弱電(diàn)機(jī)房(fáng)中的(de)U→♠​&PS工(gōng)程應用(yòng)探討(tǎo)

随著(zhe)社會(huì)經濟的(de₽​)發展，我國(guó)的(de)建築智能(néng)化(huà)領域有(yǒu)了(le)很(hěn)大(dà)的(de)發展，從(có★©ng)大(dà)型的(de)商業(yè)建築、寫字樓，到(dào)小(x✔Ω₽iǎo)型的(de)門(mén)店(diàn)，乃至于很(hěn)←∞多(duō)居民(mín)小(xiǎo)區(qū)♥♦$©中，包括建築基本設備及其控制(zhì)特性、£≤♣ 建築設備自(zì)動化(huà)技(jì)術(shù)、智能(néng)ε©α®建築的(de)安防技(jì)術(shù)和☆×σ<(hé)消防及聯動控制(zhì)技(jì)術(shù)等¶§☆等随處可(kě)見(jiàn)。

這(zhè)些(xiē)智能(néng)弱電(diàn)系統，α♠®​包括安防監控系統、閉路(lù)電(diàn)視(shì)、網絡通(tōng)訊、樓 ÷↔宇自(zì)控、智能(néng)停車(chē)系統等等的(de)系統，随著(♦↓©εzhe)信息化(huà)建設進程不(bù)斷加快(kuài)，數(s'γ↑hù)據的(de)重要(yào)性已被企業(yè)提到(dào)了(le♣∏✔♠)前所未有(yǒu)的(de)高(gāo)度，在建設、使用(yòng)過程中，★♣®≥複雜(zá)的(de)數(shù)據中心構架更易出現(xiàn)安全隐患，≤♦‍¶而一(yī)次宕機(jī)就(jiù)可(kě)能(né↔♥ng)帶來(lái)難以彌補的(de)損失，面∞×對(duì)這(zhè)些(xiē)問(wèn)題，合理(l¶δǐ)部署UPS是(shì)最好(hǎo)的(de)解決之道(dào)。

在智能(néng)弱電(diàn)工(gōng)程中，機(jī)房(fáng)UPS供電(diàn)系統的(de)可(kě)靠↔₹∑α性對(duì)确保信息網絡及智能(néng)化(huà)設備的(de)安®★全運行(xíng)顯得(de)尤為(wèi)重要(yào)……一(yī)方面，UPS能(néng)夠穩定輸出電(diàn)壓，能(néng)有(yǒu♣Ωε)效保護設備；UPS電(diàn)源可(kě)以解決電(diàn)源電(di★α§àn)壓下(xià)陷、電(diàn)源浪湧、減幅振蕩、電(diàn)源幹擾、∞∏≠電(diàn)源突波、電(diàn)源波動、交×'↔∑換瞬變及諧波失真等由市(shì)電(diàn)電(×  diàn)源質量差對(duì)前端設備造成的(de)÷₹¥危害。另一(yī)方面，UPS能(néng)在市(shì)電(diàn)斷電(diàn)₩∑‍的(de)同時(shí)自(zì)動切換為(wèi)蓄電(diàn)池供$ε↔電(diàn)。可(kě)以說(shuō)，UPS在智能(néng)建築中起著(zhe)不(bù)可(kě)≤±₽☆或缺的(de)作(zuò)用(yòng)。

機(jī)房(fáng)UPS供電(diàn)系統工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)及選擇：

UPS實際是(shì)一(yī)個(gè)整合了(le)整流器(qì)'φ±€（AC／DC換流器(qì)），蓄電(diàn)池以及逆變器(←∑qì)（DC／AC換流器(qì)）的(de)電(diàn)力轉換系統，其基本原理(βδ÷σlǐ)是(shì)用(yòng)蓄電(diàn×₹)池存儲市(shì)電(diàn)電(diàn)∑↕網輸入電(diàn)能(néng)，當供電(diàn)中斷時(shí)，換流器↑&(qì)将蓄電(diàn)池的(de)輸入的(de)直流電(d¥¥→iàn)壓轉換為(wèi)交流電(diàn)壓輸出，α‍并且将輸出電(diàn)壓與電(diàn)流淨化(hu£$★↓à)為(wèi)比較标準的(de)正弦波形，×←從(cóng)而使得(de)負載在不(bù)受斷電(diàn)影(yǐng ↕)響的(de)同時(shí)也(yě)享有(yǒu)比₽••≠較好(hǎo)的(de)電(diàn)源品質。

