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UPS不間斷電源解決方案

（一）選型方案：
（1）后備式UPS：A）中川JHP-500/1000系列UPS為后備式設(shè)計(jì)，具有三級(jí)穩(wěn)壓功能，穩(wěn)壓精度高。適合應(yīng)用于個(gè)人PC機(jī)及其它對(duì)供電質(zhì)量要求不太高的PC機(jī)應(yīng)用場(chǎng)合。B）對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間停電地區(qū)的普通PC機(jī)用戶，中川UPS力薦后備JHP-500H/1000H長(zhǎng)延時(shí)機(jī)系列，該機(jī)具有外掛大容量蓄電池可達(dá)6-12小時(shí)的逆變供電時(shí)間設(shè)計(jì)，相對(duì)比使用在線機(jī)經(jīng)濟(jì)。JHP-500H較適合配帶一套PC機(jī)電腦使用，JHP-1000H型較適合配帶兩套PC機(jī)使用。JHP-500H/1000H長(zhǎng)延時(shí)機(jī)電池電壓均為12V DC，外掛一只12V蓄電池即可。
（2）在線式高頻小機(jī)：A）中川JHS-900系列UPS為雙變換在線式設(shè)計(jì)，適合應(yīng)用于企業(yè)及事業(yè)單位的基層辦公用PC機(jī)房或小型服務(wù)器使用。該型UPS適合在電網(wǎng)較穩(wěn)定地區(qū)使用，一般是一臺(tái)UPS集中配帶2-6臺(tái)PC機(jī)或單臺(tái)小型服務(wù)器使用。B）對(duì)于電網(wǎng)環(huán)境比較惡劣或配有劣性能發(fā)電機(jī)情況的企、事業(yè)基層處所用戶，中川UPS力薦抗沖擊相對(duì)較強(qiáng)的800系列工頻在線小機(jī)，該機(jī)耐受惡劣電網(wǎng)能力最強(qiáng)，只是價(jià)格相對(duì)較高。
（3）在線式高頻大機(jī)：中川JHS-3900系列UPS為雙變換高頻在線設(shè)計(jì)，具有冗余并機(jī)功能，能大大提高并聯(lián)UPS系統(tǒng)供電的可靠性，使要害負(fù)載可靠運(yùn)行，萬(wàn)無一失。并機(jī)簡(jiǎn)圖如下： 
 

 

