UPS不间断电源设计资料

机房UPS不间断电源设计<服务器机房）

1、最新UPS选型理念

UPS的生产商习惯按其主电路结构的技术属性来对UPS进行分类，这种分类也已被广大用户接受，并以此来判定UPS的优劣。第一类为后备式，主要有APC的BK500，山特的TG500；第二类为在线互动式，主要有APC的SmartUPS；第三类为在线双变换式，主要有MGE和EXIDE的大机；第四类为在线电压补偿式，主要有APC秀康DP300系列UPS。

而具体描述UPS的技术性能指标有四大类：1>对电网的适应能力；2>满足负载要求的UPS常规输出指标；3>UPS的输出能力和可靠性；4>智能管理和通信功能。

那么在这四大类指标中，比较和选择UPS应重点关注哪些特性呢？以下是当前专家和行业大用户普遍认可的一些观点：a．选择大功率UPS要慎重考虑UPS的输入功率因数和输入电流谐波<电力公害问题）。

双逆变在线式UPS，其AC/DC逆变器多为整流滤波电路，它的输入功因数低，一般只在0.8左右，输入电流谐波大，达30％，加专门滤波措施后，也仅能降到10％。输入功率因数低，意味着输入无功功率大，输入谐波电流则干扰破坏电网，特别是三相大功率UPS这两项指标危害很大，形成所谓的电力公害，这会1>使由同一电网供电的变压器、电动机、电容器等产生附加谐波损耗、过热、加速老化；2>引起异步电动机转矩降低，振动加剧噪声增大；3>引

起继电器和自动装置误动作，其次谐波对通讯线路、测量仪器产生辐射干扰，影响电能计量的精度等。所以，UPS的输入功率因数和输入谐波电流应被视为重要性能指标之一，应该把输入功率因数＞0.95，输入电流谐波＜5％作为判定UPS性能指标是否合格的标准之一。

不间断ups电源的规范标准

一、参考依据

GB51348-2019民用建筑电气设计标准

DL/T5491-2014电力工程交流不间断电源系统设计技术规程

12SDX101-2民用建筑电气设计计算及示例

二、术语

1、不间断电源设备（UPS）

由变流器、开关和储能装置（蓄电池）等组合构成的，在输入电源故障或消失时能维持负载供电连续性的电源设备。

2、在线式UPS

由变流器、静态转换开关和储能装置（蓄电池摩组成的一种电源设备，这种电源设备不管交流输入电源中断与否、电压或波形符合要求与否,都能向负载提供符合要求的电源。

3、旁路

在UPS设备故障、临时过载或停运检修期间，为保证向负载供电而设置的供电回路。一般由隔离变压器、调压器、静态转换开关以及手动维修开关等组成。

4、并联

一种UPS连接方式，由2台或多台UPS主机组成，其交流输出端连接在一起作并联运行，交流输入端可并联也可不并联。

5、并联冗余

由2台或多台并联UPS主机来分担负载，当其中1台或几台UPS主机故障时，其余UPS可以承担全部负载。

6、双重化冗余

为满足冗余配置的控制系统或双电源负载的需要，设置的2套相互独立的UPS系统，每套系统均由UPS主机、旁路和配电柜等组成，能为负载提供2路互为备用的电源。

7、静态转换开关

UPS中实现由逆变器向旁路或旁路向逆变器转换的电子式快速转换开关。

8、逆止二极管

阻止电流从UPS整流器流向蓄电池但允许电流从蓄电池流向UPS逆变器的器件，在UPS与其他系统共用蓄电池时使用。

9、电流峰值系数当UPS输出电流为周期性非正弦波电流时，非正弦波电流的峰值与其有效值之比。峰值系数的大小反映了UPS为非线性负载供电的能力。

摘要

随着计算机技术、网络技术、通信技术的发展，国民经济、国防军工、政府部门的各个领域要保障计算机信息网络系统的安全、可靠运行，就离不开UPS不间断电源，这已成为信息业界乃至各行各业的共识。