UPS通(tōng)常按照(zhào)工(gōng)作(z↑φ★÷uò)狀态劃分(fēn)為(wèi)：後備式，互動₩≥δ式，在線式三種。

後備式：應用(yòng)于0.1——1KVa，成本低(dī)，輸出一(yī)般為(w耱i)方波，非正弦波。市(shì)電(diàn)/電(diàn)池切換有(yǒu)中斷（一(yī)般為(wèiε↔¥)<10ms）在正常工(gōng)作(zuò)時(shí)，逆變器(q§>ì)不(bù)工(gōng)作(zuò)。供電( ÷±↔diàn)質量較差，不(bù)能(néng↑ε' )解決電(diàn)網頻(pín)率漂移，雜(zá)↕✘™波，噪聲，幹擾，尖峰等問(wèn)題：

互動式：應用(yòng)于1——6KVa，成本中等，市(shì)電(diàn)/電(diàn)池切換有(yǒu)中斷（一(yī)般<10ms）在正常工(gōng)作(zuò)時(shí)，逆變器(qì)不(b♣≈ù)工(gōng)作(zuò)。供電(diàλ• n)方面不(bù)能(néng)解決以下(xià)問(wèφ∑εn)題：雜(zá)波，噪聲，幹擾，尖峰等

在線式：應用(yòng)于1-800KVa UPS，成本相(xiàng)對(duì)較高(gāo)，市(shì)電(Ω±±±diàn)/電(diàn)池切換時(shí)間(jiān)為(wèi)零，供電(diàα✔‌‌n)質量高(gāo)，提供不(bù)間(jiā→ε‍αn)斷的(de)純淨的(de)正弦波，解決所有(yǒu)電(d§♦★iàn)網問(wèn)題。

根據JGJ 16—2008《民(mín)用(yòng)建築電(diàn)氣設計(jì)規範》規定：UPS裝置宜用(yòng)于電(diàn)容性和(hé)電(☆←diàn)阻性負荷。對(duì)于大(dà' )容量的(de)負載，盡量選用(yòng)三相(xΩφ ↓iàng)進三相(xiàng)出的(de)♠ UPS，以保證三相(xiàng)負荷的(de)&₩α↔平衡；為(wèi)避免零點的(de)漂移✔≥÷∑，宜選用(yòng)帶隔離(lí)變壓器(∞≠←♣qì)的(de)工(gōng)頻(pín)機(jī)。為(wèi)&β了(le)使UPS可(kě)靠、有(yǒu)效地(dì)工(gōng)作(zuγ₹≈★ò)，UPS的(de)選擇、供配電(diàn)、機(jī)房(fáng)的(dπ₹¥αe)設計(jì)和(hé)布置，以及設備本身(s<≤ ↔hēn)所要(yào)求的(de)維護和(hé)管理(lǐ)

在選擇UPS的(de)容量時(shí)，還(hái)要¶≠¥ (yào)考慮一(yī)定的(de)裕量。對(duì)電(diàn)子(zǐ)€≥≈計(jì)算(suàn)機(jī)供電(diàn)時(shí)，其額定輸☆↔•♥出功率應大(dà)于計(jì)算(suàn)機(jī)各設備額定功率總和(h☆£♦é)的(de)1.2倍；對(duì)其他(tā)用(yòng)電(diàn)設備供電(diàn)δ•≠≥時(shí)，其額定輸出功率應為(wèi)最大(dà)計(jì)算(s₹>↕↕uàn)負荷的(de)1.3倍。

