科華YTG/B3330工業(yè)級UPS電源30KVA

科華YTG/B3330工業(yè)級UPS電源30KVA

一、先確定功率段

簡而言之，首先就是要確認我們希望UPS帶載的設備的功率，然后就可以確認好UPS的功率。一般來說，我們建議負載功率占到UPS功率的30%~80%。如果負載太的話，如同時啟動時可能會造成UPS電源過載，負載太小時，不但造成了浪費，對電池的性能來說也不好。

二、UPS工作方式

目前市場上多見的工作方式有后備式、在線互動式、在線雙變換(線純在線)這三種，具體如下：

(1)后備式的UPS，不帶穩(wěn)壓，市電與電池轉(zhuǎn)換時有轉(zhuǎn)換時間，一般用于個人電腦保護，或?qū)PS電源性能要求不高的情況下使用，此類型的UPS功率段一般較小;

(2)在線互動式，不帶穩(wěn)壓，市電與電池轉(zhuǎn)換時有轉(zhuǎn)換時間，但有調(diào)壓功能，一般用于配線間或微型機房，保護服務器及網(wǎng)絡設備等，此類型的UPS功率段一般在5KVA以下。

(3)在線雙變換UPS，市電與電池轉(zhuǎn)換時無轉(zhuǎn)換時間，無切換時間一般也是用于保護服務器或網(wǎng)絡設備以及機房里的其他設備，此類型的UPS功率段從小到都有，跨度比較1KVA~1000KVA，目前市場上較為多見。

以上幾種UPS電源的性能從高到低依次為：在線雙變換、在線互動式、后備式。價格一般與性能成正比。那是不是我們一定要選擇貴的UPS呢?答案是否定的。正如我們的標題，我們要選擇適合自己的UPS。如果是給個人電腦用，那么您選擇后備式的UPS就可以，如果是給服務器用，則應該在在線互動式與在線雙變換中來選擇，選擇應該按以下條件來進行：

1、設備要求

看您的設備是否需要很高精度的供電，可查看負載設備的銘牌上的標識或詢問設備廠家。如需高精度的供電，則需要選擇在線雙變換的UPS。其次是看負載類型，有的負載是不允許供電有閃斷，如：繼電器類的設備或開關信號的設備，若您為這種類型的設備配備在線互動式的UPS，那么就有可能在UPS市電與電池切換時，負載有斷電或誤動作，因此對于這類的設備應該選擇在線雙變換UPS。如果您的設備沒有以上兩個要求，則可以繼續(xù)下面步驟。

2、當?shù)仉娋W(wǎng)

如果當?shù)仉娋W(wǎng)質(zhì)量相對較好，也就是說平時電壓波動較小，這個時候就可以考慮選擇在線互動式的UPS。但是如果當?shù)仉娋W(wǎng)質(zhì)量較差，電壓波動較，那么我們建議使用在線雙變換的UPS，這是由于這類型的UPS對市電的適應能力要好于在線互動式。

3、UPS轉(zhuǎn)電池后續(xù)航時間

如果您要求較長時間延時，可以考慮選擇標長兩用的機器或買不帶內(nèi)置電池的UPS，這兩種UPS電源都可以外配原裝電池或第三方電池，以達到較長時間延時的目的。

4、安裝方式

一般來說，UPS電源有兩種安裝方式，一種是塔式安裝，一種是機架式安裝，可根據(jù)您的機房環(huán)境或現(xiàn)場環(huán)境來選擇，而且還需要注意，不是所有的UPS電源都同時支持這兩種安裝方式，多數(shù)情況下，機架式的UPS也可以做塔式安裝，但塔式的UPS不一定能做機架式安裝，因為塔式的UPS可能沒辦法安裝導軌。因此，確認好UPS功率段及工作方式后一定要確認一下UPS電源是否可以滿足您的安裝要求。

三、UPS不同種類電池的優(yōu)點和缺點

一：UPS常用電池的種類，影響電池壽命的因素，不同種類電池的優(yōu)點和缺點：

在UPS應用中的電池共有三種：包括開放型液體鉛酸電池，免維護電池，鎳鉻電池?，F(xiàn)UPS廠家所配的電池一般為免維護電池，下面以免維護電池為主介紹三種電池的特點：

