APCUPS电源SUA1000ICH

时间：2018-05-02

APCUPS电源选型和配置

1.1 了解APCUPS电源的性能指标

①输入电压：220V或380V（三相四线制），－15%～＋10%。

②输出电流：根据这个值选择导线截面和输入保险。

③输出电压：一是输出电压稳定度，一般为±5%。有些为±3%左右。另一个是稳压精度：稳态≤±1%、瞬态≤±5%。

④瞬态电压恢复时间：≤±50ms。

⑤输出容量：即视在功率S，S＝UI

⑥后备时间：指输入中断后，APCUPS电源能继续工作的时间，是APCUPS电源的关键指标。

⑦功率因数：0.8（滞后）

⑧效率：≥90%（满载时）

⑨过载功能：10min(125%额定电流)；10S(150%额定电流)。

⑩限流：**～110%额定电流可调。

1.2 APCUPS电源选择

（1）APCUPS电源型号

①在线正弦波APCUPS电源。无论市电正常与否，它对负载供电都是由APCUPS电源逆变器提供的。只要机内蓄电池能向APCUPS电源逆变器提供能量，当市电中断时，在线式APCUPS电源就能实现对负载的真正不间断供电，其正弦波波形失真系数较小，对负载供电转换时间为零，可靠性高，故障率低但价格较高。

②后备式正弦波APCUPS电源。采用了抗*式分级调压稳压技术。仅仅在由蓄电池供电时才有可能向负载提供高质量的正弦波，在从市电供电向逆变器供电进行转换时，对负载而言，大约有4ms左右的中断供电（主要来源于继电器的转换时间）。后备式正弦波APCUPS电源处于市电供电时，由于市电是直接通过抗*滤波器对负载供电的，因此噪音较小，但是APCUPS电源处于逆变器工作时，由于PWM脉宽调制频率一般为8KHZ左右，因此噪音较大。

③后备方波输出APCUPS电源。向负载提供的交流电是方波而不是正弦波。此类APCUPS电源只能接微容性或纯组性设备，负载越重，方波脉冲宽度越宽，而方波脉冲的峰值越小。此类APCUPS电源的转化时间不一定。其变化范围为4～9ms且用户不能控制。此类APCUPS电源不能进行频率的关闭和启动，但造价较低。

（2）负载容量、负载功率因数和APCUPS电源的波峰因数选购APCUPS电源时，首先要知道负载的总容量，同时还要考虑负载的功率因数才能确定APCUPS电源的标准功率容量。由于负载功率因数很难计算，所以APCUPS电源技术规范中给出了波峰因数这个指标，波峰因数越高，APCUPS电源承受非线性的能力越强。一般波峰因数比应大于3：1。

（3）电池后备时间一般情况下，选择后备时间时，通常选取满载工作时间为10min、15min或30min即可。由于蓄电池价格较贵、长延时APCUPS电源一般仅在停电时间较长的场合选用。此时较好选择有外接大容量的蓄电池功能的APCUPS电源，以确保市电停电后能长时间供电。

（4）APCUPS电源中性线截面由于APCUPS电源负载多为非线性负载，因而流过中线的电流不为零。即使在三相负载完全平衡时中线电流也可达三相电流的1.8倍。负载功率因数越小，倍数越大。因此在APCUPS电源中，其中线截面不得小于相线截面。否则易造成中线发热，甚至烧掉电缆引起火灾，造成严重后果。

提高电源可靠性的技巧——UPS安全安装要求

单一APCUPS电源系统中的反馈保护

如图3所示，Eaton公司所提供的三相APCUPS电源设备包括一款内部反馈保护装置作为标准。其包括一款内部反馈接触器(K5)，可在静态开关内自动防止故障情况。

如果一款静态开关发生故障，将其驱动到不需要的导电状态，则将在APCUPS电源输出和电源之间供电;电源可以在任一方向上根据变频器及输入电源之间的电压差和相位移动进行传输。

