《UPS供配電安全》PPT課件.ppt

1、國(guó)內(nèi)營(yíng)銷產(chǎn)品技術(shù)部 2012年2月14日,科士達(dá)科技股份有限公司產(chǎn)品培訓(xùn) UPS常識(shí)與供配電安全,目 錄,一、UPS常識(shí)及供配電基本概念 二、UPS供配電安全與原則 三、EP500K UPS供配電實(shí)例演示,第一部分UPS常識(shí)及供配電基本概念,關(guān)于市電,什么是市電? 市電供電存在的問(wèn)題?,商品電, 頻率50HZ, 單相220V/三相380V, 正弦波, 有效值:峰值=1:1.41,電源故障種類,電網(wǎng)計(jì)劃停電：限電，電源系統(tǒng)改造和維護(hù) 電網(wǎng)故障停電；超負(fù)荷、供電線路和設(shè)備故障 自然原因停電：火災(zāi)、雷電、水災(zāi)、施工等 電源質(zhì)量故障：電涌、高壓尖脈沖、瞬態(tài)高壓干擾、電壓下陷、電線噪聲、頻率偏移、閃變、

2、電壓不平衡、諧波畸變、暫態(tài)停電、持續(xù)欠電壓或過(guò)電壓、系統(tǒng)接地故障和和泄漏電流形成的安全性故障、諧波電流與零地電壓差問(wèn)題,在計(jì)算機(jī)故障中，有5070的原因是電源故障造成的 電源問(wèn)題是數(shù)據(jù)丟失的最大原因(45%以上 ) 國(guó)際上,一半企業(yè)估計(jì)每小時(shí)停工造成的損失US$1000美圓, 9%的企業(yè)每小時(shí)停工損失US$50000以上 (來(lái)源:Yankee Group),電源問(wèn)題帶來(lái)的損失,數(shù)據(jù)來(lái)源:Contingency Planning,目前我國(guó)的電力狀況,目前國(guó)內(nèi)電力可靠率 99.89 用戶平均停電時(shí)間 9.77小時(shí) 與國(guó)外的比較: 東京 20分鐘， 法國(guó) 94分鐘， 美國(guó) 58分鐘, 新加坡 20分

3、鐘 國(guó)內(nèi)可用性平均水平: 0.998,什么是UPS,UPS Uninterruptable Power Supply 即不間斷電源,UPS能做什么?,三大基本功能: 穩(wěn)壓 濾波 不間斷,UPS的分類,按工作原理分類: 后備式 在線式 在線互動(dòng)式 從結(jié)構(gòu)上分: 直流 交流 從備用時(shí)間分: 標(biāo)準(zhǔn)型 長(zhǎng)效型,從輸出電壓的相數(shù)分: 為單相UPS 三相UPS 從容量分: 大容量 中容量 小容量,相關(guān)概念,有功功率:直接被負(fù)載消耗而變成熱量的功率 P = S 功率因數(shù)F =W 瓦特 無(wú)功功率: 被儲(chǔ)能器件吸收并存儲(chǔ)在里面而不被消耗的功率乏 無(wú)功功率可以轉(zhuǎn)變成有功功率 視在功率:S =電壓V電流A =VA

4、伏安 無(wú)功功率和有功功率都是 組成視在功率的一部分,功率因數(shù)的定義： UPS本身的輸入功率因數(shù) 負(fù)載功率因數(shù) 功率因數(shù)校正,功率因數(shù),視在功率S,有功功率P,無(wú)功功率Q, 功率因數(shù)FP=cos ,關(guān)于UPS的輸入- 對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)能力,輸入電壓范圍: UPS允許市電電壓的變化范圍，也就 是保證UPS不轉(zhuǎn)入電池逆變供電的 市電電壓范圍。 輸入功率因數(shù): 指UPS作為電網(wǎng)的負(fù)載，表現(xiàn)出的功 率因數(shù)。即UPS從電網(wǎng)吸取的有功功率與視在功率的比。 正弦波的諧波失真度：是UPS從電網(wǎng)吸取的電流偏離 正弦波的程度（百分?jǐn)?shù)） 電磁干擾傳導(dǎo)干擾EMI: 通過(guò)電源線傳播的電磁干擾 雜訊。反映UPS對(duì)電網(wǎng)適應(yīng)能力的