另外(wài)，還(hái)需考慮功率因數(shù)問(wèn)題≠ΩΩ，UPS的(de)功率分(fēn)為(wèi)視¥ γ(shì)在功率和(hé)有(yǒu)功功率，首先計×"(jì)算(suàn)前端的(de)負載功率，為(wèi)确∏→保UPS的(de)系統高(gāo)效率和(hé)盡可(kě)能(néng)地(dìελ÷σ)延長(cháng)UPS的(de)使用(yòng)壽命，一(yī)般負載功率應滿足UPS額定功率的(de)60％——70％。例如(rú)我們前端，需要(yào)不(bù)問(wèn‌>)斷供電(diàn)的(de)設備有(yǒu)安防設備σ§$&、門(mén)禁系統、網絡交換機(jī)，有(yǒu)←→線電(diàn)視(shì)系統等，統計(jìφ↑)總功率為(wèi)

4800VA，因此我們選擇4800÷75％=6400VA，所以就(jiù)選擇了(le)6500W的(de)在線式主機(jī)。

在實踐過程中，我們總結出下(xià)面的(de)公式，↔"↓可(kě)以計(jì)算(suàn)出蓄電(diàn)池的(de)工(gōng∞ β)作(zuò)時(shí)間(jiān)：

蓄電(diàn)池組容量×電(diàn)壓／主機(jī)額定功率×0.75（功率因數(shù)）=滿載時(shí)蓄電(diàn)池工(gōng)作(zu →ò)時(shí)間(jiān)

例如(rú)我們的(de)UPS系統，主機(jī)額定工(gōng)作(₽≈φzuò)功率6500W，3個(gè)電(diàn)池櫃共30塊鉛酸蓄電(diàn)池，

每塊電(diàn)壓12V，容量100AH。所以電(diàn)池組電(diàn)壓=12V×10=120V電(diàn)池組容量=100AH×3=300AH 該系統滿載時(shí)蓄電(diàn)池工(gōng≤Ωλ)作(zuò)時(shí)間(jiān)為(w↑©èi)300AH X 120V/6500W×0.75♦♥&=7.

說(shuō)明(míng)該系統在斷電(diàn)時(shíβ♦≈✘)蓄電(diàn)池至少(shǎo)可(kě)以工(gō∞©Ωπng)作(zuò)7.4h。

以實際負載功率計(jì)算(suàn)：300AH×120V／4800w=7.

我們的(de)前端UPS系統在斷電(diàn)時(shí)，最多(duō)堅持7.5h。

上(shàng)述公式如(rú)果反推，根據當地(dì)實際情況，确定蓄電(∞≈λdiàn)池所需要(yào)的(de)工(gōng)作(zuò)時(shí)↔♠≈間(jiān)，就(jiù)

可(kě)以決定所需的(de)蓄電(diàn)池♠®₽容量和(hé)電(diàn)壓。

機(jī)房(fáng)建設UPS的(de)供配電(diàn)：

除了(le)對(duì)負載進行(xíng)分(fē♣♣​n)析，根據其要(yào)求的(de)高(gāo)低(dī)和('∑¥hé)經濟的(de)許可(kě)選擇合适的(de)UPS外(wài)，要(yào)使UPS可(kě)靠地(dì)工(gōng)作(z€☆&→uò)，正确的(de)供配電(diàn)也(yě)是(sΩ hì)不(bù)可(kě)缺少(shǎo)的(de)一(yī ♥σ♥)環。對(duì)于單相(xiàng)進單相(xiàng)出的(de <)UPS，其供配電(diàn)線路(lù)根據計(jì)算(suàn)電 •‌(diàn)流選定。如(rú)某3 kVA的(de)UPS供配電(diàn)系統圖如(rú)圖所示。

