發布時間:2019-07-27 11:45:49點擊率:
隨著社會經濟的發展,我國的建筑智能化領域有了很大的發展,從大型的商業建筑、寫字樓,到小型的門店,乃至于很多居民小區中,包括建筑基本設備及其控制特性、建筑設備自動化技術、智能建筑的安防技術和消防及聯動控制技術等等隨處可見。
這些智能弱電系統,包括安防監控系統、閉路電視、網絡通訊、樓宇自控、智能停車系統等等的系統,隨著信息化建設進程不斷加快,數據的重要性已被企業提到了前所未有的高度,在建設、使用過程中,復雜的數據中心構架更易出現安全隱患,而一次宕機就可能帶來難以彌補的損失,面對這些問題,合理部署UPS是最好的解決之道。
在智能弱電工程中,機房UPS供電系統的可靠性對確保信息網絡及智能化設備的安全運行顯得尤為重要……一方面,UPS能夠穩定輸出電壓,能有效保護設備;UPS電源可以解決電源電壓下陷、電源浪涌、減幅振蕩、電源干擾、電源突波、電源波動、交換瞬變及諧波失真等由市電電源質量差對前端設備造成的危害。另一方面,UPS能在市電斷電的同時自動切換為蓄電池供電。可以說,UPS在智能建筑中起著不可或缺的作用。
機房UPS供電系統工作原理及選擇:
UPS實際是一個整合了整流器(AC/DC換流器),蓄電池以及逆變器(DC/AC換流器)的電力轉換系統,其基本原理是用蓄電池存儲市電電網輸入電能,當供電中斷時,換流器將蓄電池的輸入的直流電壓轉換為交流電壓輸出,并且將輸出電壓與電流凈化為比較標準的正弦波形,從而使得負載在不受斷電影響的同時也享有比較好的電源品質。
UPS通常按照工作狀態劃分為:后備式,互動式,在線式三種。
后備式:應用于0.1——1KVa,成本低,輸出一般為方波,非正弦波。市電/電池切換有中斷(一般為<10ms)在正常工作時,逆變器不工作。供電質量較差,不能解決電網頻率漂移,雜波,噪聲,干擾,尖峰等問題:
互動式:應用于1——6KVa,成本中等,市電/電池切換有中斷(一般<10ms)在正常工作時,逆變器不工作。供電方面不能解決以下問題:雜波,噪聲,干擾,尖峰等
在線式:應用于1-800KVa UPS,成本相對較高,市電/電池切換時間為零,供電質量高,提供不間斷的純凈的正弦波,解決所有電網問題。
根據JGJ 16—2008《民用建筑電氣設計規范》規定:UPS裝置宜用于電容性和電阻性負荷。對于大容量的負載,盡量選用三相進三相出的UPS,以保證三相負荷的平衡;為避免零點的漂移,宜選用帶隔離變壓器的工頻機。為了使UPS可靠、有效地工作,UPS的選擇、供配電、機房的設計和布置,以及設備本身所要求的維護和管理
在選擇UPS的容量時,還要考慮一定的裕量。對電子計算機供電時,其額定輸出功率應大于計算機各設備額定功率總和的1.2倍;對其他用電設備供電時,其額定輸出功率應為最大計算負荷的1.3倍。
另外,還需考慮功率因數問題,UPS的功率分為視在功率和有功功率,首先計算前端的負載功率,為確保UPS的系統高效率和盡可能地延長UPS的使用壽命,一般負載功率應滿足UPS額定功率的60%——70%。例如我們前端,需要不問斷供電的設備有安防設備、門禁系統、網絡交換機,有線電視系統等,統計總功率為
4800VA,因此我們選擇4800÷75%=6400VA,所以就選擇了6500W的在線式主機。
在實踐過程中,我們總結出下面的公式,可以計算出蓄電池的工作時間:
蓄電池組容量×電壓/主機額定功率×0.75(功率因數)=滿載時蓄電池工作時間
例如我們的UPS系統,主機額定工作功率6500W,3個電池柜共30塊鉛酸蓄電池,
每塊電壓12V,容量100AH。所以電池組電壓=12V×10=120V電池組容量=100AH×3=300AH 該系統滿載時蓄電池工作時間為300AH X 120V/6500W×0.75=7.
