了解UPS電源

　　UPS即不間斷電源，是將蓄電池（多為鉛酸免維護(hù)蓄電池）與主機(jī)相連接，通過(guò)主機(jī)逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。主要用于給單臺(tái)計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備如電磁閥、壓力變送器等提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時(shí)，UPS將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時(shí)的UPS就是一臺(tái)交流式電穩(wěn)壓器，同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電；當(dāng)市電中斷（事故停電）時(shí)，UPS立即將電池的直流電能，通過(guò)逆變器切換轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。UPS設(shè)備通常對(duì)電壓過(guò)高或電壓過(guò)低都能提供保護(hù)。

　　UPS的可靠性

　　UPS的可靠性更多有賴(lài)于電源系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，而并非UPS本身的設(shè)計(jì)(如UPS是否采用互動(dòng)式或雙變換技術(shù))。而最終，提高UPS可用性的辦法無(wú)疑就是將包括UPS和整個(gè)電源保護(hù)方案在內(nèi)的整體修復(fù)時(shí)間縮至最短，將冗余擴(kuò)至最大。

　　一直以來(lái)，MTBF(平均無(wú)故障時(shí)間)是UPS生產(chǎn)商用來(lái)測(cè)量和說(shuō)明UPS可靠性的關(guān)鍵度量指標(biāo)。不過(guò)，用MTBF萊預(yù)測(cè)UPS的可用性實(shí)際上卻難具說(shuō)服力。

　　為了說(shuō)明這一點(diǎn)，我們來(lái)舉一個(gè)例子，假設(shè)一臺(tái)UPS的MTBF是200，0OOh，非專(zhuān)業(yè)人士可能簡(jiǎn)臺(tái)UPS的MTBF是200，0OOh，非專(zhuān)業(yè)人士可能簡(jiǎn)單地以為該設(shè)備可以無(wú)故障運(yùn)行200，000h(約為23年)。但是，事實(shí)上UPS生產(chǎn)商不可能也不會(huì)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行為期23年的無(wú)故障運(yùn)行測(cè)試。相反，他們只是根據(jù)UPS組件的預(yù)計(jì)使用壽命先行計(jì)算出一個(gè)MTBF值。然后，在其出貨量增長(zhǎng)到具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義時(shí)，會(huì)根據(jù)這批設(shè)備實(shí)際的性能數(shù)據(jù)替換到某些初步的預(yù)估值，這些修正后的數(shù)據(jù)可能存在誤導(dǎo)性。比如，假設(shè)2，500臺(tái)UPS在5年的研究期內(nèi)運(yùn)行良好，那么得到的MTBF值可能會(huì)相當(dāng)高。但是如果這些系統(tǒng)中有一個(gè)組件的使用壽命只有6年，那么在5年研究期過(guò)后的一年，它們中的90%可能會(huì)發(fā)生故障。

　　UPS設(shè)計(jì)的分類(lèi):

　　第一類(lèi)、后備式UPS的電源通路

　　當(dāng)UPS檢測(cè)到停電故障時(shí)，后備式UPS可以切斷IT設(shè)備(lTE)的市電供電，為系統(tǒng)提供電源保護(hù)。不過(guò)，一些備用電源系統(tǒng)會(huì)在過(guò)壓或欠壓時(shí)提供局部的電源保護(hù)，對(duì)電池電源的使用較為有限。可見(jiàn)，雖然后備式UPS可提高效率和降低成本，但有時(shí)提供的電源保護(hù)并不全面。

　　第二類(lèi)、互動(dòng)式UPS的電源通路

　　互動(dòng)式UPS通常視情況適度調(diào)節(jié)電壓之后，再對(duì)受保護(hù)設(shè)備供電。不過(guò)，互動(dòng)式UPS必須使用電池電源來(lái)防止各種頻率異常現(xiàn)象和停電'清況。

　　第三類(lèi)、雙變換式UPS的電源通路

　　雙變換式UPS可以將關(guān)鍵負(fù)載與市電電源完金隔絕，從而確保為IT設(shè)備提供潔凈、可靠的電力。雙變換式UPS比后備式UPS和互動(dòng)式UPS更耗能，因此它們?cè)跀?shù)據(jù)中心或設(shè)備司內(nèi)的散熱量更高。