兩臺(tái)UPS并聯(lián)運(yùn)行配帶同一要害負(fù)載，兩臺(tái)UPS各均分50%的負(fù)荷，如其中一臺(tái)UPS出現(xiàn)故障，則另一臺(tái)UPS承擔(dān)全部負(fù)荷繼續(xù)運(yùn)行，確保要害負(fù)載供電的更高安全。中川JHS-3900系列UPS為三進(jìn)/單出的中功率型，較適合應(yīng)用于重點(diǎn)場(chǎng)所的中心機(jī)房或信息數(shù)據(jù)中心的要害負(fù)載配用（如中、大型服務(wù)器等）。
（4）在線工頻小機(jī)：中川JHS-800系列工頻小機(jī)為雙變換純?cè)诰�設(shè)計(jì)，該機(jī)耐受惡劣電網(wǎng)及環(huán)境能力極強(qiáng)，較適合于廠礦企業(yè)，或邊遠(yuǎn)供電質(zhì)量及環(huán)境條件較差地區(qū)使用，當(dāng)然更能應(yīng)用于大、中城市的電網(wǎng)較穩(wěn)定地區(qū)，只是造價(jià)相對(duì)較高。另外對(duì)于性能差劣的發(fā)電機(jī)供電，在一般的UPS不能匹配的情況下，改用該機(jī)型較理想合適。該工頻機(jī)屬于穩(wěn)定度極高的工業(yè)級(jí)別UPS。
（5）在線工頻中、大機(jī)：中川JHS-800系列中、大機(jī)為雙變換式真在線設(shè)計(jì)，因是工頻機(jī)設(shè)計(jì)，單機(jī)耐受惡劣電網(wǎng)的抗沖擊性能極強(qiáng)，能應(yīng)用于一切企事業(yè)單位重要部門的中、大功率負(fù)載使用，可以雙機(jī)串聯(lián)熱備份或冗余并機(jī)運(yùn)行，提高供電系統(tǒng)的可靠性。該工頻機(jī)也屬于穩(wěn)定度極高的工業(yè)級(jí)別UPS。
（6）準(zhǔn)在線互動(dòng)機(jī)：中川JHS-600系列UPS為準(zhǔn)在線互動(dòng)式設(shè)計(jì)，整機(jī)效率高，該機(jī)較適合電網(wǎng)比較穩(wěn)定地區(qū)使用，相對(duì)在線機(jī)可大大節(jié)省電能10-15%，另該機(jī)蓄電池組端逆變電壓與800工頻小機(jī)系列（1、2、3KVA）一樣均為48VDC系統(tǒng)，較適合于郵電行業(yè)的48VDC交換機(jī)后臺(tái)操作系統(tǒng)使用。
（7）電力專用UPS：中川電力系統(tǒng)專用UPS為雙變換在線式設(shè)計(jì)，逆變直流電壓為220VDC，單相交流輸出設(shè)計(jì)，專為電廠發(fā)電機(jī)組、配電站、輸變電站的控制室設(shè)備定制。20KVA以下為單進(jìn)/單出型，20KVA以上為三進(jìn)/單出型。
（8）財(cái)稅、彩票專用UPS：財(cái)稅、彩票專用UPS是我公司在多年UPS電源設(shè)備研發(fā)制造經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，專為財(cái)稅POS機(jī)及彩票機(jī)設(shè)計(jì)的高性能小功率不間斷電源。整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，采用內(nèi)置大容量蓄電池及底部輪式結(jié)構(gòu)，可外掛蓄電池，后備長(zhǎng)延時(shí)間設(shè)計(jì)。便于移動(dòng)及根據(jù)實(shí)際情況外加掛蓄電池延長(zhǎng)后備時(shí)間；性能優(yōu)越，安全可靠，具有周全的自動(dòng)保護(hù)功能，能為財(cái)稅、彩票設(shè)備提供純凈、穩(wěn)定的不間斷交流電源。
市電正常時(shí)，UPS將市電經(jīng)濾波、尖峰浪涌吸收和穩(wěn)壓處理后為設(shè)備供電；當(dāng)市電發(fā)生故障時(shí)（包括市電斷電、市電過/欠壓），UPS轉(zhuǎn)由電池逆變工作方式，持續(xù)向系統(tǒng)供電，從而有效地保證系統(tǒng)工作的連續(xù)性，免受市故障的干擾。當(dāng)市電發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間故障而致使UPS因電池欠壓自動(dòng)保護(hù)關(guān)機(jī)，在市電恢復(fù)正常后自動(dòng)充電，無需人工操作，具備無人職守的功能。機(jī)內(nèi)配備的大電流高頻充電器，縮短了電池補(bǔ)充能量的時(shí)間，提高了電池的使用壽命，最大限度地延長(zhǎng)了備用時(shí)間，保證系統(tǒng)業(yè)務(wù)的正常進(jìn)行。
財(cái)稅、彩票專用UPS優(yōu)選高性能元器件，融合先進(jìn)的制造工藝和控制技術(shù)，集完善的防雷電保護(hù)、蓄電池保護(hù)于一體，可適用于各種場(chǎng)合，能有效保護(hù)POS機(jī)系統(tǒng)。該專用UPS電源是財(cái)稅、彩票行業(yè)用戶的最佳選擇，能為財(cái)稅、彩票的POS機(jī)系統(tǒng)提供不間斷的電力供應(yīng)保障。