企業(yè)對(duì)業(yè)務的(de)重要(yào)性和(hé)可(kφ ě)用(yòng)性要(yào)求逐漸提高β↕(gāo)，過去(qù)對(duì)供電(diàn↓δ)系統采用(yòng)的(de)方案為(wèi)單機(j±↓​ī)UPS工(gōng)作(zuò)，或串聯UPS工(gōng)作(zuò)，顯然不(bù)能(nβ​γ↕éng)達到(dào)當前現(xiàn)代企業(yè)的(de)要(yà✔®​o)求。為(wèi)了(le)提高(gāφ✘™→o)數(shù)據中心的(de)可(kě)用(yòng)性，必須提升UPS供電(diàn)的(de)可(kě)靠性，徹底提高(gāoε β)UPS供電(diàn)系統的(de)可(kě)用(yòng)性。可(kě)采↑$≠♥用(yòng)1+l并機(jī)雙母線冗餘方案，當任何一(yī)台ups出現(xiàn)故障或者其中一(yī)套母線¥¥✘¥發生(shēng)故障時(shí)，均不(bù)影(y₩βǐng)響使用(yòng)。也(yě)可(kě)采用(yòn≥≥↑g)兩台獨立的(de)UPS為(wèi)雙電(diàn)源負載提供兩路(lù)電(diàn)源×≥，同時(shí)為(wèi)另一(yī)路(lù)UPS提供旁路(lù)備份。無論哪種方案，在設計(jì)時(shí)©α∑→需要(yào)考慮到(dào)未來(lái)的(d™>e)業(yè)務發展，盡量采用(yòng)可(kě)熱↕≥€∏(rè)插拔的(de)模塊化(huà)UPs系統，便于升級。

機(jī)房(fáng)建設UPS安裝與運行(xíng)維護注意事(shì)項：©↔

（1） UPS電(diàn)源的(de)場(chǎng)所擺放(fà§∞ng)應避免陽光(guāng)直射，并留有(yǒu)足夠的(de)通λ↓π(tōng)風(fēng)空(kōng)間(jiān)，↕₹同時(shí)，禁止在UPS輸出端口接帶有(yǒu)感性的(de)負載。

（2）初次使用(yòng)前，最好(hǎo)先不(bù)接負載，讓UPS對(duì)蓄電(diàn)池充電(di£↔àn)8 h以上(shàng)，使各蓄電(diàn)池電(diàn)壓均衡後再←✘Ω‍投人(rén)使用(yòng)。這(zhè)是(shì)因為(wèi↕¥Ω)UPS從(cóng)生(shēng)産到(dào)使用(yòng)大(dà)約要∞∏δ (yào)延誤數(shù)月(yuè)的(de)時(shí↑&)間(jiān)，蓄電(diàn)池具有(yǒu)自(zì)∏₹ ∞放(fàng)電(diàn)效應。

（3）嚴禁頻(pín)繁地(dì)關閉和(hé)開(kāε★>☆i)啓UPS。一(yī)般要(yào)求在關閉後，至少(shǎo)等待6 s後才能(néng)重新開(kāi)啓UPS，否則，UPS可(kě)能(néng)進入“啓動失敗”的(de)狀态。開(kāi)機(jī)、關機(jī)嚴格按×δβ正确的(de)順序進行(xíng)操作(z"•‍★uò)，避免因突然加載或減載時(shí)，UPS輸出電(diàn)壓的(de)波動過大(dà)而無法正₹π&©常工(gōng)作(zuò)。

（4）禁止超負載使用(yòng)。UPS電(diàn)源的(de)最大(dà)啓動負載最好(hǎo)ε¶Ω控制(zhì)在80％額定輸出功率之內(nèi)。實踐證明(míng)，對(duì)'σ<&于絕大(dà)多(duō)數(shù)UPS電(diàn)源而言，将其負載控制(zhì)在30％——60％額定輸出功率範圍內(nèi)是(shì)最佳工(×φ≠§gōng)作(zuò)方式。

（5） UPS蓄電(diàn)池的(de)正确使用(yòng)與保養：

為(wèi)了(le)延長(cháng)UPS蓄電(diàn)池組使用(yòng)壽命的‌‍(de)，要(yào)保證工(gōng)作(zuò)環境在20—25℃之間(jiān)；

當蓄電(diàn)池電(diàn)壓過低(dī)而自☆∑↔(zì)動關機(jī)時(shí)不(bù)能(nén☆₹g)再開(kāi)機(jī)繼續使用(yòng)，以免蓄電(diàn)池組★★≈過度放(fàng)電(diàn)而損壞，‌<∞嚴禁對(duì)UPS電(diàn)源的(de)蓄電(diàn)池組過電(diàn)壓、過電(di©&→àn)流充電(diàn)。