根据UPS不间断供电的原理，本文以提高UPS的可靠性为基本点，从UPS 电源装置的结构和形式来考虑其设计方案。整个UPS主电源装置由整流/

充电器、逆变器、静态旁路、维修旁路等部分组成。整流/充电器(包括蓄电池)为UPS提供在线工作的能量输入；逆变器为UPS提供在线工作的高质量的稳压稳频的交流电输出；静态旁路为UPS在整流/充电器或者逆变器故障情况下提供旁路工作电源，逆变器供电和静态旁路供电之间可实现不间断供电切换；维修旁路为UPS定期检修或故障维修时提供旁路电源。

基于电源技术的高频化、模块化、数字化、绿色化的发展方向，本文结合现代电力电子技术以及信息处理技术的最新发展，利用微机作为控制核心，研究和开发大功率(10kVA以上)在线式智能UPS不间断电源。

关键词：不间断电源微机控制电力电子技术智能化

ABSTRACT

With the development of the computer technology, the network technology, communication technology, in all the fields of the national economy, national defense and war industry, government ministries, they must depend on UPS (Uninterruptible Power System)

ups不间断电源各类参数

UPS（不间断电源）是一种设备，用于保证在电力故障或变化的情况下，电子设备能够持续供电而不中断。它包含许多参数，这些参数可以分为三类：输入参数、输出参数和其

它参数。

一、输入参数

1. 输入电压：这是UPS的最重要的输入参数，通常表示为交流电压(VAC)。UPS必须

能够接受各种输入电压，以便在电力故障或变化的情况下，能够正常工作。

2. 输入电流：输入电流的值通常取决于所连接的设备的负载，它是表征电能传输的

物理特性的参数，通常表示为安培（A）。

3. 输入频率：输入频率通常表示为赫兹（Hz），也称为周波数，通常在 50/60Hz 范

围内。是指电力系统中电压和电流的变化速度。

4. 输入功率：输入功率通常表示为千瓦（kW），也称为负荷，通常是荷载分配过程中一个重要的考虑因素

5. 输入电路：输入电路是 UPS 的输入端口，连接到来源，将其转化为UPS需要的电源。

6. 输入阻抗：输入阻抗是电路元件对输入电路的阻动效果，它是电压和电流的比值，通常表示为欧姆。

1. 输出电压：输出电压通常表示为交流电压(VAC)或直流电压(VDC)。UPS需要提供电压调节功能，以确保保护所接受的设备免受输入电压波动的影响。

3. 输出频率：输出频率通常表示为赫兹（Hz），上限和下限通常与输入频率的上限和下限相同。

4. 输出功率：输出功率通常表示为千瓦（kW），代表UPS可以提供的最大功率。

三、其它参数

1. 装载：UPS 工作在输出电压和频率下自动调节输出电流的能力，即设备所需的数

字化负载。

2. 波形：输出功率的波形是由 UPS 提供的，通常为正弦、方波等，根据应用需求选择。

不间断供电电源UPS技术说明

1.1 总体要求

1) 当进线电源的电压或频率波动时, UPS应能在无人值守情况下，提供一个稳定的输出，并在电网失电时，由电池经逆变器输出额定的、高可靠度的电源。

2) UPS是室内型设备，金属外壳，立式，落地安装。它由以下部件组成：

➢整流器；

➢蓄电池；

➢逆变器；

➢静态开关；

➢旁路开关及隔离变压器

3) 正常情况下，UPS经进线电源、整流、逆变后输出，同时保持电池在浮点状态，并能带满负荷持续运行。

4) 当主电源均失电时，自动切换至电池输出，且电源恢复后，整流、逆变自动重新输出（上述开关切换后，输出不间断）。

5) 在逆变器故障时，静态开关将自动切换至旁路供电模式；故障解除后，静态开关自动平滑切回原供电模式。

6) 应设手动旁路维修开关，以便于在维修整流器、逆变器或更换电池时，能将该部件隔离。

1.2 技术性能

