UPS电源设计解决方案

今天 通信电源技术 与您分享，UPS电源的功率大小设计方案，该方案带有电池容量计算，线缆线径的大小，蓄电池的规格型号等。

01正文

1.1.设计方案（UPS供电系统_X省、X市）

1.1.1.设计说明

本方案为通用方案，X省、X市两地在设计思路上保持一致，但考虑X市机房楼板承重，X市地区机房UPS电池的摆放方式为平铺。

1.1.2.单机满载后备钟蓄电池配置

电池容量计算：

电池组容量（Ah）=UPS容量（VA）*功率因素*后备时间/（直流电压（V）*蓄电池放电系数*逆变效率）

UPS电源容量：60KVA

电池组电压：348V

逆变效率：0.93

后备时间：180分钟（3小时）

后备3小时蓄电池放电系数：0.75

据此：

电池组容量（Ah）=60000*0.8*3/(348*0.75*0.93)≈593Ah

所以每台UPS配置3组200AH/12V蓄电池可达到单机后备180分钟系统后备180分中。

1.1.3.UPS电源并机系统拓朴图

UPS安装示意图

1.1.4.UPS输入输出线径及空开要求

输入输出及电池连接线线径（单位mm）:

型号 项目		推荐颜色	线径（mm2）
UPS 输 入	火线（L1）	黄	25
	火线（L2）	绿	25
	火线（L3）	红	25
	零线（N）	蓝	25
	地线（GND）	黑或黄绿花线	16
UPS 输 出	火线（L1）	黄	25
	火线（L2）	绿	25
	火线（L3）	红	25
	零线	蓝	25
	地线（GND）	黑或黄绿花线	16
UPS 手 动 旁 路	火线（L1）	黄	25
	火线（L2）	绿	25
	火线（L3）	红	25
	零线	蓝	25
	地线（GND）	黑或黄绿花线	16
电池连接线	正、负	黑色或红色	50

输入输出配电柜空开安装要求：

由于UPS内部采用大功率EMI滤波器件加强设备的EMC特牲，所以配电箱里UPS的输入输出空气开关不宜选用漏电流保护型的。

UPS的输入零线不能经过空气开关。

空开容量：

项目	空开容量	备注
输入空开容量	150A	3P
输出空开容量	120A	3P
手动旁路空开容量	150A	3P
直流空开容量	200A	2P直流空开

配电箱做好后应保证输入零地电压小于5Vac。

1.1.5.环境要求

UPS最好安装在无导电杂质的装腔作势有空调的独立房间内，由于可能性的噪音干扰建议不要安装在办公室内，操作环境必须清洁，干燥并受到保护，空气须无灰尘和腐蚀性气体，系统运行时还必须保持空气流通，安装UPS的环境必须符合以下条件：

运行相对湿度：0—95%，不结露

运行温度：0摄氏度-----40摄氏度

1.1.6.产品性能描述

UPS性能指标介绍：

1）超强的并联能力：

可以任意多机并联，无需设定并机数目，理论上不存在并联数目的上限，任意并联扩容或N+1冗余并联，提高了电源系统的可靠性，为中国的大功率UPS用户提供了一种理想的、可并联的UPS产品。

2）高精度的负载分配能力：

精确的数字化算法实现电压、频率和相位等参数的静态、动态特性快速调整，确保并联系统负载分配的精确性。

3）先进的无主从自适应控制技术：

无主从自适应控制技术保证UPS的主要参数偏离中心值时，仍能可靠并联，使得并联UPS单元无需严格匹配，保证了并联工程实现的简易性和并联系统长时间运行出现参数变化时并联的可靠性；同时自适应控制技术还将保证不同功率的UPS直接并联时，按UPS容量比例分配负载。

4）可靠的多机并联逻辑控制和智能脱机技术：

并联旁路控制技术、故障诊断和脱机技术、过载保护、并联系统干扰处理等一系列完善的措施，确保多机并联系统运行的可靠性。智能脱机技术实现任意在线投入或退出并联单元，实现并联系统的在线热维护。