1：開放型液體鉛酸電池：此類電池按結構可分為8-10年，15-20年壽命兩種。由于此電池硫酸電解會產(chǎn)生腐蝕性氣體，此類電池必須安裝在通風并遠離精密電子設備的房間，且電池房應鋪設防腐蝕瓷磚。

由于蒸發(fā)的原因，開放電池需定期測量比重，加酸加水。此電池可忍受高溫高壓和深放電。電池房應禁煙并用開放型電池架。

此電池充電后不能運輸，因而必須在現(xiàn)場安裝后充電初充電一般需55-90小時。正常每節(jié)電壓為2V，初充電電壓為2.6-2.7v。

2：免維護電池：又名閥控式密封鉛酸蓄電池，在使用和維護中需遵循下列原則：

a：密封電池可允許的運行范圍為15度-50度，但5度-35度之內(nèi)使用可延長電池壽命。在零下15度以下電池化學成分將發(fā)生變化而不能充電。在20度到25度范圍內(nèi)使用將獲得高壽命.電池在低溫運行將獲得長壽命但較低容量，在高溫運行將獲得較高容量但短壽命。

b：電池壽命和溫度的關系可參考如下規(guī)則，溫度超過攝氏25度后，每高8.3度電池壽命將減一半。

c：免維護電池的設計浮充電壓為2.3V/節(jié)。12V的電池為13.8V。CSB公司建議每節(jié)2.25-2.3V。在120節(jié)電池串聯(lián)的情況下，溫度高于攝氏25度后，溫度每升高一度浮充電壓應下調(diào)3MV。同樣溫度每升高一度為避免充電不足電壓應上調(diào)3MV。放電終止電壓在滿負荷(<30分鐘)情況下為1.67V每節(jié)。在低放電率情況下(小電流長時間放電)要升高至1.7V-1.8V每節(jié)，APCSYMMETRA可根據(jù)負載量調(diào)節(jié)充電電壓。

d:放電結束后電池若在72小時內(nèi)沒有再次充電。硫酸鹽將附著在極板上絕緣充電，而損壞電池。

e：電池在浮充或均充時，電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體在負極板電解成水，從而保持電池的容量且不必外加水。但電池極板的腐蝕將減低電池容量。

f：電池隔板壽命在環(huán)境溫度為30-40度時僅為5-6個月。長時間存放的電池每6個月必須充電一次。電池必須存放在干燥涼爽的環(huán)境。在20度的環(huán)境下免維護電池的自放電率為3-4%每個月，并隨溫度變化。

g：免維護電池都配有安全閥，當電池內(nèi)部氣壓升高到一定程度時安全閥可自動排除過剩氣體，在內(nèi)部氣壓恢復時安全閥會自動恢復。

h：電池的周期壽命(充放電次數(shù)壽命)取決于放電率，放電深度，和恢復性充電的方式，其中重要的因素是放電深度。在放電率和時間一定時，放電深度越淺，電池周期壽命越長。免維護電池在25度100%深放電情況下周期壽命約為200次。

i：電池在到達壽命時表現(xiàn)為容量衰減，內(nèi)部短路，外殼變形，極板腐蝕，開路電壓降低。

j：IEEE定義電池壽命結束為容量不足標稱容量AH的80%。標稱容量和實際后備時間非線性關系，容量減低20%相應后備時間會減低很多。一些UPS廠家定義電池的壽命終止為容量降至標稱容量的50-60%。

四、如何計算UPS所配電池的數(shù)量

4.1、蓄電池計算方法：

例如一臺40KVAUPS,直流電壓為384V，每組為12V電池32節(jié)，如果后備時間要求2小時，則計算電池的容量為：

40000VA*2H/(0.7*384V)=297AH

所以選擇3組100AH電池，共96節(jié)。

電池組的電流為40KVA/384V=104A，所以電池連線選擇50mm2電纜。

電池總數(shù)=(功率/直流電壓*小時)/每塊安時*每組塊數(shù)