5、指標(biāo)。,輸出電壓穩(wěn)定度：偏離額定值的電壓百分?jǐn)?shù) 大部分UPS的電壓穩(wěn)定度為13% 輸出電壓失真度：5% 輸出電壓頻率 50Hz(1 5%)國(guó)家規(guī)定的電網(wǎng)頻率范圍：50Hz 0.2Hz 電壓波形失真度3%5% 轉(zhuǎn)換時(shí)間: 市電電池狀態(tài), 或電池狀態(tài)市電所需要的時(shí)間。 三相不平衡能力：100%,關(guān)于UPS的輸出對(duì)負(fù)載的適應(yīng)能力,負(fù)載功率因數(shù):與負(fù)載功率因數(shù)匹配 負(fù)載電流峰值因數(shù)：指UPS輸出所能達(dá)到的峰值電 流與有效值電流之比3:1 輸出過(guò)載能力:負(fù)載異常時(shí)，UPS的輸出承受能力125%時(shí)10分鐘 整機(jī)效率：UPS輸出的有功功率與輸入的有功功率 的比值90% 輸出功率因數(shù)：越高證明帶負(fù)載能力越強(qiáng)。

6、0.8-0.9,關(guān)于UPS的輸出（續(xù)）- 輸出能力及可靠性,其他性能,旁路功能: UPS給定的旁路電壓范圍： 380V/220V (1 10%) 冷啟動(dòng)功能：使用蓄電池直流啟動(dòng) 接發(fā)電機(jī)功能：一般小功率發(fā)電機(jī)的輸出波形一般失 真度較大，且頻率波動(dòng)范圍比較大。因此， UPS必須具有良好的跟蹤發(fā)電機(jī)頻率的性能， 保持與發(fā)電機(jī)同步工作，并且保持質(zhì)量較高 的輸出波形和穩(wěn)定的輸出電壓。 科士達(dá)具有良好的接發(fā)電機(jī)性能。 UPS的標(biāo)稱備用時(shí)間:市電斷電后UPS能夠供給計(jì)算機(jī)等 設(shè)備的最大供電時(shí)間,UPS設(shè)備的電性能應(yīng)該具備的功能,對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)能力 容許電網(wǎng)電壓幅值的變化范圍 輸入功率因數(shù) 輸入電流的諧波成份

7、 頻率跟蹤范圍 頻率跟蹤速率 容許電網(wǎng)電壓三相不平衡能力,輸出電性能指標(biāo) 輸出電壓幅值穩(wěn)定精度 輸出電壓波形失真度 電池供電時(shí)的輸出電壓頻率穩(wěn)定精度 輸出電壓幅值的三相不平衡度 三相負(fù)載不平衡能力 市電掉電時(shí)的輸出電壓切換時(shí)間 輸出電壓的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性 雙向抗干擾能力,輸出能力和可靠性 輸出過(guò)載能力 輸出電流峰值系數(shù) 啟動(dòng)負(fù)載時(shí)輸出電流浪涌系數(shù) 輸出功率因數(shù) 整機(jī)工作效率,網(wǎng)絡(luò)管理及遠(yuǎn)程監(jiān)控 有UPS只能附件插口 對(duì)通訊協(xié)議的支持 具備對(duì)市電,電池,UPS的監(jiān)控功能,UPS的一般負(fù)載性質(zhì),線性負(fù)載/電阻性負(fù)載： 負(fù)載上的電流與電壓同相 時(shí)。 非線性負(fù)載之電容性負(fù)載：負(fù)載上的電流超前電壓 一個(gè)相位

8、時(shí)。 非線性負(fù)載之電感性負(fù)載：負(fù)載上的電流滯后電壓 一個(gè)相位時(shí)。 一般UPS不能帶容性負(fù)載： 帶容性負(fù)載時(shí)，電容不 但不輸出功率去抵消感抗，而 且還吸收功率，使負(fù)載上得到的有功功率減小，容易過(guò)載,滿足計(jì)算機(jī)類負(fù)載要求的一般性的UPS的主要電性能指標(biāo),國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是容許輸入電壓變化范圍是-15+10% UPS輸入功率因數(shù) 0.95 UPS輸入電流諧波 3：1 UPS輸出電壓在輸入電壓和負(fù)載變化時(shí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)幅度 5% UPS輸出電壓在輸入電壓和負(fù)載變化時(shí)動(dòng)態(tài)響應(yīng) 5%,可靠性與可用性,MTBF,MTTR,t (年),平均無(wú)故障時(shí)間,平均修復(fù)時(shí)間,第二部分UPS供配電安全與原則,UPS配電安全與原則,輸入