●输入电压：三相380V±10%，或单相220V±10%

●输入频率：50HZ±5%

●输出电压精度（%）：AC220V

➢稳态：不大于±3%

➢动态：负荷0～100%变化时，其偏差值小于±5%，恢复时间小于20ms

●输出电压调节范围: ±3%

●输出效率：≥90％

●输出波形：纯正弦波

●输出频率精度：50HZ±0.5%

●同步范围：50HZ±2%

●同步速度：≤1Hz/s

●总谐波含量：≤3％

●负载功率因数范围：0.9（超前），-0.7（滞后）

●单机无故障时间（MTBF）：＞100000h

●静态旁路开关切换时间：≤４ms

●备用电源切换时间：0ms

●过载能力：125％额定值时可维持20min,150％额定值时可维持5min。

UPS不间断电源选型设计方案

UPS（不间断电源）是指在电网正常供电时将电能存储为电荷，当电网发生故障或电力不足时，由存储的电荷提供电能供给负载设备，以保持设备正常运行的一种设备。UPS的选型设计方案一般包括负载需求分析、UPS类型选择、容量计算、系统配置和运维考虑等方面。

1.负载需求分析

首先需要对负载设备的电源需求进行全面的分析，包括负载的类型、功率需求、工作特性等。不同类型的负载对UPS的要求不同，如一些对电流的稳定性和纹波要求较高的设备，需要选择高质量的在线式UPS；而对于一些对供电可靠性要求较高的设备，需要选择双转换式UPS。

2.UPS类型选择

根据负载需求分析的结果，选择合适的UPS类型。常见的UPS类型包括在线式（double conversion）、离线式（standby）和线交互式

（line-interactive）UPS。在线式UPS具有最高的电源纹波供电质量和电压调整范围，适用于对电源质量要求较高的负载；离线式UPS则适用于对电源稳定性要求相对较低的负载；而线交互式UPS则是在线式和离线式UPS的折衷选择。

3.容量计算

根据负载设备的功率需求，计算UPS的容量。容量计算需要考虑负载设备的额定功率、功率因素、负载特性和工作时间等因素。根据UPS的容量和电池组的容量，可以计算出UPS持续供电时间。

4.系统配置

UPS的系统配置包括电池组的选型和并机配置设计。电池组是UPS的关键组成部分，常见的电池类型有铅酸蓄电池、镍镉蓄电池和锂电池。不同的电池类型有不同的使用寿命、充放电效率和环境适应性。并机配置设计是为了提高系统的可靠性和冗余性，可以采用并网多个UPS设备，并通过并机控制器进行联合控制和负载均衡。

信息机房UPS供电方案设计

摘要：本文描述了一个信息机房UPS（不间断电源）供电方

案的设计。该方案旨在为机房提供稳定的电源，并确保在停电时保持信息系统运行。该方案包括设计UPS系统，合理规划UPS设备的数量和布局，选择合适的电池组，并制定相应的

电池维护计划。此外，还需要考虑发生故障时的故障排除计划。本文提供了关于UPS供电方案的全面设计思路和详细实施步骤，旨在为信息技术从业人员和工程师提供方便和指导。

关键词：UPS供电方案，机房设备，电池维护，故障排除

正文：随着信息技术的快速发展，信息机房UPS供电系统已

成为保证信息系统正常运营的重要措施之一。一个稳定的

UPS供电方案不仅可以保护计算机和其他机房设备不受电力

波动的影响，还可以在停电情况下保证信息技术系统的稳定运行。本文阐述的信息机房UPS供电方案设计，将以以下几个

方面为重点。

1.设计UPS系统

设计UPS的主要目标是确保它可以有效地保证供电持续性和

稳定性。这需要确认机房设备所需的电气负荷，以确定UPS

容量和选择正确的变压器和逆变器类型。此外，应该确定

UPS与其它电力分配设备的适配性，以确保不会导致高电阻

和电源短路等电力问题。

2.合理布局UPS设备

UPS设备的数量和规模应足以满足机房的需求，并保持适当的物理布局，以便维护人员更容易进行维护和检修。UPS设备应与其它设备分开安排，以避免强大的电磁干扰和损坏其他设备的风险。设在业务主要区域以达到最佳的电力分配效果，并确保UPS设备接近预先选择的回路，也能降低能源损失和减少资源浪费。