其中功率為UPS的功率，直流電壓為UPS電池供電所要求的電壓，不同功率的UPS直流電壓不同，每組塊數(shù)為所要求電池的小塊數(shù)，一般配置電池時，必須為每組塊數(shù)的整數(shù)倍，常見的UPS直流電壓和每組塊數(shù)如下(電池每塊以12V為計算依據(jù))：

舉例來說，配置一臺5K8小時延時的UPS，其功率為5000，直流電壓為96V，每組電池8塊，配置100AH電池，其所需電池總數(shù)為：(5000/96*8)/100*8=32塊

UPS是不間斷電源系統(tǒng)的簡稱。作用是提供不間斷的穩(wěn)定可靠的交流電源，在市電中斷(停電)時UPS之所以能不間斷的供電。是有蓄電池儲能的結果。所能供電時間的長短由蓄電池的容量小決定。現(xiàn)將4.2、UPS蓄電池配置的計算方法介紹如下：

A、下列因素影響備用時間：

1、負載總功率P總(W)，考慮到UPS的功率因數(shù)，在計算時可直接以P總的伏安(VA)為單位來

2、V低是蓄電池放電后的終止電壓(V)，2V電池V低=1.7V;12V電池V低=10.2V

3、V浮是蓄電池的浮充電壓(V)，2V電池V浮=2.3V;12V電池V浮=13.8V

4、Kh為電池容量換算系數(shù)(Ct/C10)，10Hr放電率為1，5Hr放電率0.9，3Hr放電率為0.75，1Hr放電率為0.6

5、I為電池工作電流(A)，T為連續(xù)放電時間(H)，V為UPS外接電池的直流供電電壓(V)

B、計算方法

1、12V單體電池的數(shù)量N：N=V÷122V單體電池的數(shù)量為6N

2、電池工作電流I：I=P總÷V

3、實際電池容量C：C=I×T÷Kh

例如：功率為1KVA的電源備用時間4小時，選擇科士達UPS的型號為HP9101H，V=36V，則

①N=36V÷12V=3節(jié)

②I=1000VA÷36V=28A

③C=24A×4H÷0.9=124AH

④電池的配量可選用100AH一組3節(jié)，或65AH二組6節(jié)，選用的結果有偏離，這要看用戶的需求和成本的考慮。

注：12V蓄電池常用容量規(guī)格為7Ah、17Ah、24Ah、38Ah、65Ah、100Ah、200Ah等。

 為提高機房UPS電源工作的質(zhì)量、加強日常管理工作，保證機房UPS不間斷電源設備時刻處于良好的環(huán)境、設備安全穩(wěn)定運行，下面就看看UPS不間斷電源的使用壽命能夠達到多久？如何維護UPS電源維護，延長UPS電源壽命。

很多人好奇機房機柜UPS電源的使用壽命能夠達到多久？這取決于運行的環(huán)境，維護和保養(yǎng)的情況，公司對舊UPS的態(tài)度，如果低效、容量不夠，運行環(huán)境差，如溫度過高、灰層太、潮濕等等都會減短UPS的壽命，維護和保養(yǎng)不到位，也會縮短UPS的壽命。

例如風機和電容都必須在5~7內(nèi)更換，如果以上都不是問題，UPS*可以一直用下去，鉛酸蓄電池使用壽命跟電池質(zhì)量、環(huán)境濕度、充放電次數(shù)及充放電程序有很關系，理想恒濕20-25度環(huán)境、充放電不太頻密（每個月不超過兩三次）、電池有定期保養(yǎng)、電池及UPS質(zhì)量好的情況下用超過15年是可以的，當然使用時間愈久剩余容量會有所減少……見過長的UPS用了15年以上。

正常的來說，UPS電源的使用壽命一般都可以達到8-10年，而維護得當?shù)腢PS電源這可以使用15年以上，像美國很多地方的數(shù)據(jù)中心都用了20年上下，里面的UPS電源也從來沒有更換過。這當中又和電源的核心元配件電池有很的關系，下面我們就來介紹下UPS電源的維護和怎么延長電源壽命。

