1. 不同類型的UPS在技術上有何區(qū)別?
不論密封式的還是溢流式的蓄電池,影響其壽命的主要因素有以下四種。電池的環(huán)境溫度、電池的化學組成、電池的使用循環(huán)、電池維護和服務。
后備式:(Standby or Off-line)
后備式UPS的本質(zhì)特點就是具有離線的逆變器,并且由于逆變器平時為冷備狀態(tài),因此存在較長的電池切換時間。當市電輸入良好時,UPS將市電直接導通到負載側(cè)(沒有在線調(diào)壓裝置)。只有當市電輸入失敗或供電質(zhì)量超出UPS正常輸入范圍時,才啟動逆變器并切換到電池放電狀態(tài)。該類UPS輸入范圍窄,容量。400W~1000W之間),在線及逆變輸出質(zhì)量差,且切換時間較長,長延時應用能力較差,因此綜合的可用性較差,只適用于單臺PC等非重要場合的一般性電源保護,但結(jié)構(gòu)簡單體積小噪音低,普遍具有較高的工作效率,以及經(jīng)濟的價格。
普通交互在線式:(Line Interactive)
該類UPS同樣具有離線的逆變器,但為熱備狀態(tài)。當UPS在線工作時,逆變器作為雙向變換器起到為電池充電的作用。而電池放電狀態(tài)時,可快速投入逆變工作,因此可以提供更快的切換時間,確保負載在切換時不受到任何影響。同時提供相當程度的電壓調(diào)整能力以及輸入輸出的濾波及浪涌抑制環(huán)節(jié)。從而可以提供良好的凈化輸出電源,對負載起到更好的保護作用。
高級交互在線式:(Line Interactive Plus)
除具有一般交互在線UPS性能外,又進一步拓寬了輸入電壓范圍、縮小輸出電壓的波動范圍(較在線式UPS稍寬),使之具有很高的可用性。同時在電池管理方面引入智能化管理,加快回充速度、延長電池壽命、并提供電池潛在故障的早期報警。因此,高級交互式UPS在充分考慮到UPS的可用性基礎上,保持簡化的結(jié)構(gòu),提供高效率及整機的高可靠性。交互在線技術在1KVA~3KVA容量范圍內(nèi)應用效果比較理想,對于大多數(shù)分布較分散的小型計算機網(wǎng)絡及通訊設備而言,交互在線UPS以其獨特的綜合性能優(yōu)勢,得到廣泛應用。但交互在線UPS也具有一定的局限性,除容量(1KVA~3KVA)限制外,其對頻率干擾的適應性較差,因此對柴油發(fā)電機的適應能力也不如傳統(tǒng)在線UPS好。
傳統(tǒng)在線式:(On-Line)
該類UPS的本質(zhì)特征就是逆變器始終在線工作,因此在電池切換中無須切換時間。在線UPS的結(jié)構(gòu)決定了其輸出與市電輸入的無關性。因此對輸入電的適應能力更強,尤其表現(xiàn)在對頻率變化的適應能力。輸出則提供非常精準的電壓穩(wěn)定度、頻率穩(wěn)定度,同時整機在噪聲抑制、浪涌保護等功能上都大大提高。與前兩者相比,相同容量的在線UPS更適合于輸出范圍要求嚴格的場合或柴油機供電、電網(wǎng)惡劣、頻率及電壓波動大的場合。另外,在線 UPS容量范圍比后備及交互在線UPS寬的多,由于技術上的可實現(xiàn)性,在線UPS可提供1~3840KVA的各容量段的不同應用。并且在長期的各種場合的使用中增加了很多輔助功能,如自動旁路、手動旁路、電池管理、通訊管理、效率優(yōu)選、以及各種冗余方式的應用。因此,在應用范圍上也較前兩者更廣,無論在小型分布式或大中型集中供電方式中,都有一席之地,尤其是在大中型集中供電方式中,更具有絕對優(yōu)勢。對于在線UPS本身來講,面向集中可靠供電現(xiàn)場的大中型UPS在包括保護、可靠性、冗余措施等諸多方面的設計上與小型在線UPS比較,有著很大的飛躍,從而確保在重要場合應用的可靠性。
在線式UPS的美中不足就是,由于經(jīng)歷交直交等眾多的電氣環(huán)節(jié),使得整機效率較低。因此,常常在小型分布供電應用中,與交互在線式UPS配合使用,發(fā)揮各自的優(yōu)勢。
下一代在線UPS主要特征:
隨著UPS技術的不斷深入發(fā)展,作為UPS的主要機型,在線式UPS的發(fā)展方向?qū)φ麄行業(yè)都有著舉足輕重的影響。而當今世界的大趨勢是節(jié)能與環(huán)保,因此一些國際知名的大型UPS廠家在也在招手這方面的工作。賦予下一代在線UPS以新的特征,充分地體現(xiàn)了環(huán)保及節(jié)能方面的意識。