9、/輸出配線原則：TNS三相五線制。輸入電纜、開(kāi)關(guān)載流量，按UPS過(guò)載150%的1.3倍選擇。輸出電纜、開(kāi)關(guān)載流量，按UPS過(guò)載150%的1.1倍選擇 零線配線原則：輸入、輸出分離；不得和地線共用。載流量按（2-3）*In原則。且零線回路不得接斷路器或保險(xiǎn)絲 地線配線原則：執(zhí)行TNS零地原則。建筑防雷地不得和設(shè)備保護(hù)地共用。如需連接只能采用等電位體實(shí)現(xiàn)。且地線回路不得接斷路器或保險(xiǎn)絲。地線不得替代零線使用。且所有連接必須采取硬連接方式。,接零/接地原則,現(xiàn)在的接地，接零系統(tǒng)多采用國(guó)際電工委員會(huì)(IEC) 及現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50054）規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。按IEC規(guī)定，低壓配電接地，接

10、零系統(tǒng)分有IT、TT、TN三種基本形式：在TN形式中又分有TNC、TNS和TNCS三種派生形式：其形式劃分的第1個(gè)字母反映電源中性點(diǎn)接地狀態(tài)；T表示電源中性點(diǎn)工作接地；I表示電源中性點(diǎn)沒(méi)有工作接地(或采用阻抗接地)；形式的第2個(gè)字母反映負(fù)載側(cè)的接地狀態(tài)；T表示負(fù)載保護(hù)接地，但與系統(tǒng)接地相互獨(dú)立；N表示負(fù)載保護(hù)接零，與系統(tǒng)工作接地相連。第3個(gè)字母C表示零線(個(gè)性線)與保護(hù)零線共用一線；第4個(gè)字母S表示零線(中性線)與保護(hù)零線各自獨(dú)立，各用各線。,接零/接地系統(tǒng)簡(jiǎn)介,TNCS系統(tǒng)：是一種TNC與TNS系統(tǒng)的混合配電方式，同屬保護(hù)接零。PEN線分出獨(dú)立的N線后，不能再使之與保護(hù)零線PE線合并或互換。

11、它兼有TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)的特點(diǎn)，常用于配電系統(tǒng)末端環(huán)境較差或有對(duì)電磁抗干擾要求較嚴(yán)的場(chǎng)所。在我國(guó)的物業(yè)管理區(qū)自配變壓器的獨(dú)立電網(wǎng)中，一般都是采用此系統(tǒng)。,接地裝置和接地電阻,接地裝置可使用自然接地體和人工接地體。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)首先充分利用自然接地體。鋼結(jié)構(gòu)和構(gòu)造鋼筋、行車的鋼軌，數(shù)量不少于2根的電纜的金屬外皮等；人工接地體：人工接地體有兩種基本型式：垂直接地體和水平接地體。 接地裝置工頻接地電阻的計(jì)算應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電力裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定：智能建筑的接地裝置的接地電阻越小越好，獨(dú)立的防雷保護(hù)接地電阻應(yīng)10；獨(dú)立的安全保護(hù)接地電阻應(yīng)4；獨(dú)立的交流工作接地電阻應(yīng)4；獨(dú)立的直流工作接地

12、電阻應(yīng)4；防靜電接地電阻一般要求100。,零線的安全作用解析,UPS安裝環(huán)境安全,現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境：UPS不能置于潮濕、骯臟、無(wú)空氣對(duì)流的環(huán)境中；小型UPS不應(yīng)直接堆放于地面，底部應(yīng)設(shè)有墊物，以防春季潮濕機(jī)內(nèi)結(jié)露！中、大型機(jī)器最好能置于專用機(jī)房，良好的運(yùn)行環(huán)境（如少灰塵、合適的環(huán)境溫度、濕度等）可大大延長(zhǎng)機(jī)器及用戶各種負(fù)載的使用壽命。環(huán)境溫度25以上，每升高10蓄電池的使用壽命減半！環(huán)境溫度40以上，每升高10，本機(jī)器的使用壽命減半！,通風(fēng)/承重安全,通風(fēng)/承重安全：UPS的擺放應(yīng)使機(jī)器的進(jìn)/出風(fēng)道距離墻壁不小于50公分，以利機(jī)器散熱！中、大型UPS長(zhǎng)延時(shí)機(jī)型所配蓄電池，還需考慮樓層的承重壓強(qiáng)（國(guó)際標(biāo)

