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机房UPS供电系统设计方案

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你飞得累不累，这就是友情！机房UPS供电系统设计方案探讨

1引言

计算机在通信系统中的广泛应用，对供电质量提出了越来越高的要求，由
此在通信机房中安装UPS(不间断电源)供电系统变得越来越普遍。一个设计良好
的UPS供电系统能给负载提供优质电源，然而在实际应用中，许多问题又往往
是UPS供电系统本身引起的。因此，如何建立～个合理的、安全的UPS供电系
统成为大家关注的问题。本文将从UPS供电系统设计角度对这～问题进行探
讨。

2对UPS前级供电系统的要求

UPS可以向负载提供稳压精度高、稳频、波形失真度小的高质量电源，并
且在与静态旁路切换时可以做到供电无间断。但要做到这点，它的前级供电质
量不容忽视。我们在设计通信机房前级供电系统时，应考虑以下几个方面：

(1)前级供电系统电源质量不宜太差，电压及频率应稳定在正常范围。一般
地讲，大容量UPS主机输人电压范围应为380V±15%。电压过低，将使UPS备电
池频繁放电，最终因长期处于欠压充电状态而大大缩短它的使用寿命，相反，
电压过高，则易引起逆变器损坏。对于旁路输入，其电压和频率波动也有～定
的范围，一般为额定电压±10%，额定频率±15%，如果前级电源变化范围过大，
就会导致逆变器和旁路电源之间的切换被禁止或有间断。因此，如果通信机房
的前级电网在电压范围上达不到要求，应在UPS前级配置合适的抗干扰交流稳
压电源，但不宜采用电子管型交流稳压器或磁饱和稳压器，因为这两类稳压器
在开机时可产生瞬时高压，输出波形失真度也较大，易造成UPS故障。

(2)前级供电系统中不应当带有别的频繁启动负载，比如经常使用的电梯，
频繁开启的空调等。原因是在这些负载开、关机时会出现瞬间高低压，使供电
线路上电压波形失真度过大，造成UPS市电旁路供电与逆变器供电转换控制电

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路误动作，进而引起同步控制电路故障。所以在条件许可下，宜将UPS电源尽
可耀于电网输入的前端。

(3)前级供电系统中的交流发电机组容量应适当放大。大多数通信机房都备
有发电机组，以解决较长时间停电难以供电问题。但在配置发电机组时，其容
量应考虑不少于UPS电源额定输出功率的

1.5-2倍，以保证发电机输出电压、频率正常，并改善其波形失真度。

3UPS容量的确定

根据负载容量及性质，选择适当的UPS，既可保证UPS的供电质量，降低
故障率，又可节省投资，提高经济效益。一般来说，UPS容量的确定主要是要
满足当前负载的需要，同时，也要考虑几个因素：

(1)负载性质对UPS输出功率的影响。当前大部分UPS生产厂家在产品说明
书中所给的输出功率都是指负载功率因数为一

0.8(滞后)时的值，而UPS电源实际可带的负载量是与负载功率因数密切相
关的，当负载为纯电阻性或电感性时，逆变器在额定机在功率下其有功功率将
有所下降。所以在考虑UPS容量时，对不同的负载功率因数要进行功率折算，
通常可作这样的估算：

假设负载功率因数为一

0.8(滞后)时UPS额定功率为1KVA，则当功率因数为一

0.9和-

1.0时，输出功率分别约为

0.9-

0.92kVA和

0.74-

2/6

0.77kVA。对于计算机类负载，只要负载的峰值系数在UPS允许的范围内，
UPS基本上可以输出额定功率，对于电阻性或电感性负载，则需酌情加大UPS
容量。

(2)UPS容量较负载不宜过大，使其过度轻载运行。过度轻载运行虽有利于
降低逆变器的损坏概率，但可能造成市电停电时，电池放电电流过小而放电时
间偏长，在电池保护装置故障时，电池组被深度放电，而遭永久性损坏。

(3)UPS容量不宜过小，使其长期处于重载运行状态。这样虽可节省一部分
投资，但由于逆变器处于重载运行，其输出波形将发生畸变，输出电压幅值抖
动过大。这样既不能为负载提供优质电源，还极易造成UPS逆变器的本级驱动
元件损坏，所以，即使从经济角度讲也是得不偿失。根据目前一些UPS厂家推
荐，UPS负载量不宜长期超过其额定容量的80%。

(4)对于通信机房面积较大，负载不断分期扩容的情况，在首期配置UPS容
量时，应适当考虑中远期发展趋势，并在选型中挑选可并机或多机运行的机
型，以使中远期负载容量增大时，通过UPS并机扩大其输出容量。相应地，配
置UPS输入输出配电屏时，应预留多台UPS的输入开关和中远期的负荷分路开
关，以便于今后扩容。

4供电系统的电气隔离及接地

一般来说，电网中经常存在差模噪扰和共模噪扰，这些噪扰对计算机正常
运行存在着不同程度干扰。另外，零线