　　如何提高UPS可靠性

　　1、添加并聯(lián)電池組:使用單組串聯(lián)電池的UPS對(duì)正常供電負(fù)載的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)大大增強(qiáng)。如果串聯(lián)申的電池其申一只出問(wèn)題，就會(huì)影響整串電池組放電，從而導(dǎo)致UPS無(wú)法正常供電。如果在UPS上再并聯(lián)一串電池組的話(huà)，假設(shè)其中一串電池組發(fā)生故障，那么UPS仍可由另一串正常的電池組供電一段時(shí)間，從而有時(shí)間連接備用發(fā)電機(jī)供電或者從容關(guān)閉負(fù)載設(shè)備。

　　2、安裝柴油發(fā)電機(jī):電池供電只能解決一時(shí)的燃眉之急。如果面臨長(zhǎng)時(shí)間的斷電情況，即使使用了最長(zhǎng)時(shí)效的電池組可能也是"有心無(wú)力"。因此，在長(zhǎng)時(shí)間停電的情況下，使用柴油發(fā)電機(jī)作為備用供電電源較為理想力口。

　　3、通過(guò)并聯(lián)安裝UPS提高可用性

　　冗余的設(shè)計(jì)邏輯，不僅適用于電源保護(hù)方案，同樣亦適用于UPS設(shè)計(jì)。在電源設(shè)計(jì)申構(gòu)建多條電源通路能夠從根木上提高系統(tǒng)的可靠性。

　　電源供應(yīng)鏈的最終性能受限于其申最弱的一環(huán)。因此，在供應(yīng)鏈的每一點(diǎn)上添加多個(gè)冗余可以提高其整體的可靠性。因此，最可靠的輸電系統(tǒng)通常包括從總電源至用電負(fù)載的多條相互獨(dú)立的電源通路，相互盡可能避免重疊。采用冗余配置的電源系統(tǒng)，當(dāng)組件發(fā)生故障或者進(jìn)行例行維護(hù)時(shí)郡不會(huì)導(dǎo)致IT設(shè)備關(guān)閉。

　　如何選擇UPS配置

　　根據(jù)設(shè)備功率選用匹配的UPS電源，例如需要續(xù)航使用的設(shè)備是一臺(tái)電腦（參考350W），可以配置一臺(tái)500va的UPS。選擇方式是；設(shè)備功率除于UPS功率因數(shù)0.8等于匹配的UPS。

　　根據(jù)設(shè)備功率，延時(shí)要求。做出配置方案。延時(shí)時(shí)間越長(zhǎng)配置的電池組容量或數(shù)量就越多。

　　蓄電池容量的計(jì)算方法

　　蓄電池的容量必須是以所定的電壓、所定的時(shí)間可向負(fù)載提供的容量。以下就容量計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明：

　　1、計(jì)算容量的必要條件A、放電電流有必要明確放電過(guò)程中負(fù)載電流的增減變化和其隨時(shí)間變化情況。B、放電時(shí)間可預(yù)期的負(fù)載的最大時(shí)間。C、最低蓄電池溫度預(yù)先推定蓄電池放置場(chǎng)所的溫度條件，決定蓄電池溫度最低值。一般設(shè)置在室內(nèi)時(shí)為50C，設(shè)置在特別寒冷地區(qū)室內(nèi)時(shí)為-50C。用空調(diào)保證室內(nèi)溫度時(shí)按實(shí)際溫度作為最低溫度。D、允許的最低電壓?jiǎn)胃裨试S的最低電壓（V/單格）=（負(fù)載所允許的最低電壓+導(dǎo)線(xiàn)的電壓損失）/串聯(lián)格數(shù)

　　2、容量的計(jì)算公式C=1*[K1I1+K2（I2-I1）、KN（IN-IN-1）]/LC：250C的額定放電率換算容量（AH）、UXL電池是10HR容量。L：對(duì)因維護(hù)系數(shù)、使用年數(shù)、使用條件的變化而引起的容量變化而使用的修正值。一般L值采用0.8。K：由放電時(shí)間T、電池的最低使用溫度、允許的最低電壓而決定的容量換算時(shí)間。I：放電電流下標(biāo)1、2、N：按放電電流變化順序依次加給T、K、I

　　3、容量的計(jì)算舉例A、放電電流140A（一定）B、放電時(shí)間30分C、最低蓄電池溫度-550CD、允許的最低電壓1.6V/單格按上述條件，得出K=1.1C=1X1.1X140=192（AH/10HR）/0.8所以，可使用UXL220-2。注：上述例子是針對(duì)放電電流一定的簡(jiǎn)易的負(fù)載類(lèi)型電池容量的計(jì)算。