这种意外的电流可能导致APCUPS电源系统过载，激活变频器的电流限制，并且由于各种原因导致旁路跳闸甚至关闭。因此，故障可能对系统运行和可靠性产生重大影响。

图3：具有静态开关和内部反馈保护(K5)的APCUPS电源

当APCUPS电源不处于旁路模式且静态旁路开关未打开时，反馈检测电路和APCUPS电源固件可以检测旁路线路中的电流。然后打开内部反馈接触器以隔离故障并防止APCUPS电源输出和电源之间的电力流动，从而允许APCUPS电源在双转换模式下仍继续运行，即使是在静态开关故障时。

警报将通知现场人员，或者远程监控站(如果使用的话)检测到了单元中的缺陷，将以激活一系列计划中的纠正措施。

并联APCUPS电源系统中的反馈保护

APCUPS电源在APCUPS电源系统中并联，以获得更高的可用性或更大的容量。图4显示了具有内部反向馈电接触器K5的分布式旁路配置的并联APCUPS电源系统。

在其中一个静态开关中所出现的故障将潜在地允许并联的逆变器在系统输出和电源之间馈送或抽取电流。因此，单个静态旁路开关中的故障较终可能导致系统中的严重故障。但是，由于电路故障导致的电流流失可以被检测到，并且在相关联的APCUPS电源模块内部的反馈接触器会自动打开，允许系统保持双重转换操作，以保护负载。

并联系统的静态旁路线路具有冗余性，因为一个静态旁路故障不会阻止其他旁路线路的运行。在冗余并行系统中，静态旁路故障不会以任何方式影响系统的旁路能力;然而，在容量并行系统中，旁路容量将略有降低。

一些并联APCUPS电源系统使用集中旁路拓扑，其中系统旁路模块(SBM)为所有并联APCUPS电源单元提供了一条通用的旁路线路，如图4所示。

SBM与APCUPS电源的内部旁路开关一样，包括反并联连接的晶闸管。因此，服务人员存在相同的安全隐患，可能会发生类似的故障机制;因此，反馈保护对于集中式旁路系统同样重要，也是强制性的要求。在并联APCUPS电源系统中，内部反馈保护意味着分布式旁路系统中的每个静态开关都包括反馈接触器，因此可以保持配置冗余。相比之下，具有外部反馈接触器通常意味着仅为多个静态开关安装一个接触器，因此其中一个开关的故障或将导致连接到公共反馈接触器的所有静态旁路线路的全部损失。在一些模块化APCUPS电源设计中使用了类似的实施方案，其中一个反馈电源接触器用于多个或所有静态开关。对系统冗余和弹性的影响可能更大。

有一种观点认为，反馈保护装置本身可能会降低系统的可靠性，因为它是一个组件，就也可能会出现故障失败。

这是非常真实的，但有很多因素要考虑。这些因素包括组件通常如何发生故障失败，其在系统中如何使用以及可能的影响。

如果反馈接触器故障关闭，并且在供电丢失时不打开，那么直到静态旁路开关发生故障，都不会影响APCUPS电源系统的运行;需要发生*二次故障才会影响APCUPS电源系统的运行。该系统将几乎像一个没有反馈保护的系统。无论如何，这种故障失败是**的。

另一种更典型的故障模式是反馈接触器未按照适当需求被打开或关闭。在实践中，这意味着如果有相应的需要时，旁路线路不可用。只有一条静态旁路线路的系统将失去所有旁路容量;那些具有多个静态旁路，而且每个都有自己的反馈接触器的，仅会损失部分容量。

请注意，只有当主旁路电源可用时，APCUPS电源旁路线路才可用——旁路管路可用性不能**其供电。显然，具有相关控制电路的反馈保护装置的可靠性远远**主电源，因此对旁路线路总体可用性的影响可以忽略不计。

具有反馈保护和短路静态开关检测的APCUPS电源可以隔离故障的静态旁路开关，任何时候这都是系统的关键故障，并将消除系统中的单点故障。这种优势胜过由反馈保护引起的对旁路可用性的边际影响，并提高整体系统的弹性。

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