3.选择合适的电池组

UPS（不间断电源）蓄电池室的设计要求涉及安全、环境、设备运行和维护等多个方面。以下是一些建议的设计要求：

1. 通风与空调系统：蓄电池室内需要确保足够的通风，以防止蓄电池产生的气体积聚。同时，考虑使用适当的空调系统来控制温度，确保蓄电池在适宜的温度范围内工作，提高其寿命。

2. 防火和安全：设计时要考虑防火墙、防火门和其他火灾防护措施，以降低蓄电池故障引发火灾的风险。设置独立的安全通道和紧急出口，确保人员安全疏散。

3. 漏液处理：考虑到蓄电池可能发生漏液，需要在设计中包含相应的漏液控制和处理措施，以防止液体腐蚀设备和地板。

4. 蓄电池支架和防震设计：蓄电池应该有坚固的支架，以确保其稳定性，并防止在地震或其他震动情况下发生倾斜。设计中要考虑减震和防震设备，以降低震动对蓄电池的影响。

5. 维护通道和工作空间：在蓄电池室内预留足够的维护通道和工作空间，以方便人员对蓄电池进行定期检查和维护。

6. 防尘措施：需要考虑防尘措施，以防止灰尘和杂物堆积在蓄电池上，影响其正常工作。

7. 电池温度监控系统：安装电池温度监控系统，及时探测蓄电池温度异常，确保蓄电池在正常的工作温度范围内。

8. 防雷击设计：采取适当的防雷措施，以保护蓄电池系统免受雷击和电涌的影响。

9. 灯光和应急照明：在蓄电池室内设置足够的照明，同时考虑安装应急照明系统，确保在停电时人员安全疏散。

10. 易操作性：蓄电池的安装布局应当使得设备易于操作，维修和更换。确保蓄电池的安装和更换过程尽可能简便。

11. 排水系统：蓄电池室内需要设置合适的排水系统，防止水分积聚。

UPS（不间断电源）基础知识简介

1.1、什么是UPS ?

UPS是英文Uninterruptable Power Supply 的缩写，中文译为“不间断电源”，它是能够实现两路电源之间不间断地相互切换的电气装置

2.1、电网电源存在的问题

电网问题引发原因现象

市电断电电网停电、保护电器（空开）跳闸零电压持续2个周波以上

电压浪涌大型设备关闭或雷击引起电压高于110%额定值，持续一个或多个周波

波形下陷大型设备突然启动、电网切换电压低于80-85%额定值，持续一个或多个周波

瞬态尖峰闪电、电子开关工作、电焊机工作瞬间电压远超正常电压，持续时间一般为0.5-5个周波

谐波干扰电动机、电焊机、广播通信设备、无线

通信设备、微波设备

电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使

用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁

频率漂移电源容量与负荷的不平衡精密设备无法正常工作

2.2、电网问题的危害

◆电源中断、电压波动、瞬态尖峰脉冲电压

——造成服务器、磁盘阵列等精密设备数据丢失、设备损坏、死机、停止工作等

◆谐波污染、频率漂移

——造成网络传输的数据误码率大增、数据传输速率低下

电气设备过热、电机转速异常等

2.3、UPS基本功能

1.高可靠性不间断供电

2.电网稳压、净化功能

3.电池管理功能

4.智能监控功能·保证电能供应的连续性·高质量供电、绿色电源·延长电池使用寿命

解决UPS维护问题

3.1、UPS分类

在正常交流电源供应下，整流器将交流电转换为直流电，将市电中的“电源污染”消除，并同时对蓄电池充电；再供给逆变器将直流电转换为交流电，提供更稳定的电源给负载，使负载得到稳压、稳频的稳定电源。