效率優(yōu)選功能的采用,使在線式UPS更趨完美。該技術首先在1996年由金山特的PTPA系列UPS中作為可選模式推出,并在實際應用中收到了良好的效果。其技術的核心為高速檢測與執(zhí)行環(huán)節(jié),UPS檢測當前市電狀況是否符合UPS的輸出標準,從而控制UPS工作在旁路狀態(tài)或在線狀態(tài)。使用該方式工作,在一般市電質(zhì)量下整機效率高達99%。
電池長壽技術也是各大UPS廠家竟相推出的功能,這些技術主要是從電池使用與維護的合理性角度出發(fā),盡量使UPS電池工作在佳的狀態(tài)中,從而達到延長壽命的目的。
另外,目前大中型UPS普遍采用可控硅整流技術,該技術的大弊端就是對輸入電網(wǎng)或前端設備造成一定程度的諧波污染。而采用不控整流技術配合全IGBT的DC/DC功能可以很好地解決上述問題,從前由于技術不成熟而未被普遍采用,今后也將逐步成為發(fā)展趨勢。
總之,下個世紀的UPS將朝著低耗、長效、無污染的綠色電器方向發(fā)展。
2. 如果在用電設備上找不到明顯關于VA數(shù)的說明,該如何檢測設備的容量?
在每臺用電器的銘牌上都可找到關于電壓和電流的說明,通常是在產(chǎn)品的型號以及序列號附近可以查到這些說明。那么,對于單相用電設備而言可按如下公式計算設備容量:
電壓數(shù)(V) X 電流數(shù)(A) = 容量數(shù)(VA)
如果設備只給出了功率W數(shù)的信息,則可通過如下的公式大致?lián)Q算計算機及網(wǎng)絡設備的容量(針對大多數(shù)計算機設備而言):
功率(W) X 1.4 = 容量數(shù)VA
3. 如何根據(jù)UPS所帶設備的容量確定UPS容量?
通常的辦法就是保證負載標稱容量總和在UPS容量(KVA數(shù))的70%左右為佳。主要是考慮到UPS的負載波動或起動沖擊等情況,留出適當?shù)挠嗔,使UPS不至頻繁過載。若負載設備標稱容量已經(jīng)考慮70%負載波動因素則可直接按照標稱容量計算。另外,對于非計算機負載,例如電阻性(電爐子,電暖氣,等)或感性負載(空調(diào),電機,高速行打等)以及高沖擊性負載(復印機,激光打印機等)需要在70%的負載余量基礎上考慮功率因數(shù)匹配問題,及負載沖擊余量問題,保證UPS工作在佳運行狀態(tài)。
4.在負載開機時是什么原因造成的大電流沖擊?
在計算機或網(wǎng)絡設備冷啟動時,需要更多的電能來為負載設備電路中的儲能元件充電。計算機設備通常采用一種叫做開關電源的部件作為系統(tǒng)電源,而開關電源中存在很大的電容作為儲能環(huán)節(jié)。設備冷啟動時,尤其是關閉很長時間后再開機時,由于儲能元件中的電能已經(jīng)逐漸釋放,在上電后需要吸收相當大的一部分電能來作為初的電能儲存。 因此,在負載設備冷啟動時,往往造成比正常運行時更大的沖擊電流。
5. 負載設備廠家提供的容量值準確嗎?
用電設備廠家提供的不同設備的大允許功耗值包括初始化啟動電能和125%的過載余量(標有UL標準的用電器),因此用電器實際在正常運行時達到的功耗大致為標稱值的70%左右。
6.什么樣的網(wǎng)絡問題與電源有關?
設備失敗、板卡損壞、網(wǎng)絡長期崩潰往往由電源問題引起。另一些由電源問題引起的問題是工作站和服務器死機、數(shù)據(jù)丟失、間斷出現(xiàn)的故障。
7. 什么是電網(wǎng)污染,它們從何而來?
電網(wǎng)污染(Dirty power)是用于描述串入正常良好的正玄波電源中的畸變干擾以及非正常變化的一個術語?偟膩碚f它是由電網(wǎng)上大負載啟動關閉或突然停電以及網(wǎng)絡內(nèi)部形成的噪聲等因素引起的。據(jù)IBM近的電源研究表明,一個典型的網(wǎng)絡計算機設備每月要經(jīng)歷128次電源問題的考驗,而更值得注意的是僅僅4毫秒的電網(wǎng)干擾(dirty power)就可導致計算機硬件的崩潰。
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