UPS電源的維護

不間斷電源，是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)或其它電力電子設備提供不間斷的電力供應。當市電輸入正常時，UPS不間斷電源將市電穩(wěn)壓后供應給負載使用，此時的UPS就是一臺交流市電穩(wěn)壓器，同時它還向機內(nèi)電池充電；當市電中斷（事故停電）時，UPS立即將機內(nèi)電池的電能，通過逆變轉(zhuǎn)換的方法向負載繼續(xù)供應220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞，UPS不間斷電源設備通常對電壓過和電壓太低都提供保護。

機房告警分為以下三個級別：

主要告警：包括通風設備組（新風機、排風機的報警為主）

嚴重告警：包括空調(diào)及環(huán)境監(jiān)控設備組（精密空調(diào)、機房柜機空調(diào)、溫濕度、漏水監(jiān)測、防雷器）；

緊急告警：包括消防、供配電、UPS設備組（消防系統(tǒng)控制箱、UPS、蓄電池、配電開關狀態(tài)、動力配電柜、ATS狀態(tài)）。

（1）*的維護條件是：UPS機房應該是空調(diào)和防靜電地板的房間，防雷效果要好，要防塵、防潮、防曬。輸入電壓好是在設計范圍以內(nèi)，負載合理的范圍是30%-60%，滿負載、超負載使用都會影響UPS的壽命。每年至少要保養(yǎng)一次。但現(xiàn)實中我們一般很難做到如此周到，因此一些UPS電源維護小常識就顯得特別的重要，

如：防止機箱里面灰塵堆積，定期保養(yǎng)電源里面的蓄電池等等，這些維護小常識往往能極地延長UPS電源的使用壽命，減少維修麻煩。

（2）保持適宜的環(huán)境溫度：影響蓄電池壽命的重要因素是環(huán)境溫度，一般電池生產(chǎn)廠家要求的佳環(huán)境溫度是在20－25℃之間。雖然溫度的升高對電池放電能力有所提高，但付出的代價卻是電池的壽命縮短。據(jù)試驗測定，環(huán)境溫度一旦超過25℃，每升高10℃，電池的壽命就要縮短一半。達不到規(guī)定的環(huán)境要求，其壽命的長短就有很的差異。另外，環(huán)境溫度的提高，會導致電池內(nèi)部化學活性增強，從而產(chǎn)生量的熱能，又會反過來促使周圍環(huán)境溫度升高，這種惡性循環(huán)，會加速縮短電池的壽命。

（3）定期充電放電：UPS電源中的浮充電壓和放電電壓，在出廠時均已調(diào)試到額定值，而放電電流的小是隨著負載的增而增加的，使用中應合理調(diào)節(jié)負載，比如控制微機等電子設備的使用臺數(shù)。一般情況下，負載不宜超過UPS額定負載的60%.在這個范圍內(nèi)，電池的放電電流就不會出現(xiàn)過度放電。UPS因長期與市電相連，在供電質(zhì)量高、很少發(fā)生市電停電的使用環(huán)境中，蓄電池會長期處于浮充電狀態(tài)，日久就會導致電池化學能與電能相互轉(zhuǎn)化的活性降低，加速老化而縮短使用壽命。因此，一般每隔2－3個月應*放電一次，放電時間可根據(jù)蓄電池的容量和負載小確定。一次全負荷放電完畢后，按規(guī)定再充電8小時以上。

（4）利用通訊功能：多數(shù)、中型UPS都具備與微機通訊和程序控制等可操作性能。在微機上安裝相應的軟件，通過串/并口連接UPS，運行該程序，就可以利用微機與UPS進行通訊。一般具有信息查詢、參數(shù)設置、定時設定、自動關機和報警等功能。通過信息查詢，可以獲取市電輸入電壓、UPS輸出電壓、負載利用率、電池容量利用率、機內(nèi)溫度和市電頻率等信息；通過參數(shù)設置，可以設定UPS基本特性、電池可維持時間和電池用完告警等。通過這些智能化的操作，方便了UPS電源及其蓄電池的使用管理。

