關于UPS組合備電產品配置方案探討

◎馬忠貴

UPS組合備電主要是為了防止帶電設備在長時間使用過程中發(fā)生斷電或是沒電的條件下所備用的電源，按照產品打磨三階段計劃，在產品發(fā)展一階段，為了匹配客戶需求，能準確掌握成熟產品組合方法，支撐開展備電業(yè)務。為此，編寫了關于《UPS組合備電產品配置方案》，包括UPS組合設備介紹、容量配置方法、組合方案等。

一、設備介紹

（一）電源設備

1.不間斷電源UPS。UPS（不間斷電源）設備按工作方式：分為在線式和后備式，在線和后備式依據其工作頻率又分別分為高頻和工頻制式。

2.在線式UPS。（1）在線式高頻UPS。由高頻IGBT整流電路、電池充電電路、電池升壓電路、逆變電路和旁路模塊組成，具有效率高、輸入諧波小、體積小、重量輕、綠色節(jié)能等特點。（2）在線式工頻UPS。由可控硅SCR整流電路、IGBT逆變電路、旁路模塊和工頻升壓變壓器等部件組成。主要應用于感性負載（定頻：如空調壓縮機）的備電業(yè)務。

3.后備式UPS。適用于負載可以瞬時斷電的場合（目前切換時間一般在3ms內），正常工作于旁路模式，市電異常時，切換到電池逆變供電模式。（1）后備式高頻UPS。由電池充電電路、電池升壓電路、逆變電路和旁路模塊組成，具有效率高、體積小、重量輕、綠色節(jié)能等特點。（2）后備式工頻UPS。由電池充電電路、IGBT逆變電路、旁路模塊和工頻升壓變壓器等部件組成。主要應用于感性負載（定頻：如空調壓縮機）的備電業(yè)務。

（二）各類電源設備適用場景

各類備電電源設備適用場景

二、電池設備

（一）備電電池類型

分為鉛酸電池和鋰電池兩類。UPS配置鉛酸電池一般選取單只12V電壓等級（2V可用）。

（二）電池設備

1.鉛酸電池配置。

（1）蓄電池組的容量應接近近期負荷配置；如果客戶有要求，可考慮中、遠期業(yè)務發(fā)展。

（2）每臺UPS設備的蓄電池組一般為1～4組。

（3）不同廠家、不同容量、不同型號的蓄電池組不應并聯(lián)使用；不同時期的蓄電池組不宜并聯(lián)使用。

（4）恒功率法配置蓄電池容量：

①2V單體電池放電功率計算公式：

式中：

P——2V單體電池的放電功率；

S——UPS設備額定容量（kVA）；

cosφ——UPS設備輸出功率因數；

μ——UPS設備的逆變效率；

N——電池組數；

M——每組電池2V單體數量；

β——帶載率。

②根據上述公式1計算得出2V單體蓄電池需求放電功率后，按照備電時間和放電終止電壓（建議1.70 V～1.80V），對照蓄電池廠家提供的蓄電池放電功率表查表確定電池型號。

2.鐵鋰電池配置。

（1）標稱電壓為DC 51.2V，由16只標稱3.2V的鐵鋰電池電芯串并聯(lián)組成。

（2）鐵鋰電池容量選型計算公式：Q=k×a×（P×T）/51.2

式中：Q—電池容量（Ah）；k—安全系數，取 1.25；P—設備工作實際功率（W）；T—備電總時長（h），建議 T應≥1小時（h）；a—溫度調整系數，寒冷、寒溫I、寒溫II地區(qū)取1.25，其余地區(qū)取1.0。

（三）鉛酸蓄電池種類

鉛酸蓄電池配置種類表

（四）鐵鋰電池配置種類表

鐵鋰電池配置表

三、結束語

綜上所述，本文主要講解電源UPS設備工作方式和電池設備類型，UPS設備應用廣泛，在通信領域是人們一直追尋的目標。作為UPS后備鉛酸及鐵鋰電池，目前根據電池電容、燃料、重量、節(jié)能及環(huán)保，鐵鋰電池比鉛酸蓄電池具有優(yōu)勢。不過鐵鋰電池目前也有顯著的缺點，特別是它昂貴的價格還不能被UPS用戶所接受。

隨著技術不斷進步，在備用電源領域鐵鋰電池一定會出現運作更可靠，更符合成本效益，并能降低擁有成本的新技術。