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UPS容量计算方法

 UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply),即不间断电源,是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接,通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应。当市电输入正常时,UPS 将市电稳压后供应给负载使用,此时的UPS就是一台交流市电稳压器,同时它还向机内电池充电;当市电中断(事故停电)时, UPS 立即将电池的直流电能,通过逆变零切换转换的方法向负载继续供应220V交流电,使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS 设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。


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    一、 有功功率、无功功率、视在功率、功率因数及峰值因子的概念
 
    1.有功功率:可以转化成其他形式能量(热、光、动能)的能量。以P来表示,单位为W。一般来说,有功功率是相对于纯阻性负载来说的。
 
    2.无功功率:功率从能量源传递到负载并能反映功率交换情况的功率就是无功功率。以Q来表示,单位为Var。它的产生是由于感性负载、容性负载、以及电压和电流的失真。这种功率可导致额外的电流损失。
 
    3.视在功率:有功功率和无功功率的几何之和(即平方和的均方根),它用来表示电气设备的容量。以S来表示,单位为VA。
 
    4.功率因数:正弦交流电压与电流的相位差称为功率因数角,以Φ来表示,没有单位,而这个功率因数角的余弦值称为功率因数。它决定于电路元件参数和工作频率,纯电阻电路的功率因数为1,纯电感电容电路的功率因数为0。功率因数cosineΦ=P/S。
 
    5.峰值因数:峰值因数是指电流瞬时值的峰值与其有效值的比值。它用来描述冲击电流。如果供电设备的峰值因数越高,表明设备抗冲击能力越强。
 
    二、 UPS负载性质
 
    1、负载性质的种类
   

 

线性负载
非线性负载
阻性负载或功率因数已校正负载
感性负载
容性负载
带有电解电容的整流滤波型负载

    2、不同负载的主要特性
   

 

选项
电压与电流相差
冲击电流
电流失真
功率因数
峰值因数
有功功率
无功功率
负载类型
线性阻性负载及功率因数已校正负载
中等
cosφ = 1
1.4
100%
线性感性负载(电机、空调)
cosφ≈0.8
约1.4
约80%
60%
线性容性负载
cosφ<1
约1.4
非线性带有电解电容的整流滤波型负载
cosφ≈0.7
2~2.8
约70%
约70%
 
    3、负载为以下设备时,选择UPS容量应慎重:
 
    1)空调:一般禁止使用UPS供电,因其起动冲击很大切属于感性负载 (确定是否变频启动空调)
 
    2)激光打印机:应选择大余量UPS供电,因其工作过程中经常产生冲击电流
 
    3)复印机、高速行打:同上
 
    4)日光灯:应选择大余量UPS供电,因其起动冲击电流较大,且阻性成分高
 
    5)电炉丝(纯电阻负载):需要选择大余量UPS供电,因其为阻性负载
 
    6)电动机(感性负载):需要选择大余量UPS供电,因其为感性负载,且起动冲积很高(确定是否变频启动电机)
 
    三、UPS负载容量选型原则:
 
    当负载为计算机负载UPS 容量计算方法:
 
    需要设计UPS 容量=设计负载功率÷0.8(UPS 输出功率因数) ÷0.6(UPS 主机最理想负载为输出功率的60%)
 
    例如:机房负载的功率统计如下:
 
    数字硬盘监控记录主机:350W,6台,计2100W
 
    显示器:              120W,6台,计720W;
 
    摄像机:              平均2W,86只,计172W
 
    监视器:              150W,6台,计900W
 
    矩阵主机:            180W
 
    以上设备功率总计:4072W。
 
    需要设计UPS容量=4072W÷0.8(UPS输出功率因数) ÷0.6(UPS 主机最理想负载为输出功率的60%)=8.48KVA
 
    一般UPS 功率为整数,并且双数比较多考虑以后扩容因此选择一台10KVAUPS比较理想.



 

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