（5）及時更換廢/壞電池：中型UPS電源配備的蓄電池數(shù)量，從3只到80只不等，甚至更多。這些單個的電池通過電路連接構成電池組，以滿足UPS直流供電的需要。在UPS連續(xù)不斷的運行使用中，因性能和質(zhì)量上的差別，個別電池性能下降、儲電容量達不到要求而損壞是難免的。當電池組中某個/些電池出現(xiàn)損壞時，維護人員應當對每只電池進行檢查測試，排除損壞的電池。更換新的電池時，應該力求購買同廠家同型號的電池，禁止防酸電池和密封電池、不同規(guī)格的電池混合使用。

延長UPS電源壽命的方法

延長UPS電源壽命的方法有很多，當中又主要和里面的蓄電池有關系，以下就介紹幾種簡單易行的小技巧。

1、交流穩(wěn)壓器的使用：使用UPS電源后，不必再加交流穩(wěn)壓器。若一定要加，應加在UPS電源的前級，即市電先經(jīng)交流穩(wěn)壓器，再經(jīng)UPS電源，然后到負載。

2、避免過載使用UPS電源在使用UPS電源的時候還要計算負載的小，要避免負載的過或者過小，過的負載會使UPS電源長期工作在超負荷狀態(tài)從而縮短UPS電源的使用壽命；如果負載過小，UPS電源的工作電路長期工作在不正常狀態(tài)，這對于UPS電源也是有一定危害的。合理的負載應該控制在50%到80%之間。實踐證明，UPS電源輸出負載控制在60%左右為佳，可靠性好。在UPS電源出現(xiàn)過載或逆變器故障時會轉(zhuǎn)到旁路模式運行，此時UPS電源不具備后備功能，負載所用的電源是通過電力系統(tǒng)直接供應的。

3、盡量不要超負載運行：盡量在低于額定功率的范圍內(nèi)運行，因為超負載功率運行不僅僅會對負載的壽命產(chǎn)品影響，也會對其供電的UPS電源壽命產(chǎn)生影響。一般情況下，在線式UPS電源的負載量應該控制在70%～80%，而后備式的UPS電源的負載量應該控制在60%～70%.注意，過度輕載也不好，雖然不如過載那么嚴重。

4、不要使用柴油發(fā)電機：UPS電源不宜由柴油發(fā)電機供電，因其頻率經(jīng)常突變不穩(wěn)，影響UPS電源的正常運行。

5、使用UPS電源時的開機和關機順序：正確的開機關機順序應該是先打開UPS電源給它供電，然后再打開各個負載，這樣可以避免啟動時瞬間的電流沖擊給UPS造成的損害，在關機時的順序正好相反應該先關閉各個負載后關閉UPS.在市電中斷由UPS供電時，應該盡快保存好自己的數(shù)據(jù)和資料然后關閉電腦，否則使用UPS電源進行工作可能會使UPS過量放電，從而縮短UPS的使用壽命。

6、UPS電源*充電技巧：新購置UPS電源后，要將UPS電源插入220V市電電網(wǎng)中，充電至少12小時以上，以確保電池充電充分。否則，蓄電池的實際可供使用的容量將低于蓄電池的標稱容量。若UPS電源長期不用。應每隔2～3個月開機24小時，讓其充電充分，并讓UPS電源處于逆變器工作狀態(tài)下2～3分鐘，以保證電池的正常壽命。UPS電源一旦接通市電，即開始對電池組充電，持續(xù)按開機鍵1秒以上進行開機，即開啟逆變器。

7、UPS電源不可長期閑置：蓄電池的過度放電和蓄電池長期開路閑置不用可使蓄電池的內(nèi)阻增，可充、放電性能變壞。對于長期閑置不用的UPS電源，在重新開機使用前，讓UPS電源利用機內(nèi)的充電回路充電12小時以后再接負荷，對于后備式UPS電源，好每隔一個月讓UPS電源處于逆變器狀態(tài)工作2～3分鐘，來激活蓄電池。此外，還需要嚴格控制蓄電池的充電電流不得超過蓄電池允許的充電電流。因為過的充電電流會導致蓄電池的使用壽命縮短。

