量下降,超過25℃時,會造成蓄電池的使用壽命縮短。    

      (6)UPS供電系統中的中線截面積應用加粗
      鑒于計算機和通訊設備等非線性負載均屬于"整流濾波型"負載,從而造成流過供電系統中的中線電流急劇增大,為防止因中線過流或中線電壓過高而造成不必要的煩,應將中線的截面積加粗為相線的1.5-2倍。    

      (7)宜選用具有雙原邊繞組(交流旁路和逆變器)輸出隔離變壓器的UPS機型   
      大量運行實踐證明,如果出現在UPS輸出端的中線對地線的"干擾"電位過高,會導致計算機網絡的數據通訊的誤碼率增高。,A">改由從機UPS帶載。這種冗余工作方式由于沒有"擴容"功能和可能出現4MS的供電中斷,而使其應用范圍有限。

      ●"1+1"型直接并機冗余供電系統:它是通過將兩臺具有相同功率UPS的輸出置于同幅度、同相位和同頻率的狀態而直接并聯起來。正常工作時,由兩臺UPS各承擔1/2負載電流,萬一其中一臺UPS出故障時,由剩下的一臺UPS來承擔全部負載。這種并機系統的平均故障工作時間MTBF是單機UPS的7-8倍,從而大大提高系統的可靠性。
      ●多機直接并機冗余供電系統:某些UPS,可以將多臺UPS以"N+1"冗余方式直接并機工作。請注意:隨著多臺并機系統中的N數量增大,并機系統的MTBF值會逐漸下降。因此,在條件允許時,應盡可能減少多機并機系統中UPS單機的數量。    

      (8)應將UPS用蓄電池組置于20℃-25℃的環境下運行    
      不管UPS的充電器是否具有充電溫度補償功能,都必須將UPS用的蓄電池置于20℃-25℃范圍內。過低的環境溫度會造成蓄電池的放電容量下降,超過25℃時,會造成蓄電池的使用壽命縮短。    

      (9)UPS供電系統中的中線截面積應用加粗
      鑒于計算機和通訊設備等非線性負載均屬于"整流濾波型"負載,從而造成流過供電系統中的中線電流急劇增大,為防止因中線過流或中線電壓過高而造成不必要的煩,應將中線的截面積加粗為相線的1.5-2倍。    

      (10)宜選用具有雙原邊繞組(交流旁路和逆變器)輸出隔離變壓器的UPS機型   
      大量運行實踐證明,如果出現在UPS輸出端的中線對地線的"干擾"電位過高,會導致計算機網絡的數據通訊的誤碼率增高。 

      UPS選購計算

      隨著個人電腦的普及,電腦網絡、通訊業的快速發展,使用者對電源供應系統的要求越來越高。而公共電力系統中存在許多不穩定因素,如電壓幅值、頻率不穩定及各種干擾,這些不穩定因素有時會影響負載的正常工作甚至損壞負載,而UPS能很好地解決這些問題。從目前使用情況來看,UPS并不象微機那樣普及,所以一些用戶在購買UPS時感到無從廠手,或者所選購的UPS不能滿足負載的要求,或者購買的UPS經常出現故障;下面就和朋友們談談選購UPS時應注意的幾個問題。

      1.根據負載的大小皮特性來決定選購多大功率的UPS在論討這一則和題前我們先說明一個UPS輸出功率的表示方法。UPS額定輸出功率是怵志該產品能驅動多大功率負載的重要參數,它采用VA(視在功率)和W(有功功率)兩種方式表示,一些用戶認為IKVA的UPS可以驅動IKVA的負載,其實這樣的看法不一定正確。

      如:山特CIKUPS標稱輸出功率:IKVA,COSO:-0.7。它表示當負載因數=-0.7時UPS可驅動IKvA的負載,當負載因數=1(即純電阻性負載,如:白熾燈、電爐)時,UPS可驅動700W,的負載,當負載的功率因數≠-0.7(或1)時IKVA的ups并不一定能驅動IKva(或700W),這種情況下UPS的驅動能力可根據下表進行參考。IKVA的UPS并不一定能驅動IKVA的負載,它隨著負載功率團數的變化而不同。特別值得注意的是:UPS不宜帶電感性負載(即負載功率因數為小于1的正數),如:電鉆、電風扇、冰箱等,當UPS帶電感性負載時,其驅動能力會大大下降且易損壞。

      為了延長UPS的使用壽命,UPS不宜長期處于滿載狀態下運行。后備式UPS一般選取額定功率的6O%-70%的負載量,在線式UPS一般選取額定功率的70%-80%的負載量。為了延長蓄電池的使用壽命,UPS也不宜長期處于過度輕載狀態下運行。以下再舉例說明:假設要為額定功率為500VA,功率因數為-0.9的負載配置

