UPS供配电安全.ppt
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1、国内营销产品技术部 2012年2月14日,科士达科技股份有限公司 产品培训 UPS常识与供配电安全,目 录,一、UPS常识及供配电基本概念 二、UPS供配电安全与原则 三、EP500K UPS供配电实例演示,第一部分 UPS常识及供配电基本概念,关于市电,什么是市电? 市电供电存在的问题?,商品电, 频率50HZ, 单相220V/三相380V, 正弦波, 有效值:峰值=1:1.41,电源故障种类,电网计划停电:限电,电源系统改造和维护 电网故障停电;超负荷、供电线路和设备故障 自然原因停电:火灾、雷电、水灾、施工等 电源质量故障:电涌、高压尖脉冲、瞬态高压干扰、电压下陷、电线噪声、频率偏移、闪
2、变、电压不平衡、谐波畸变、暂态停电、持续欠电压或过电压、系统接地故障和和泄漏电流形成的安全性故障、谐波电流与零地电压差问题,在计算机故障中,有5070的原因是电源故障造成的 电源问题是数据丢失的最大原因(45%以上 ) 国际上,一半企业估计每小时停工造成的损失US$1000美圆, 9%的企业每小时停工损失US$50000以上 (来源:Yankee Group),电源问题带来的损失,数据来源:Contingency Planning,目前我国的电力状况,目前国内电力可靠率 99.89 用户平均停电时间 9.77小时 与国外的比较: 东京 20分钟, 法国 94分钟, 美国 58分钟, 新加坡 2
3、0分钟 国内可用性平均水平: 0.998,什么是UPS,UPS Uninterruptable Power Supply 即不间断电源,UPS能做什么?,三大基本功能: 稳压 滤波 不间断,UPS的分类,按工作原理分类: 后备式 在线式 在线互动式 从结构上分: 直流 交流 从备用时间分: 标准型 长效型,从输出电压的相数分: 为单相UPS 三相UPS 从容量分: 大容量 中容量 小容量,相关概念,有功功率: 直接被负载消耗而变成热量的功率 P = S 功率因数F =W 瓦特 无功功率: 被储能器件吸收并存储在里面而不被消 耗的功率乏 无功功率可以转变成有功功率 视在功率: S =电压V电流A
4、 =VA 伏安 无功功率和有功功率都是 组成视在功率的一部分,功率因数的定义: UPS本身的输入功率因数 负载功率因数 功率因数校正,功率因数,视在功率S,有功功率P,无功功率Q, 功率因数FP=cos ,关于UPS的输入 - 对电网的适应能力,输入电压范围: UPS允许市电电压的变化范围,也就 是保证UPS不转入电池逆变供电的 市电电压范围。 输入功率因数: 指UPS作为电网的负载,表现出的功 率因数。即UPS从电网吸取的有功功率与视在功率的比。 正弦波的谐波失真度:是UPS从电网吸取的电流偏离 正弦波的程度(百分数) 电磁干扰传导干扰EMI: 通过电源线传播的电磁干扰 杂讯。反映UPS对电
5、网适应能力的指标。,输出电压稳定度:偏离额定值的电压百分数 大部分UPS的电压稳定度为13% 输出电压失真度:5% 输出电压频率 50Hz(1 5%)国家规定的电网频率范围:50Hz 0.2Hz 电压波形失真度3%5% 转换时间: 市电电池状态, 或电池状态市电所需要的时间。 三相不平衡能力:100%,关于UPS的输出 对负载的适应能力,负载功率因数:与负载功率因数匹配 负载电流峰值因数:指UPS输出所能达到的峰值电 流与有效值电流之比3:1 输出过载能力:负载异常时,UPS的输出承受能力125%时10分钟 整机效率:UPS输出的有功功率与输入的有功功率 的比值90% 输出功率因数:越高证明带