8、蓄電池管理技巧目前許多UPS電源中使用的閥控式鉛酸蓄電池（VRLA）從一開始便被稱為免維護電池，這樣就給用戶一種誤解，似乎這種電池既耐用又*不需要維護。在這種誤導之下，許多用戶從裝上電池后就基本沒有進行過維護和管理。UPS電源中的蓄電池遇到下列情況時，應對蓄電池進行均衡充電：過量放電致使端電壓低于蓄電池規(guī)定的標定電壓時。對12V的小型密封式鉛酸蓄電池，其放電標定電壓為10.5V；對24V的蓄電池組，其放電終了電壓為21V；對96V的蓄電池組，其放電標定電壓為85V.放電后未及時對電池進行充電；長期閑置不用的電池。市電中斷，連續(xù)浮充的電池，放出近一半容量的電池。針對該種現(xiàn)狀，柏克開發(fā)一款電池自動化管理軟件，有效的解決這種問題帶來的困擾；

①電池自動化管理軟件，市電正常時3~4個月給電池進行一次充放電管理，放電20%，均充浮充自動切換，充分活化鉛酸分子，延長電池壽命。我們廠做個測試蓄電池放電20%，留80%可以循環(huán)放電1500-2500次，蓄電池100%放電10.5V終止電壓只能循環(huán)300次壽命就終止；

②放電時恒定檢測每個電池組，監(jiān)測每一塊電池的電壓、電流、溫度，根據(jù)電池溫度調(diào)節(jié)電池電壓進行補償；

③電池放電記錄日志防止電池失效診斷；

④充電電流按0.1C充電，電流可以1至100A設定。

9、作好實時監(jiān)控：目前智能UPS電源都具備與微機通訊和程序控制等可操作性能特性。在微機上安裝相應的軟件，通過串/并口連接UPS電源，運行該程序，就可以利用微機與UPS電源進行通訊。一般具有信息查詢、參數(shù)設置、定時設定、自動關機和報警等功能。如Winpower.然后通過串口控制電纜，將UPS電源連接電腦上，再通過RS232與RS485兩種協(xié)議通訊，就可實現(xiàn)UPS電源無市電輸入且低電量時自動關機的功能了。且它可同時監(jiān)控個串口上所連接的多臺UPS電源。

10、合理選擇UPS電源安裝位置一個好的安裝位置非常重要，放置UPS的地方必須具備良好的通風效果，要遠離水、可燃性氣體和腐蝕劑，環(huán)境溫度保持在0～40℃之間，若是在低溫下拆裝使用，可能會有水滴凝結現(xiàn)象。環(huán)境溫度一旦超過25度，每升高10度，電池的壽命就要縮短一半。目前UPS電源所用的蓄電池一般都是免維護的密封鉛酸電池，設計壽命普遍是5年。

UPS電源不宜側(cè)放，應保持進風孔與出風孔通暢；負載與UPS電源連接時，須先關閉負載、再接線，然后逐個打開負載，嚴禁將電動、復印機等感性負載接入UPS電源，以免造成傷害。將UPS電源接到的帶有過電流保護裝置的插座上時，所用電源插座應接保護地端；無論輸入電源線是否插入市電插座，UPS電源輸出都可能帶電。要使UPS電源無輸出，須先關掉開關，再取消市電供應。

11、UPS電源正確安裝注意事項：在給UPS連接輸出電源時還應該注意安全，由于UPS的輸出電壓和電流都比較，所以在連接輸出電源時還要注意安全防止觸電事故的發(fā)生。更換電池時先關閉UPS電源并脫離市電，使用帶絕緣手柄的螺絲刀，不要將工具或其它金屬物品放在電池上。連接電池線時，在接頭處出現(xiàn)細小火花屬正常現(xiàn)象，不會對人身安全及UPS電源造成危害，千萬不要將蓄電池正負極短接或反接。更換蓄電池時，不宜個別更換，好整體更換。另外禁止將不同安培數(shù)、不同品牌的電池組合使用。

12、定期維護：這是針對UPS電源里面的蓄電池的，作為UPS電源里面的核心元器件，我們更應該認真保護，要定期維護，如果當?shù)亻L期不停電，必須定期（三個月）人為中斷供電，使UPS電源帶負載放電。因為長期沒斷過電，所以你一直以為它是在正常工作的，而實際上一旦斷電，它只能提供很短的延時甚至根本沒有延時，原因就是UPS蓄電池長期處于浮充的充電狀態(tài)。