（二）配置方案：
一） 集中式和分散式供電方案：
UPS集中式供電是指一臺(tái)大UPS配帶多臺(tái)負(fù)載設(shè)備；分散式供電一般是指單臺(tái)小UPS配帶單一負(fù)載。集中式供電管理方便，UPS機(jī)型相對(duì)較大，可靠性、性能一般比小型機(jī)優(yōu)越，優(yōu)勢(shì)明顯，但集中式供電造價(jià)成本相對(duì)比分散式總造價(jià)要高得多。對(duì)于一個(gè)UPS電源設(shè)計(jì)項(xiàng)目，采取何種供電方式，必須依具體情況而定。如果是新樓新房布線，應(yīng)在布線前優(yōu)先考慮集中式供電。如果是租用的已布線舊場(chǎng)所，一般需依據(jù)舊場(chǎng)所的實(shí)際布線情況來選擇UPS供電方式。對(duì)于重要負(fù)載、照明混合布線的則只能選擇分散式UPS供電。另外選擇何種UPS供電方式還與用戶的實(shí)際經(jīng)濟(jì)情況有關(guān)，一般國(guó)家機(jī)關(guān)單位及經(jīng)濟(jì)條件較好的用戶多選擇集中式UPS供電；個(gè)體用戶一般選擇分散式供電，如網(wǎng)吧、超市、小企業(yè)等。
二）蓄電池配置時(shí)間：
1）對(duì)于很少停電的供電穩(wěn)定地區(qū)（如大、中城市的城區(qū)），用戶的普通負(fù)載配置的UPS僅需15分鐘-1小時(shí)的標(biāo)機(jī)或短延時(shí)即可。2）對(duì)于電網(wǎng)供電持續(xù)趨緊，頻繁停電地區(qū)，尤其是供電緊張的大多數(shù)郊縣。用戶在沒有配備發(fā)電機(jī)的情況下，即使用戶電網(wǎng)具備雙路市電供電，在UPS配置的蓄電池中一般均需為4-8小時(shí)的長(zhǎng)延時(shí)系統(tǒng)。3）用戶在配備發(fā)電機(jī)的情況下，普通負(fù)載的UPS則只需配置30分鐘-1小時(shí)的蓄電池即可。要害負(fù)載的供電一般雖然具有多重保障，但由于重要程度的特殊性，用戶一般不惜代價(jià)在UPS配置蓄電池上均為6-8小時(shí)的長(zhǎng)延時(shí)系統(tǒng)。
三）可靠度設(shè)計(jì)：
對(duì)于重要部門的結(jié)算中心或數(shù)據(jù)信息中心的要害負(fù)載，由于特殊重要性，均須采用多重保護(hù)的高可靠集中供電方式。要害負(fù)載一般是采用雙路交流市電供電外加備用發(fā)電機(jī)組、另加多臺(tái)UPS并機(jī)（或雙機(jī)串聯(lián)備份）的方式。雙路交流市電供電原理即高壓變電站降壓輸出到兩個(gè)基層變電站A和B，用戶配電柜內(nèi)有兩路380V市電各從低壓變電站A和B引來拉入，其中一路為主供市電，另一路作備用市電，兩路市電由ATS自動(dòng)切換開關(guān)（也叫雙電源切換開關(guān)）自動(dòng)切換。如果主供低壓變電站故障癱瘓，則由ATS自動(dòng)切換到另一路備用市電電路。如果高壓變電站總關(guān)癱瘓（即低壓變電站A和B供電均中斷），用戶則可以啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組投入繼續(xù)供電。這樣用戶市電供電具有多重保障，但由于用戶UPS配帶的是非常重要的數(shù)據(jù)中心要害負(fù)載，為了更大限度的提高UPS系統(tǒng)的可靠度，因此此種要害負(fù)載配置的UPS一般采用冗余并機(jī)（或雙機(jī)串聯(lián)備份）的方式，并聯(lián)中的UPS1和UPS2并聯(lián)接入市電，并聯(lián)輸出供給同一要害負(fù)載，負(fù)載負(fù)荷由兩臺(tái)UPS平均分擔(dān)50%，如果其中一臺(tái)出現(xiàn)故障，則由另一臺(tái)承擔(dān)全部負(fù)荷，這樣可大大提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠度。
圖1）如下所示為要害負(fù)載的多重保障供電方案原理圖：
 

 

圖2）如下所示為UPS雙機(jī)串聯(lián)熱備分方式：
 

 

（圖2）在UPS主機(jī)的旁路上串聯(lián)接入U(xiǎn)PS備份機(jī)（也叫從機(jī)），即UPS備份機(jī)的輸入/輸出串入連接UPS主機(jī)的旁路。主機(jī)與備份機(jī)均開機(jī)工作，正常情況下負(fù)載負(fù)荷全由主機(jī)主電路承擔(dān)，而備份機(jī)雖然也是開啟但是空載運(yùn)行。如果主機(jī)主電路的逆變器故障或超載，則會(huì)跳到旁路由備份機(jī)承擔(dān)負(fù)載負(fù)荷。此種串聯(lián)備份方式可提高UPS供電的可靠度，機(jī)器安裝也簡(jiǎn)單、方便。但缺點(diǎn)是：A）雙機(jī)之中主機(jī)全載運(yùn)行，備份機(jī)長(zhǎng)時(shí)間空載，不能同程度老化，因此需每隔1—2年，主﹑從機(jī)輪換一次。B）如果主機(jī)主電路的逆變器故障或超載跳到旁路供電時(shí)UPS供電存在切換時(shí)間。只要具有獨(dú)立旁路輸入接點(diǎn)的在線式 UPS一般均可以雙機(jī)串聯(lián)熱備份方式運(yùn)行。