6、负载能力越强。0.8-0.9,关于UPS的输出(续) - 输出能力及可靠性,其他性能,旁路功能: UPS给定的旁路电压范围: 380V/220V (1 10%) 冷启动功能:使用蓄电池直流启动 接发电机功能:一般小功率发电机的输出波形一般失 真度较大,且频率波动范围比较大。因此, UPS必须具有良好的跟踪发电机频率的性能, 保持与发电机同步工作,并且保持质量较高 的输出波形和稳定的输出电压。 科士达具有良好的接发电机性能。 UPS的标称备用时间:市电断电后UPS能够供给计算机等 设备的最大供电时间,UPS设备的电性能应该具备的功能,对电网的适应能力 容许电网电压幅值的变化范围 输入功率因数 输
7、入电流的谐波成份 频率跟踪范围 频率跟踪速率 容许电网电压三相不平衡能力,输出电性能指标 输出电压幅值稳定精度 输出电压波形失真度 电池供电时的输出电压频率稳定精度 输出电压幅值的三相不平衡度 三相负载不平衡能力 市电掉电时的输出电压切换时间 输出电压的动态响应特性 双向抗干扰能力,输出能力和可靠性 输出过载能力 输出电流峰值系数 启动负载时输出电流浪涌系数 输出功率因数 整机工作效率,网络管理及远程监控 有UPS只能附件插口 对通讯协议的支持 具备对市电,电池,UPS的监控功能,UPS的一般负载性质,线性负载/电阻性负载: 负载上的电流与电压同相 时。 非线性负载之电容性负载:负载上的电流超
8、前电压 一个相位时。 非线性负载之电感性负载:负载上的电流滞后电压 一个相位时。 一般UPS不能带容性负载: 带容性负载时,电容不 但不输出功率去抵消感抗,而 且还吸收功率,使负载上得到的有功功率减小,容易过载,满足计算机类负载要求的一般性的 UPS的主要电性能指标,国际标准是容许输入电压变化范围是-15+10% UPS输入功率因数 0.95 UPS输入电流谐波 3:1 UPS输出电压在输入电压和负载变化时动态响应幅度 5% UPS输出电压在输入电压和负载变化时动态响应 5%,可靠性与可用性,MTBF,MTTR,t (年),平均无故障时间,平均修复时间,第二部分 UPS供配电安全与原则,UPS
9、配电安全与原则,输入/输出配线原则:TNS三相五线制。输入电缆、开关载流量,按UPS过载150%的1.3倍选择。输出电缆、开关载流量,按UPS过载150%的1.1倍选择 零线配线原则:输入、输出分离;不得和地线共用。载流量按(2-3)*In原则。且零线回路不得接断路器或保险丝 地线配线原则:执行TNS零地原则。建筑防雷地不得和设备保护地共用。如需连接只能采用等电位体实现。且地线回路不得接断路器或保险丝。地线不得替代零线使用。且所有连接必须采取硬连接方式。,接零/接地原则,现在的接地,接零系统多采用国际电工委员会(IEC) 及现行的国家标准低压配电设计规范(GB50054)规定的标准。按IEC规
10、定,低压 配电接地,接零系统分有IT、TT、TN三种基本形式:在TN形式中又分有TNC、TNS 和TNCS三种派生形式: 其形式划分的第1个字母反映电源中性点接地状态; T表示电源中性点工作接地; I表示电源中性点没有工作接地(或采用阻抗接地); 形式的第2个字母反映负载侧的接地状态; T表示负载保护接地,但与系统接地相互独立; N表示负载保护接零,与系统工作接地相连。 第3个字母C表示零线(个性线)与保护零线共用一线; 第4个字母S表示零线(中性线)与保护零线各自独立,各用各线。,接零/接地系统简介,TNCS系统:是一种TNC与TNS系统的混合配电方式,同属保护接零。 PEN线分出独立的N线
11、后,不能再使之与保护零线PE线合并或互换。它兼有TN-C系统和TN-S系统的特点,常用于配电系统末端环境较差或有对电磁抗干扰要求较严的场所。在我国的物业管 理区自配变压器的独立电网中,一般都是采用此系统。,接地装置和接地电阻,接地装置可使用自然接地体和人工接地体。在设计时,应首先充分利用自然接地体。钢结构和构造钢筋、行车的钢轨,数量不少于2根的电缆的金属外皮等;人工接地体:人工接地体有两种基本型式:垂直接地体和水平接地体。 接地装置工频接地电阻的计算应符合现行国家标准电力装置的接地设计规范的规定:智能建筑的接地装置的接地电阻越小越好,独立的防雷保护接地电阻应10;独立的安全保护接地电阻应4;独
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