1 UPS配置基本要求 
1.1 UPS基本功能要求 
UPS的基本功能要求為提供高可靠性不間斷供電功能，保證動(dòng)力的連續(xù)性；起到電網(wǎng)穩(wěn)壓凈化功能，提供高質(zhì)量的綠色電源；要有寬的輸入電壓和頻率范圍，穩(wěn)定的輸出電壓和頻率范圍；要有高的過載能力，例如，當(dāng)負(fù)載為110%～130%時(shí)，要求穩(wěn)定輸出不小于10min，當(dāng)負(fù)載大于130%時(shí)，要求穩(wěn)定輸出不小于1min；在線式UPS切換時(shí)間一般要求小于3ms；提供電池管理功能，延長電池使用壽命；提供智能監(jiān)控功能，解決UPS維護(hù)問題[1]。 
1.2 UPS選型 
按工作原理易選用在線式，不易選用后備式，在線式雖然成本高，但可以為控制系統(tǒng)提供一種完全隔離的保護(hù)，對生產(chǎn)的穩(wěn)定性來說性價(jià)比要高；按輸入電壓來說，小于10kVA的選單項(xiàng)輸入U(xiǎn)PS，大于10kVA的選三項(xiàng)輸入單項(xiàng)輸出或三項(xiàng)輸出的UPS，這樣配置，一方面電網(wǎng)波動(dòng)對它造成的影響要小，同時(shí)減小了電網(wǎng)的不平衡負(fù)荷；按輸出有無工頻變壓器來說，選擇工頻UPS，輸入輸出隔離、電網(wǎng)擾動(dòng)不會(huì)影響負(fù)載；若選用高頻機(jī)UPS，輸入輸出不隔離、電網(wǎng)的擾動(dòng)對負(fù)載有影響；售后服務(wù)質(zhì)量也是我們選型的一個(gè)重要指標(biāo)，在同等性能及價(jià)格情況下，優(yōu)選售后服務(wù)質(zhì)量好的品牌。 
1.3 UPS容量計(jì)算 
首先獲得負(fù)載的總功耗，并將單位統(tǒng)一到kVA。 
I×220 
總功耗的計(jì)算方法：P= ------- 
1000 
式中，P為總功率，I為輸出電流。 
考慮到UPS運(yùn)行在50%～70%區(qū)間處于佳運(yùn)行狀態(tài)，一般建議在計(jì)算時(shí)將上面的結(jié)果乘以，再一次放大，然后選取靠近的功率產(chǎn)品。 
根據(jù)UPS的輸出功率因數(shù)，計(jì)算帶載率，確認(rèn)UPS容量是否正確。 
例如： 某控制系統(tǒng)負(fù)載18kW，負(fù)載輸入功率因數(shù)為，則對應(yīng)容量為20kVA?？紤]到UPS的佳運(yùn)行狀態(tài)，得到20*=36kVA，查UPS選型手冊，40kVA的UPS靠近，能夠滿足控制系統(tǒng)的要求，因此選取40KVA的UPS主機(jī)。 
電池容量計(jì)算 
電池的選擇是個(gè)關(guān)鍵，冶金行業(yè)一般電池配置要求在4h左右，我們采用恒功率計(jì)算，計(jì)算UPS電池每2V單元電池電壓降到時(shí)，放電所產(chǎn)生的功率W，然后通過查表獲得佳電池型號(hào)以及并聯(lián)組數(shù)。 
P×1000×cosφ 
W= -------------- 
η× N × 6 
式中，P為UPS容量（kVA）；W為每2V單元電池提供的功率（W）；η為UPS效率（一般可取）；Cosφ為UPS實(shí)際使用功率與總功率的比值（一般取）；N為電池?cái)?shù)量（以每2V單元電池電壓降到時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)，若2V電池則N*1，6V電池則N*3，12V電池則N*6）。 
例：一臺(tái)20kVA UPS，要求輸入斷電后電池供電為4小時(shí)，選擇12V40只一組的電池，計(jì)算每2V單元電池提供的功率W。 
20×1000× 
W= ---------- =55（W） 
×40×6 
得出2V單元電池4小時(shí)可以提供55W功率，然后通過查表獲得佳電池型號(hào)。 
2 UPS供電解決方案 
單臺(tái)UPS供電方案 
單臺(tái)UPS供電方案如圖1所示[2]。 
對于小型或重要程度比較低的控制系統(tǒng)，由于停機(jī)對生產(chǎn)造成的影響比較小，同時(shí)考慮成本的投入，所以一般采用單臺(tái)UPS供電方案。市電在有條件的情況下要從不同的變電站通過電子切換開關(guān)采用互投的方式實(shí)現(xiàn)雙路饋給，解決由于一路市斷電而造成控制系統(tǒng)停機(jī)的現(xiàn)象，或者在有條件的情況下市電供電要與旁路從不同的變電站饋給，避免市電與旁路供電同時(shí)斷電的現(xiàn)象。同時(shí)盡可能選用市電輸入、旁路輸入、輸出配有隔離變壓器UPS，提高供電質(zhì)量，減少對控制系統(tǒng)的干擾。缺點(diǎn)是逆變器出現(xiàn)故障后，切到旁路運(yùn)行，起不到穩(wěn)壓作用，但是從性價(jià)比來說對控制系統(tǒng)的影響是可以接受的。 
主從機(jī)串聯(lián)供電方案 
主從機(jī)串聯(lián)供電方案如圖2所示。 
對于中小型或比較重要的控制系統(tǒng)，對供電質(zhì)量要求比較高，所以采用兩臺(tái)UPS，實(shí)現(xiàn)主從串聯(lián)的供電方案，主UPS在切到旁路時(shí)由從UPS提供優(yōu)質(zhì)的供電。兩臺(tái)UPS的輸入市電一、市電二要從不同的變電站饋給，避免同時(shí)停電的現(xiàn)象。對從UPS的旁路要求不高，一般采用交叉的方式由市電一提供。同時(shí)盡可能選用市電輸入、旁路輸入、輸出配有隔離變壓器UPS，提高供電質(zhì)量。缺點(diǎn)是從UPS處于浮充狀態(tài)，電池壽命短，要定期切到從UPS，進(jìn)行電池放電操作。 
并機(jī)供電方案 
并機(jī)供電方案如圖3所示。 
對于大中型或重要的控制系統(tǒng)，對供電質(zhì)量要求非常高，同時(shí)考慮到停機(jī)對生產(chǎn)的影響很大，所以采用兩臺(tái)或多臺(tái)UPS并機(jī)供電方案，正常運(yùn)行時(shí)，各UPS分?jǐn)傌?fù)載，一臺(tái)出現(xiàn)故障，很容易將其退出系統(tǒng)進(jìn)行檢修，其它UPS正常工作，分?jǐn)偝霈F(xiàn)故障的UPS負(fù)載，優(yōu)點(diǎn)是擴(kuò)容性能比較好，可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)UPS并機(jī)，負(fù)載由主從機(jī)分擔(dān)，可靠性高。對于市電、旁路、輸出的要求與串聯(lián)UPS相同。 
3 結(jié)語 
本文從供電角度分析了影響控制系統(tǒng)不穩(wěn)定的因素，利用UPS的合理配置來達(dá)到不間斷供電的效果。（1）通過基本選型、容量計(jì)算、電池計(jì)算確定UPS電源的基本配置以滿足生產(chǎn)的需要。（2）通過供電方案的設(shè)計(jì)達(dá)到高可靠不間斷供電的方式。（3）通過日常維護(hù)和電池管理達(dá)到運(yùn)行效果佳。

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