UPS不间断电源项目设计方案

一、项目背景：

随着电力需求的不断增加，电力供应的可靠性成为现代化社会的重要

支撑。尤其是在关键领域，如数据中心、医院、交通等行业，断电可能导

致严重的后果。因此，不间断电源（UPS）系统的设计和建设成为保障电

力供应可靠的关键。

二、项目目标：

设计一套高可用性、高可靠性的UPS不间断电源系统，确保关键设备

在电力中断情况下能够持续供电，以保障生产、服务的连续进行。

三、项目内容：

1.系统需求分析：根据用户的需求和场景，分析UPS不间断电源系统

的技术需求和功能要求。确定所需容量、负载需求、备用电池容量等参数。

2.设备选型：根据系统需求分析的结果，选择合适的UPS不间断电源

设备。包括主要设备（UPS主机、电池组等）和辅助设备（监控系统、传

感器等）。

3.总体设计：设计UPS不间断电源系统的总体框架，确定主机和电池

组的布置方式、布线设计等。

4.电气设计：根据负载需求和系统容量，进行电气系统设计。包括主

机和电池组的电气参数计算、主机与负载的连接方式、电缆选择等。

5.通信布线设计：设计UPS不间断电源系统的通信布线，包括网络连

接和传感器连接等。

6.控制系统设计：设计UPS不间断电源系统的控制系统，确保系统自动切换和监控功能的正常运行。

7.安全设计：设计UPS不间断电源系统的安全措施，包括过载保护、电池过放保护、温度控制等。

8.系统集成测试：进行UPS不间断电源系统的集成测试，确保系统各功能正常运行。

9.系统维护保养：制定UPS不间断电源系统的维护保养方案，定期进行检修和维护。

四、项目进度计划：

UPS不间断电源选型设计方案

UPS不间断电源选型设计方案

1 UPS不间端电源的工作原理

UPS（uninterrupted power supply）电源包括两部分主机和蓄电池，按工作方式可分为后备式和在线式两种。后备式 UPS电源在市电正常供电时，市电经过交流旁路通道直接向负载供电，此时主机上的逆变器不工作，只是在市电停电时，才由蓄电池供电，经逆变器驱动负载。因此它对市电品质基本没有改变。而在线式UPS电源却有所不同，在市电正常时，它首先将交流变成直流电，然后进行脉宽调制、滤波，再将直流电重新变成交流电源向负载供电；一旦市电中断，立即改为蓄电池逆变器对负载供电；因此,在线式UPS电源输出的是与市电网完全隔离的纯净的正弦波电源，大大改进了供电的品质，保护了负载安全、有效的工作。在线式UPS电源工作原理如图：

图一、在线式UPS框图

2 UPS额定输出容量的选择

首先计算前端的负载功率，为确保UPS的系统高效率和尽可能地延长UPS的使用寿命，一般负载功率应满足UPS额定功率的60-80%，但一般情况下80%为临界点，必须保持UPS的负载

功率在80%以下。

在XX园区系统中需要不间断供电的有视频监控、防盗报警、巡更等系统，总功率统计见下表：

2.所有设备功率的采集都是根据该设备额定功率进行计算的。

如上表所列总功率约为5664.2VA，那么根据前文所讲的“一

般负载功率应满足UPS额定功率的60-80%，但一般情况下80%为临界点，必须保持UPS的负载功率在80%以下”。

5664.2÷80%≈7080.25VA，因此就选择了10KVA的在线式主机。

一、UPS不间断电源详细设计案

（1）90KVA UPS 90KVA（3Φ380V，三进三出）机型案介绍

1、详细配置情况如下：

艾默生NXR 90KVA不间断电源备选机型详细配置

说明：

（1）、以上UPS电源延时时间为60分钟（按照实际负载平均功率计算）；（2）、NXR 90KVA UPS尺寸与重量表：

2、电池计算式

一、UPS参数如下：

1)UPS容量为90kVA；

2)满负荷工作状态，后备60分钟；

3)逆变效率0.94，负载功率因数为0.9；

4)直流电压480V（一组配12V电池40节）。

二、计算过程：

每单格蓄电池需要提供的功率＝900000×0.9÷0.94÷40÷6=359 W/cell(100%负载情况下)12V/功率下=359*6=2154W/6Cell

