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摘要：UPS电源系统作为电力发展的高技术产品市场需求的回应，它具有明显的断电保护功能：当市电电源、不间断电源到负载；在市电不稳定时，可以避免遭受伤害的负载下，压力剧增，全面提高供电质量的电源系统（UPS）时；故障，负载（尤其是计算机和网络系统的全面保护，）发挥作用的过载，短路，电池过放电保护，提供一个稳定的工作环境负荷。
关键词：UPS；供电系统；容量；电池；冗余；智能性
1前言
在当今计算机广泛应用的通信系统中，计算机、通信设备对供电质量的要求越来越高，因此，在通信机房安装ups（不间断电源）供电系统变得越来越普遍。设计良好的ups电源系统可以为负载提供高质量的电源。然而，在实际应用中，UPS电源系统本身往往会引起许多问题。因此，如何建立一个合理、安全的ups供电系统成为人们关心的问题。
2 UPS 供电系统的基本要求
2.1供电系统供电质量不应太差，电压和频率应稳定在正常范围内。一般来说，大容量的UPS主机应具备380V±15%电压范围。如果电压过低，UPS后备电池就会频繁放电，后备电池的使用寿命将大大缩短。反之，电压过高，容易造成逆变器损坏。对于旁路输入，其电压和频率波动也有一定的范围，一般额定电压10%，额定频率15%。如果前级的电源范围过大，逆变器和旁路电源之间的切换将被禁止或中断。因此，如果第一级网格通信室在要求的电压范围，应在UPS配置合适的抗干扰交流稳压电源前，但不宜用于电子管式交流稳压器或磁饱和稳压器。由于这两种电压调节器在启动时会产生瞬时高压，输出波形畸变较大，容易引起ups故障。
2.2前级供电系统不应有任何其它频繁起动负荷，如频繁使用的电梯和频繁开启的空调。原因是，在打开和关闭时，负载出现瞬时高电压的电源电路，电压波形失真太大，导致UPS电源和逆变电源的旁路切换控制电路故障，导致同步控制电路故障。因此，在条件允许的情况下，最好在电网输入前端安装UPS电源。
2.3交流发电机在前电源系统中的容量应适当增加。大多数通信机房都配备了发电机，以解决长时间停电问题。但在配置发电机组时，其容量应不超过UPS电源额定输出功率的1.5～2倍，以保证发电机组的正常输出电压和频率，改善其波形畸变。
3供电系统的电气隔离及接地
一般来说，网络中常存在差模噪声和共模噪声，这些干扰对计算机的正常运行有不同程度的干扰。此外，零线电位的偏移也会影响计算机的运行。因此，在考虑UPS电源方案时，应采取措施尽量减少这些影响。传统的UPS通过内部的功率输入和输出变压器来实现电网与电网之间的电气隔离和电压匹配，抑制共模和差模噪声电压，这是由计算机电源耦合造成的。这种UPS的输出零点来自隔离变压器次级Y绕组的中性点。为了确保输出零电压不偏移，通信室应连接到地面，个别导线应连接到输出点。为了解决通信机房小的问题，近年来出现了一种无输出隔离变压器的高频链结构ups。由于高频变压器代替工频变压器，体积重量明显下降，但由于其输出直接通过输出变换元件，在不平衡情况下，仍存在零失调电压的问题。中性线和地线之间的电压可以达到10伏甚至更高，远远超出了一些计算机制造商的要求。因此，对于大型计算机网络等重要负荷，电源系统应尽量使用ups的工频隔离变压器。
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4正确配置UPS 后备电池
为了保证电网的停电，我们还可以利用ups电源继续向计算机提供高质量的电源，而后备电池的配置尤为重要。当负载不允许中断供电，通信机房内的UPS电池后备时间应大于电源中断到恢复的时间或正常发电所需的时间（供电系统的第一级配备发电机）。如果时间较长，应将电池长延时连接配置，但这应确认UPS内部有整流能力，应对国外大容量蓄电池应配置，或外置充电器。电池容量的选择应遵循以下原则：蓄电池必须在备用时间内供应给逆变器，电池电压不应低于额定负载下逆变器允许的最低电压。在布置机舱设备布置时，蓄电池应靠近UPS主机，缩短连接长度，增加线路截面积，减少自感和线路压降。电池组可以安装在电池柜或打开的电池架中。前者美观洁净，但楼层较高；后者可分散载荷，散热好，但面积小，易扬尘，不便维修。
5通过冗余方式增加供电可靠性
5.1双机主从式热备份
将作为从机的UPS1输出接到另一台作为主机的UPS2的旁路输入，正常运转时由UPS2供电，UPS1处于备份。当UPS2毛病时，负载切换至UPS2旁路，由UPS1承当负载供电使命。此体系结构及控制简单，但存在以下缺陷：主机长时间作业，而从机处于长时间待机状况，两机的元件老化程度不均匀；在从机供电的状况下，主机静态旁路毛病时将导致体系供电失败；体系负载不能超过单机容量且以后无法扩容。
5.2 并联热备份
该体系将两台UPS的电池组输入，整流器输出及逆变器输出并联，并共用旁路。正常时两台整流器一起向两逆变器供电，并向两组电池充电，经过逆变器输出静态开关挑选其中一台逆变器向负载供电，两台整流器和逆变器别离互为备用。只要当两台逆变器一起毛病时，体系将负载切至一起静态旁路，由市电持续向负载供电。该计划没有瓶颈毛病点，任何一台UPS局部或全体毛病，体系仍能持续向负载供电。因为真实输出只要一台逆变器，故也不存在逆变器间的环流。但因为此形式相似单机运转形式，带负载才能相对差且不易扩容。
6供电系统应具备智能性
（1）实时监控功能。监控电路各部分的状态，随时获取主机的相关参数。
（2）人机交互功能。根据实际运行情况，通过程序修改，重新设置UPS临界点内的各个临界点，也可以读取UPS电源的各种参数。
（3）故障诊断功能。对异常参数进行及时监测分析，尽快识别故障征兆，显示其性质、位置，给出处理方法，并自动记录相关信息。
（4）远程监控功能。提供远程计算机接口，通过RS-232或RS-485接口，通过调制解调器实现与远程计算机终端的通信，实现遥测遥控目的。
7结束语
综上所述，较为常见的方案有串联热备份，冗余并联、分布冗余等等，这些都是常用的 UPS 配置方案。但是在针对具体的每个数据中心 UPS 系统设计时，设计人员不仅要根据用户实际的需求，还要考虑数据中心的供电环境、物理空间、不同 UPS 系统的缺点和优点等设计出最合理的 UPS 系统方案。
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论文作者:赵红
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/28
标签：电源论文; 电压论文; 负载论文; 逆变器论文; 供电系统论文; 旁路论文; 系统论文; 《基层建设》2017年第33期论文;