13、準(zhǔn)：寫字樓每平方米不大于1000公斤，工業(yè)廠房不大于1400公斤，整塊鋼化防靜電地板承重均勻載荷不大于1400公斤/），如超標(biāo)則需采取加大載重面積減少壓強(qiáng)的方式來(lái)加以解決，一般采用設(shè)置大面積鋼板或增加電池柜數(shù)量的方式，也可采用掛墻工字鋼的辦法，利用主墻來(lái)承重。,防雷安全,避雷需要：對(duì)于市郊及空闊地帶區(qū)域的UPS用戶，由于高層建筑少，其電力輸送又依靠高架線，雷雨季節(jié)高架線易遭雷擊，用戶應(yīng)在機(jī)器的輸入前端加裝專用大功率防雷器，才能有效避免雷電對(duì)本設(shè)備及用戶負(fù)載的損壞,安全接地,安全接地：檢查接地地線，其接地電阻是否合乎國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)機(jī)器安全運(yùn)行及防雷均有利。在機(jī)器輸入前端的配電箱柜內(nèi)應(yīng)設(shè)置輸入空氣

14、開(kāi)關(guān)或斷路器（零線不得單獨(dú)設(shè)置），用于UPS的蓄電池定期放電檢測(cè)，但其型號(hào)不應(yīng)過(guò)小，應(yīng)稍大于UPS最大輸入電流，避免其功率過(guò)小而造成頻繁跳閘。UPS輸入前端不得接入任何漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)！,負(fù)載安全用電,平衡用電：用戶配電箱柜內(nèi)三相用電的功率分配應(yīng)盡量分配平衡，如分配相差過(guò)大會(huì)造成中性線（零線）電流過(guò)大及零對(duì)地電壓偏高，會(huì)造成機(jī)器運(yùn)行的不安全甚至引發(fā)火災(zāi)事故！對(duì)服務(wù)器等精密負(fù)載會(huì)造成損害，甚至直接的損壞！,輸出配電安全,輸出安全防范：用戶布線時(shí)，機(jī)器的輸出必須單獨(dú)拉線！設(shè)置的輸出專用插排/插座必須與日常用電插排/插座嚴(yán)格區(qū)分，且要標(biāo)記醒目的標(biāo)識(shí)。機(jī)器的輸出插排、插座不應(yīng)與普通插排插座并置或堆放在一起

15、！以防不小心而使機(jī)器亂插上裝修的電鉆、吸塵器等動(dòng)力設(shè)備損壞本電源！,電池安全注意事項(xiàng),化學(xué)危險(xiǎn) 從閥控式鋁酸性電池溢出的任何凝膠體或液體都是電解液，它含有對(duì)皮膚和眼睛有害的釋稀硫酸，它有導(dǎo)電性和腐蝕性。如果電解液沾到皮膚，請(qǐng)馬上用水徹底清洗，如果電解液進(jìn)入眼睛，馬上徹底地用純凈水清洗 10 分鐘，或者用一種特別的壓制清洗眼的方法，并且立即尋求醫(yī)治。用含有蘇打的碳酸鹽來(lái)中和溢出的任何電解液。,電池使用安全,防火災(zāi)、爆炸和熱危害 過(guò)充的情況下，鉛酸電池可能含有排出的氫氣的爆炸混合物，在電池附近不要吸煙或造成任何火花。處理電池時(shí)身體要接觸一個(gè)接地的金屬物，如金屬架，以消除可能在你身體上產(chǎn)生的任何靜電

16、。不要在一個(gè)密閉空間內(nèi)給電池充電，在單個(gè)電池之間推薦有 0.5英寸寬的間隙以便電池通風(fēng)冷卻，若要包裝，應(yīng)確保包裝箱或機(jī)箱內(nèi)有足夠的通風(fēng)空間以防止?jié)撛谖ｋU(xiǎn)氣體的積聚。,電池安裝儲(chǔ)存安全,如果安裝前電池要貯藏，那么它們必須至少每 3 個(gè)月充電一次以保證最佳的性能和最大的電池服務(wù)壽命。提供后備電源的電池組，含有危險(xiǎn)電壓。電池的檢查和更換必須由專業(yè)人員來(lái)執(zhí)行。電池連線不允許連在機(jī)箱的底盤上。電池短路可能引起火災(zāi)甚至爆炸。電池必須每 36 個(gè)月檢查一次，檢查它的裂紋，泄漏或者膨脹。要更換相同型號(hào)和容量的電池，千萬(wàn)不要安裝舊的或者沒(méi)有測(cè)試過(guò)的電池。處理電池或者在機(jī)箱內(nèi)工作時(shí)，避免使用不絕緣工具或其它感性材