      UPS,應選用多大功率的UPS較好?
      5OOVA/0.8=625VA(UPS驅動功率因數為-0.9的負載時,其驅動能力為額定功率的80%)625VA/O.7=892.86VA(后備式UPS一般選取它額定功率的60%-70%的負載量)625VA/0.8=781.25VA(在線式UPS一般選取它額定功率的70%-80%的負載量)從計算結果來看,驅動額定功率為500VA,功率因數為-0.9的負載時,若選用在線式UPS可選78OVA以上,若后備武可選892VA以上,但目前市面匕難以買到80OVA左右的UPS,故無論選后備武還是在線式部可選用IkVA的UPS。

      2.后備或、火線式。線上互動式UPS選用哪種好

      (1)輸出電壓穩定度、輸出波形(以山特后備式、在線式、線上互動式UPS作比較)山特在線式UPS電壓穩定度優于后備式和線上互動式,且在線式UPS輸出電壓的瞬問響應特性好,即使負載功率從0-100%之間變化時,其輸出電壓在5是秒內穩定到220V,而后各式至少需要2O毫秒以上。在電池模式下,UPS輸出波形有兩種:方波(包括階梯波)、正弦波。山特后備式UPS在電池模式下輸出波形為方波,在線式和線上互動式輸出波形為正弦波;相對來說,輸出為正弦波的UPS對非線性負載和電感負載的適應能力大大提高(但這并不表示它可以驅動任何類型的負載),而輸出為方波的UPS在使用中受到一定的限制。一般說來,當用戶為精密儀表、重要的服務器、工業控制設備、醫療設備。通信傳輸的供電系統。電感性負載、市電波動范圍大的地區配置UPS時宜選用電壓穩定度好的在線式UPS。輸出波形為方波的UPS不宜用于通信傳輸的供電系統和生命支持系統(如重要的醫療設備)中,且不能驅動電感性的負載及不能用于某些要求輸出波形為正弦波的負載中。

      (2)選購UPS時,需特別重視UPS的抗干擾能力及市電供電和電池供電的轉換時間。后備式、線上互動式UPS在市電正常時,其工作方式為:市電→輸入濾波器→穩壓器→輸出濾波器→負載在線式UPS在市電正常時,其工作方式為:市電→輸入濾波器→整流器→逆變器→輸出濾波器→負載。后備式和在線互動式UPS在市電正常時,其抗干擾性能主要由輸入、出濾波器決定,但在目前由于受技術及成本等條件的限制,UPS中濾波器的抗干擾能力是有限的,它不可能消除市電電網中的所有干擾,而從在線式UPS的工作方式可知,市電進入在線式UPS時,UPS先將交流電整流濾波,轉換為直流電,通過這樣的轉換,市電中的所有干擾幾乎都被屏蔽掉,這樣避免了市電帶來的任何電壓波動及干擾對負載的影響,UPS的輸出是由單獨的逆變器把直流電轉變為完全"潔凈"的交流電。后備式及線上互動式UPS在由市電供電轉入電池供電狀態時會有一定的中斷時間(6-10毫秒),所以在轉換時輸出電壓會出現波動,會對負載造成一下的干擾,而在線式UPS進行以上轉換時無中斷時間,不會對負載產生任何干擾。從上述可知,在電網干擾較嚴重的地區(如工廠,建設工地等)及對電源品質要求較高的用戶(如機場。醫院、電訊、軍隊、精密監控等部門)不宜選用后備式和線上互動式UPS,而應選用抗干擾性強,供電模式轉換無中斷時間的在線式UPS。

      3.需要UPS與發電機配套使用的用戶,要注意UPS的選取UPS能否與發電機配套使用,主要決定于發電機輸出的頻率、電壓、波形失真度三個參數。若這三個參數都正常,UPS就可與發電機配會使用,若參數不匹配,則UPS有可能無法與發電機配套使用。下面以山特各類UPS為例介紹UPS與發電機配套使用的條件。從上表葉知,后備式和線上互動式UPS對發電機的性能要求較高(如二相發電機組),而在實際使用中,購買這種高性能發電機的用戶并不多,也就是說后備式和線上互動式UPS難以與性能一般的發電礬配套使用;而在線式UPS卻對發電機的要求不高,它能很好地與發電機配套使用。由此可知用戶需要UPS與發電機配套使用時,最好選用山特在線式UPS。

      4.購買長延時UPS,要特別重視對蓄電池的選用長延時UPS中的蓄電池在整個設備中的價格比重大,里對UPS質量有著重大影響。長延時UPS出廠時一般沒有配備蓄電池,蓄電池由用戶自選,所以用戶在選購蓄電池時要特別注意,葉選購信譽高、保修期長的蓄電池,建議最好選用UPS制造商推薦的品牌。

      5.選購大功率UPS時最好選用過載能力強的UPS過我能力強的UPS遇到輸出端一般性的過載或啟動浪涌電流沖擊時,它依靠逆變器本身的過載能力來承擔短時間的過裁電流,這樣就大大提高了UPS的可靠性,如山特C6K-3C20KUPS,當負載過我130%時,UPS能夠維持供電10分鐘,而一般的UPS只能維持幾秒至幾十秒。