圖3）如下所示為UPS多機(jī)冗余并機(jī)方式：
 

 

冗余并機(jī)方式是：多臺(tái)同型號(hào)同容量的UPS以并聯(lián)的連接方式對(duì)單套要害負(fù)載供電，如圖3所示：UPS1、UPS2、UPS3并連接入市電，并聯(lián)輸出供給同一要害負(fù)載電力，負(fù)載負(fù)荷由三臺(tái)UPS各平均分擔(dān)33.3%，如果其中一臺(tái)出現(xiàn)故障，則由另兩臺(tái)各平均分擔(dān)50%的負(fù)荷，這樣可大大提高UPS系統(tǒng)的可靠度，冗余并機(jī)與串聯(lián)熱備份的區(qū)別是：A）冗余并機(jī)UPS可達(dá)多臺(tái)，且均分負(fù)荷，各機(jī)運(yùn)行同程度老化。串聯(lián)熱備份的UPS一般僅為兩臺(tái)，兩機(jī)運(yùn)行不能同程度老化。B）冗余并機(jī)遠(yuǎn)比串聯(lián)熱備份復(fù)雜，要求多臺(tái)UPS輸出的頻率﹑相位﹑幅度等達(dá)到絕對(duì)的完全一致，因此多機(jī)之間的通訊協(xié)調(diào)平衡非常重要，全由機(jī)內(nèi)的協(xié)調(diào)控制并機(jī)板來完成。C）串聯(lián)熱備份如果主機(jī)主電路的逆變器故障或超載跳到旁路供電時(shí)UPS供電存在切換時(shí)間，而冗余并機(jī)在其中一機(jī)故障卸載時(shí)不存在切換時(shí)間�，F(xiàn)在的UPS并機(jī)設(shè)計(jì)多數(shù)已把平衡協(xié)調(diào)電路融入U(xiǎn)PS機(jī)器內(nèi)部而省掉了外接的并機(jī)柜。使機(jī)器安裝得以簡(jiǎn)化，也提高了并機(jī)系統(tǒng)的可靠度。D）串聯(lián)熱備份機(jī)型要求不高，一般在線式普通機(jī)型只要具備獨(dú)立的旁路接線端口即可行，而冗余并機(jī)功能則一般是中大容量UPS才具有的，一般機(jī)型較貴。
特別申明：串聯(lián)熱備份和冗余并機(jī)所帶的要害負(fù)載，負(fù)載功率不能超過單臺(tái)UPS的容量。否則，UPS系統(tǒng)的可靠度就沒有保障。例如：兩臺(tái)10KVA的UPS并機(jī)所配帶負(fù)載如果是12KW，兩臺(tái)UPS各帶50%即6KW的負(fù)載平常是能正常運(yùn)行，但一旦其中一臺(tái)出現(xiàn)故障，則12KW的負(fù)載全切入到另一臺(tái)10KW的UPS，則會(huì)造成另一臺(tái)UPS大大超載跳旁路，如遇上市電停電則整個(gè)UPS系統(tǒng)就會(huì)癱瘓！串聯(lián)熱備份和冗余并機(jī)兩種方式主要目的均是以犧牲成倍的價(jià)格來?yè)Q取系統(tǒng)的成倍可靠度，因而一般是要害部門采用。