對(duì)于長(cháng)期隻充電(diàn)不±‌λ÷(bù)逆變的(de)UPS，要(yào)對(duì)蓄電(diàn)池進行(xíng)每三個(gè★÷♠ε)月(yuè)一(yī)次大(dà)容量放(fàng)電(∏≠diàn)，并在放(fàng)電(diàn)後24小(xiǎo)時(shí)之內(nèi)充電(diàn)。

對(duì)鉛酸蓄電(diàn)池的(de)監控♦↕↓₩尤為(wèi)重要(yào)。因為(wèi)其故障往 φ∞往造成電(diàn)網故障。

不(bù)能(néng)把不(bù)同容量、不(bù)同¶♣∞α廠(chǎng)家(jiā)、不(bù)同性能(néng✘ ↓₹)的(de)電(diàn)池聯在一(yī)起，否則會(huì)©‌↑影(yǐng)響整組蓄電(diàn)池的(de)性能(néng)。同時(®™₩shí)，要(yào)定期對(duì)電(d×→iàn)池進行(xíng)檢查、測量，并做(✔ zuò)好(hǎo)記錄。檢查項目包括：整組電(diàn)池的(£₽de)浮充電(diàn)壓，單體(tǐ)電(diàn)池浮充$€<ε電(diàn)壓等。

（6）、防止過電(diàn)壓。

在機(jī)房(fáng)配電(diàn)®>‌屏低(dī)壓空(kōng)氣斷路(lù£ ±☆)器(qì)後，安裝适當容量的(de)并™≈♠∑聯式低(dī)壓電(diàn)源避雷器(qì)。在UPS電(diàn)源端安裝适當容量的(de)串聯式低(dī)壓電(di∑<¶àn)源避雷器(qì)（或SPD），以保證UPS的(de)安全可(kě)靠運行(xíng)，為(wèi)防止雷電(dià↓¥β§n)波從(cóng)現(xiàn)場(chǎng)引人(rén)，可(kě)≈©εφ以在UPS輸出側處加裝相(xiàng)應的(de)避雷器(qì)。

（ 7）定期對(duì)UPS電(diàn)源進行(xíng)維護工(gōn' '♠g)作(zuò)：清除機(jī)內(nè≥∏♣i)的(de)積塵，測量蓄電(diàn)池組的(de)電(diàn)壓，更換>±不(bù)合格的(de)電(diàn)池，檢查風(fēng)ε∏‌扇運轉情況及檢測調節UPS的(de)系統參數(shù)等。

多(duō)年(nián)的(de)工(gōng)程實踐←&¶證明(míng)，采用(yòng)UPS後，電(diàn)源的(de)可(kě)靠性→ λ÷得(de)到(dào)很(hěn)大(dà)的(de)提高(gāo)∑₩β，電(diàn)源的(de)品質也(yě)得(de)到(dào)改善，​∞§智能(néng)系統宕機(jī)的(de)損失也(yě)減到(dào'α÷§)最低(dī)。随著(zhe)計(jì)算(suàn)機(jī)、通(tō¥&ng)信以及網絡等技(jì)術(shù)的(dβ≠☆e)發展，UPS産品不(bù)斷升級換代，現(xiàn)已實現(xiàn)了(le)電(‍€σdiàn)路(lù)結構的(de)模塊化(huà)λδ •、集成化(huà)、全數(shù)字控制(zhì)、環境集中監λ₩✘€控及遠(yuǎn)程智能(néng)化(huà)管理(lǐ)等，其應用(y©↔òng)範圍也(yě)越來(lái)越廣。隻有(λ±✔λyǒu)合理(lǐ)地(dì)選配，正确地(dì)☆©使用(yòng)與維護，才能(néng)充分(fēn)發揮σ∏λ​UPS的(de)優點，保證現(xiàn)代建築信息系統的(de)安全。