說明該系統在斷電時蓄電池至少可以工作7.4h。
以實際負載功率計算:300AH×120V/4800w=7.
我們的前端UPS系統在斷電時,最多堅持7.5h。
上述公式如果反推,根據當地實際情況,確定蓄電池所需要的工作時間,就
可以決定所需的蓄電池容量和電壓。
機房建設UPS的供配電:
除了對負載進行分析,根據其要求的高低和經濟的許可選擇合適的UPS外,要使UPS可靠地工作,正確的供配電也是不可缺少的一環。對于單相進單相出的UPS,其供配電線路根據計算電流選定。如某3 kVA的UPS供配電系統圖如圖所示。
企業對業務的重要性和可用性要求逐漸提高,過去對供電系統采用的方案為單機UPS工作,或串聯UPS工作,顯然不能達到當前現代企業的要求。為了提高數據中心的可用性,必須提升UPS供電的可靠性,徹底提高UPS供電系統的可用性。可采用1+l并機雙母線冗余方案,當任何一臺ups出現故障或者其中一套母線發生故障時,均不影響使用。也可采用兩臺獨立的UPS為雙電源負載提供兩路電源,同時為另一路UPS提供旁路備份。無論哪種方案,在設計時需要考慮到未來的業務發展,盡量采用可熱插拔的模塊化UPs系統,便于升級。
機房建設UPS安裝與運行維護注意事項:
(1) UPS電源的場所擺放應避免陽光直射,并留有足夠的通風空間,同時,禁止在UPS輸出端口接帶有感性的負載。
(2)初次使用前,最好先不接負載,讓UPS對蓄電池充電8 h以上,使各蓄電池電壓均衡后再投人使用。這是因為UPS從生產到使用大約要延誤數月的時間,蓄電池具有自放電效應。
(3)嚴禁頻繁地關閉和開啟UPS。一般要求在關閉后,至少等待6 s后才能重新開啟UPS,否則,UPS可能進入“啟動失敗”的狀態。開機、關機嚴格按正確的順序進行操作,避免因突然加載或減載時,UPS輸出電壓的波動過大而無法正常工作。
(4)禁止超負載使用。UPS電源的最大啟動負載最好控制在80%額定輸出功率之內。實踐證明,對于絕大多數UPS電源而言,將其負載控制在30%——60%額定輸出功率范圍內是最佳工作方式。
(5) UPS蓄電池的正確使用與保養:
為了延長UPS蓄電池組使用壽命的,要保證工作環境在20—25℃之間;
當蓄電池電壓過低而自動關機時不能再開機繼續使用,以免蓄電池組過度放電而損壞,嚴禁對UPS電源的蓄電池組過電壓、過電流充電。
對于長期只充電不逆變的UPS,要對蓄電池進行每三個月一次大容量放電,并在放電后24小時之內充電。
對鉛酸蓄電池的監控尤為重要。因為其故障往往造成電網故障。
不能把不同容量、不同廠家、不同性能的電池聯在一起,否則會影響整組蓄電池的性能。同時,要定期對電池進行檢查、測量,并做好記錄。檢查項目包括:整組電池的浮充電壓,單體電池浮充電壓等。
(6)、防止過電壓。
在機房配電屏低壓空氣斷路器后,安裝適當容量的并聯式低壓電源避雷器。在UPS電源端安裝適當容量的串聯式低壓電源避雷器(或SPD),以保證UPS的安全可靠運行,為防止雷電波從現場引人,可以在UPS輸出側處加裝相應的避雷器。
( 7)定期對UPS電源進行維護工作:清除機內的積塵,測量蓄電池組的電壓,更換不合格的電池,檢查風扇運轉情況及檢測調節UPS的系統參數等。
多年的工程實踐證明,采用UPS后,電源的可靠性得到很大的提高,電源的品質也得到改善,智能系統宕機的損失也減到最低。隨著計算機、通信以及網絡等技術的發展,UPS產品不斷升級換代,現已實現了電路結構的模塊化、集成化、全數字控制、環境集中監控及遠程智能化管理等,其應用范圍也越來越廣。只有合理地選配,正確地使用與維護,才能充分發揮UPS的優點,保證現代建筑信息系統的安全。
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