查蓄电池LC-XA12100放电数据：温度25℃下，电池放电至终止电压1.75 VDC，60分钟放电恒功率放电数据为694W/cell。

采用3组LC-XA12100电池供电，60分钟率放电可提供的功率为

694*3=2082 W/6cell，大约满足需要的2154W/cell。可满载待机1小时。

三、小结：

采用3组共120节LC-XA12100电池，可满足单机90kVA满载后备60分钟要求。

艾默生NXR系列UPS技术优势和特点

Liebert 系列NXR30-160KVA UPS是采用最新DSP数字控制技术的在线式双变换UPS产品，具有优异的性能和突出的可靠性。

艾默生Liebert NXR UPS特点如下：

1.系统效率高：

NXR系统负载率在50%-75%的时候，效率高达96%。系统负载率25%的时候效率大于95%。

目录

目录 (1)

一、UPS设计方案 (1)

1、项目概述 (1)

2、UPS系统配置方案 (2)

二、UL33系列UPS产品介绍 (2)

1、产品简介： (2)

2、产品特点 (3)

3、FR-UK 3130-G产品介绍 (4)

4、监控软件简述 (14)

一、UPS设计方案

1、项目概述

UPS作为重要外部设备，在保护计算机数据、保证电网电压和频率的稳定，改进电网交流进行稳压、稳频、滤波、抗电磁射频干扰、防止电压的浪涌和下陷，防止瞬时停电和事故停电，对信息中心造成的危害等是非常重要的。

2、UPS系统配置方案

根据用户方的要求考虑用户负载的重要性，我方建议配置壹台科华FR-UK 3130-G UPS后备2小时。

主机：1台科华FR-UK 3130-G 30KVA纯工频UPS。

蓄电池： UPS 2H后备，配备1组120AH电池，每组58节。

池柜： UPS配2个A30电池架；

主机尺寸： 600*860*1400mm（宽×深×高）

设备放置间隙：主机与电池柜间间隔、电池柜互相之间间隔为50cm，设备与墙体间为50cm

市电输入线径（R、S、T）：16mm2

UPS输出线径（R、S、T）：16mm2

市电输入输出中线径（N） 25mm2

PE线径：10mm2

电池组连线（C1，D1）：25mm2

UPS重量（Kg）：528Kg，总共528×1=528Kg

电池柜（Kg）： 60Kg/个，总共60×1=60Kg

电池重量（Kg）：40Kg/个，总共40×30=1200Kg

UPS系统总重量约： 1788Kg。

二、UL33系列UPS产品介绍

浅谈交流不间断电源系统（UPS）设计

引言

在现代通信系统中的网络管理、监控中心、数据中心、计费系统及客户服务系统中，为确保数据存储、程序运行，网络优化的安全及设备运行的连续、稳定和可靠，无不用到交流不间断电源系统（UPS）。目前UPS已成为计算机网络系统的重要组成部分，获得了前所未有的高速发展和广泛应用，为信息化发展的进程起到了保护神的作用。一个设计良好的UPS供电系统能给负载提供优质电源，然而在实际应用中，许多问题又往往是UPS供电系统本身引起的。因此，如何建立一个合理的、安全的UPS供电系统成为大家关注的问题。

一、UPS系统概述

不间断电源（UPS）系统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。在计算机和网络系统应用中，主要起两个作用：一是应急使用，防止电网突然断电而影响正常工作，给计算机系统造成损害；二是消除市电网上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、暂态过电压、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。

1.1UPS的分类：

（1）后备式（off line）UPS

过去，后备式UPS使用较为普遍。在市电正常供电时，市电经UPS分路直接输出或经变压器耦合输出，逆变器并不工作。此时，UPS相当于一台稳压性能较差、无交流稳压功能的稳压器，仅对市电电压幅度波动有所改善，对电网上出现的频率不稳、波形畸变等“电污染” 不作任何调整。当市电异常或中断时，UPS切换为蓄电池供电状态，电池直流电经逆变器逆变为220V的稳定交流电输出。后备式UPS电源的逆变器总是处于后备供电状态，它具有利用率高、噪者低、价格便宜等特点，但供电质量较差。