      6.正確認識UPS的各種智能化管理軟件隨著UPS制造技術的不斷發展,UPS智能化的不斷提高確實給用戶帶來一些方便,但UPS智能化管理只是UPS諸多功能中的一個,并不能說智能化管理功能越強,該UPS的性能就越好,UPS性能的優劣應從整體來評價,所以應根據用戶具體的需求選用適當的機型和軟件,如:山特C系列及N系列UPS就很適合網絡應用;山特公司推出的電偵探系列UPS監控軟件產品物美價廉,其功能葉以滿足大多數用戶的需求,而Webpower智能監控插卡則具有很強的網管功能。

      7.從經濟條件考慮選用哪種類型的UPS從UPS的制造方面來看,在線式UPS的制造成本較后備式和線上互動式高,其各種性能也比后各式和線上互動式好,故其售價高,而后備式和線上互動式UPS價格相對較低,較適合對電力環境要求不高且經濟條件有限的用戶使用。

      8.選購UPS時,還要特別注意UPS廠商能為您提供哪些服務(包括售前、售中、售后服務)作為國際知名的UPS廠商,山特公司已經建立了一整套規范、高效的服務體系,包括三年保修、全國聯保。

      UPS有多少種類  

      通常我們把UPS依設計架構區分為三種,即后備式、在線式及線上互動式。UPS依輸出波形區分為:方波、正弦波及階梯波。純凈的市電就是標準的正弦波,是最理想的波形;方波的高次諧波量較多,會影響精密儀器的工作;階梯波是方波的特殊形式,它介于方波與正弦波之間,這種波形輸出的UPS適合對電源要求不特別嚴格的負載使用。

      ●UPS依容量區分為小型UPS:10KVA以下;
      ●中型UPS:10KVA以上,100KVA以下;
      ●大型UPS:100KVA以上。

      種類繁多的UPS在電池供電狀態下區分不大,都為逆變器輸出,主要區別在于市電狀態下的工作狀態。此時,在線式仍為逆變器輸出,有獨立的充電電路;線上互動式(或稱在線互動式或線上交互式)為直接輸出或市電經變壓器耦合輸出,此時逆變器為充電器;后備式為直接輸出或市電經變壓器耦合輸出,此時逆變器不工作有單獨的充電電路。

      購買UPS時應考慮哪些因素  

      一臺UPS至少可以使用3年以上。用戶在挑選UPS電源時,應根據自己的要求來確定挑選標準,選擇最適合使用的UPS,而不是最便宜的或最高檔的。一般來說,應就負載設備所處理資料的重要性、各種用電設備對電源質量的要求、安裝與空間要求及其經濟預算等因素綜合考慮,同時也要考慮UPS的重量和體積大小合適。總的來說,用戶應該考慮三個因素:即技術性能、服務保證和產品價格。

      如何選購UPS  

      步驟1:
      先確認你需要何種類型的UPS就中國目前的電力狀況而言,UPS是一種非常必要的電源保護設備,不同的用戶對UPS類型的需求也是不同的,如:重要設備須選用性能優異,安全系數極高的在線式機種,在線式UPS功能完善,能抵抗來自電網上的各種侵害,如高壓、尖峰、浪涌、雜訊干擾等等,輸出純凈的電源,時刻保護您的負載。網絡用戶除選用在線式外,亦可考慮線上互動式UPS。線上互動式UPS雖種類較多,品質良莠不全,但象山特的Inter系列UPS,通過電源軟件監測網絡環境,管理網絡電源,也是很適合網絡使用的。個人及家庭用戶可以考慮選用后備式機型,后備式UPS價格低廉,外形輕巧,是個人電腦理想伙伴。它在從市電切換到電池供電時的轉換時間小于10毫秒,而PC機具有儲存電能的電容,可忍受小于20毫秒的停電轉換時間,所以不會影響PC機的正常使用。  

      步驟2:
      確定你所需要的UPS功率(VA)值  
      列出所有需保護的設備,別忘了顯示器、主機、外掛硬盤等。  
      每一設備的電壓及電源數據可在其背板上找到,把兩者相乘即可獲得(VA)伏安值。有些設備用瓦特(W)表明電能需要,將瓦數乘以1.4即可獲得大致的伏安值。把所有部件的VA值匯總;將匯總值加上30%的預留擴充容量,以備系統升級時使用。  

      步驟3:
      確定負載設備所需要的備用時間  
      斷電時,負載設備只需進行存盤、關機操作,建議選擇標準型UPS。  
      斷電時,負載設備仍需進行長時間運轉,應當選擇長效型UPS。  

      步驟4:
      選擇一個好品牌的UPS是非常重要的,原因是:好品牌的UPS,產品質量有保證。售后服務周到、及時。一臺UPS的使用壽命至少有3年,所以最好選擇能提供3年保修服務的品牌。另外銷售與維修服務網點覆蓋面的大小也是購買時需考慮的因素,這可以保證對產品的及時維護及維修。
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