（三）使用方案：

（1）后備式UPS最佳帶載率為40-60%�？蛰d或大于80%負(fù)載時(shí)UPS輸出三次諧波成份較大，對(duì)電腦等負(fù)載的正常運(yùn)行及使用壽命具有一定影響。后備式UPS逆變輸出為方波，不宜配帶感性負(fù)載（如電機(jī)類負(fù)載等）。
（2）在線式UPS配帶弱感性負(fù)載時(shí)，帶載率不宜超過50%，對(duì)于強(qiáng)感性負(fù)載不可超過35%。對(duì)于晶閘管負(fù)載或半波整流設(shè)備，UPS原則上不能配帶，但在混入其他阻性負(fù)載，且總帶載率低于50%的情況下，則可以選擇性配帶。另外UPS前端如果接有晶閘管或半波整流設(shè)備，很容易造成UPS輸入波型畸變大增、引起較大噪聲干擾（工頻機(jī)噪聲隨波型畸變程度加大，高頻機(jī)更會(huì)造成內(nèi)部高頻元器件瞬時(shí)過熱，從而極易出現(xiàn)故障）。
（3）無軟啟動(dòng)功能（延時(shí)啟動(dòng)）的UPS，原則上不宜帶載開、關(guān)機(jī)，尤其是重載條件下開、關(guān)機(jī)，否則會(huì)增大故障的可能性。應(yīng)先空載開機(jī)再加負(fù)載。
（4）在惡劣的電網(wǎng)環(huán)境下，ＵＰＳ容易造成零線串入干擾。后備式UPS容易造成市電與逆變的頻繁切換，容易造成故障。對(duì)于在線式UPS容易造成鎖相與失控鎖相失敗。
（5）后備式UPS不能置于電感性電源后面（如凈化電源），否則容易造成切換時(shí)間過長(zhǎng)，在市電停電時(shí)造成電腦的死機(jī)。而在線式UPS前端配置凈化電源則大大的有利。除幫助凈化市電外，還可大大緩沖UPS啟動(dòng)時(shí)大電流的沖擊，減小UPS故障率。
（6）市場(chǎng)上中、小型UPS，由于成本價(jià)格因素，制造商在其鎖相中基本上沒有設(shè)置轉(zhuǎn)換條件的判斷電路。直流系統(tǒng)中一般也沒有反灌噪聲設(shè)置，對(duì)功率管件容易造成損壞。因此，就這一點(diǎn)來說，小型機(jī)可靠性一般要比大機(jī)差。
（7）對(duì)于在線式UPS，減少其日常開、關(guān)機(jī)次數(shù)，或在其前端增設(shè)凈化電源，可大大減小機(jī)器的故障率。
（8）市場(chǎng)上的后備式UPS，由于成本關(guān)系，一般無輸出短路保護(hù)電路，因此保險(xiǎn)絲不能過大。500VA一般是5A型，1000VＡ一般為１０Ａ型。
（９）ＵＰＳ如無輸入、輸出隔離變壓器，則該機(jī)型安裝時(shí)，火、零線不能反接，否則很容易造成共膜干擾而容易損壞ＵＰＳ。
（１０）ＵＰＳ長(zhǎng)延時(shí)機(jī)型一般具有反灌噪聲抑制設(shè)置，否則在ＵＰＳ輸出負(fù)載量大時(shí)，反灌噪聲很容易造成蓄電池、逆變器件的損壞。
（１１）ＵＰＳ在不接電池或電池?fù)p壞條件下運(yùn)行，直流母線上高頻脈動(dòng)分量大，由于直流線路存在一定的內(nèi)阻，在重載條件下所形成的ＬＣ振蕩高頻成份大增，這樣對(duì)逆變器件不利，長(zhǎng)期運(yùn)行容易出現(xiàn)故障。因此UPS在沒接蓄電池情況下不能長(zhǎng)期運(yùn)行，蓄電池老化報(bào)廢時(shí)應(yīng)及時(shí)更換。
（１２）ＵＰＳ不能長(zhǎng)期滿載或超載運(yùn)行，但也不能空載運(yùn)行。空載運(yùn)行對(duì)蓄電池大大的不利，很容易造成蓄電池?fù)p壞。
（１３）ＵＰＳ輸出波型與帶載率具有很大關(guān)系。后備式的方波是負(fù)載量的函數(shù)，負(fù)載越大，脈寬則越大，幅度越小。正弦波的負(fù)載量６０％最佳，過輕或過重輸出波型失真均較大。ＵＰＳ在重載條件下逆變的輸出，其輸出波型抖動(dòng)大，諧波量增大，故障率增高。ＵＰＳ配帶非線性負(fù)載波型失真較大。