5）真正的双变换在线式UPS：

输出有变压器隔离，并采用IGBT功率器件和性能优越的SPWM逆变器，交流输入范围宽，稳定性和抗冲击能力强，尤其适合中国的电网环境。

6）功能齐全的LCD显示面板：

用户可实时观测UPS的运行参数和运行状态。

7）具有人工维护旁路设计：

输出转换零中断，维护或技术升级时提供更安全的保障。

8）采用专利智能MMBM电池管理技术：

提高电池的可靠性和运行寿命。

9）智能故障诊断：

根据电源系统的故障情况，自动选择相应对策，确保负载安全。

10）便捷的现场安装和操作：

通过内部智能控制，简化现场调试程序，安装、运行及服务成本低。

11）支持KELONG远程监控器（选件）：

控制距离达1000米，无需通过计算机和网络即可实现电源安全、便捷、低成本的远程监控和操作。

12）丰富的电源管理软件：

配合KELONGPowersoft智能监控软件，可通过计算机实时监控UPS的运行状态；

通过KELONG SNMP网络适配器（选件），可实现UPS电源的网络管理功能，如：自动寻呼，发送E-mail，语音、语效功能，UPS的远程开、关机等多项功能。

电池的性能指标介绍：

阀控密封式铅酸蓄电池主要特点：

l免维护的专业设计

采用高可靠的专业阀控密封式设计，有效确保电池不漏液、渗液，无酸雾，不腐蚀设备；并且在充电时产生的气体基本被吸收还原成电解液，在使用时无需加水、补液和测量电解液比重。

l超长的使用寿命

独有配方的板栅和合金设计，有效抵抗极板腐蚀；卓越的大电流放电能力，可靠的快速充电性能，优越的深度放电恢复能力，确保电池的使用寿命 。浮充设计寿命可达10年以上（25℃）；

l极宽的工作温度范围

电池可以在-20℃～+50℃甚至更宽范围的温度条件下工作，电池的内阻比常规电池小的多，在-20℃～+50℃的温度范围内进行大电流放电，其输出功率比同规格的传统式开口电池高。

l良好的批量一致性

领先的设计技术和100％气密性、电压、容量和安全性能检验，保证了大批量生产的电池具有良好的一致性，特别适合于需要多节电池串联使用的场合，例如UPS电源后备电池组、逆变器后备电池组等。

l合理的安装和结构设计

采用最新国际化的极柱设计和紧凑的整体结构设计，方便安装，拆卸。

l极小的自放电电流

采用优质高纯度材料设计，自放电电流极小，自放电所造成的容量损失每月小于4％，减轻客户电池存储时的维护工作。

产品型号：

电池型号	额定电压（V）	额定容量（Ah）	长(mm)	宽(mm)	高(mm)	参考重量（kg）
	12	7	151	66	96	2.6
	12	24	165	125	177	10
	12	38	197	165	176	15
	12	65	350	166	175	25
	12	100	408	174	235	33
	12	150	495	200	225	58
	12	200	495	258	248	76

主要电气技术指标：

项目	技术指标
额定电压（Vdc）	12
浮充充电电压（Vdc）	13.65±0.15
均充充电电压（Vdc）	14.2±0.15
容量保存率（％/月）	＞96％
浮充设计寿命（年）	10
工作温度(℃)	-20 ～+50
相对湿度	0～95％，无冷凝

电池充电特性曲线：

蓄电池不同放电深度、不同均充电流在13.70V/只均充电压时均充电特性如图1所示。

图 1 不同放电深度、不同均充电流在13.70V/只均充电压时均充电特性

电池放电特性曲线：

实际容量指电池在一定放电条件下能输出的电量，它等于放电电流与放电时间的乘积。电池的实际容量除与电池设计及制造等因素有关外，在使用过程中影响实际容量的是放电率、放电方式、终止电压和温度，图2为25℃下的放电特性曲线。

图2 不同倍率放电特性曲线（25℃）

审核编辑：汤梓红