17、料。老化或者損壞的電池能污染環(huán)境，所以通常應(yīng)回收用過(guò)的電池,第三部分EP500K UPS供配電實(shí)例演示,UPS供配電系統(tǒng)的組成,如下以藍(lán)寶石（EP500K*4）項(xiàng)目為例：,UPS輸入、輸出配線示意圖,輸入母排,輸出母排：,實(shí)例：EP500KVA UPS的配線,UPS輸入配電：UPS系統(tǒng)的輸入為市電和發(fā)電機(jī)兩路電源輸入經(jīng)過(guò)母線（R、S、T、N 4相）到UPS房?jī)?nèi)經(jīng)過(guò)母線銅排分到各UPS對(duì)應(yīng)的輸入位置，各UPS交流輸入端走線從UPS側(cè)面附加的走線架向上經(jīng)過(guò)輸入開(kāi)關(guān)連接到對(duì)應(yīng)的UPS輸入母線銅排上。 每臺(tái)UPS輸入開(kāi)關(guān)為1250A （該開(kāi)關(guān)需客戶配備）。 每臺(tái)UPS輸入線線徑：黃線（R相）、綠線（S

18、相）、紅線（T相）、藍(lán)線（N相）185mm2銅線2根并聯(lián)，黃綠地線線徑：70 mm2 。,輸入/輸出線徑選擇,出入線徑選擇：機(jī)器輸入、輸出線徑的選擇，不能低于國(guó)家用電安全標(biāo)準(zhǔn)，特別注意：對(duì)于三進(jìn)單出的機(jī)器，其旁路火線及零線的進(jìn)線線徑必需為其它兩相火線的3倍！線型/線載最大電流參考： (1)2.5m型:2.58A, (2)6m型: 67A （3）10m型: 106A (4) 16m型: 165A (5)25m型: 255A (6)35m型: 354A (7)55m型: 554A (5)75m型: 753A,實(shí)例：EP500KVA UPS的配線,UPS系統(tǒng)輸出 每臺(tái)UPS輸出走線經(jīng)過(guò)UPS兩側(cè)的走

19、線架與輸出母線銅排相連接，4臺(tái)UPS的輸出通過(guò)輸出母線銅排并聯(lián)起來(lái)，在經(jīng)過(guò)輸出總開(kāi)關(guān)再分配送至20路熔爐。 UPS輸出線：黃線（R相）、綠線（S相）、紅線（T相）、藍(lán)線（N相）185mm2銅線2根并聯(lián)； 輸出總開(kāi)關(guān)：4000A（該開(kāi)關(guān)需客戶配備）；,UPS和電池的布置和走線：,UPS系統(tǒng)放置位置見(jiàn)附圖，為兩套UPS并列放置，UPS對(duì)應(yīng)的3組電池及電池架放置在UPS的右側(cè)。,UPS的輸入、輸出線及主機(jī)與電池組間的連線都經(jīng)過(guò)金屬線槽。,同層的電池之間采取銅排連接（330條銅排），同層不同架的電池可采用銅排（或電池線）連接（如為銅排連接需考慮一定的距離裕量，共35條），不同層之間的電池連接采用銅線連

20、接（34條），,電池開(kāi)關(guān)需采用1250A（3組電池共一個(gè)）。,UPS到電池的連接線采用185 mm2銅線2根并聯(lián)，紅線（電池正極）和黑線（電池負(fù)極）各2根，,電池 房通風(fēng)安全,第四部分EP500K UPS后備時(shí)間計(jì)算演示,電池概念,Id 放電電流，A P UPS額定功率，W F 負(fù)載功率因數(shù) 逆變器效率 UminUPS關(guān)機(jī)前一瞬間的電池電壓, 一般每單元1.75V。,放電時(shí)間h,放電電流Id,圖1 C20 Ah放電曲線,查放電曲線法,恒流放電曲線,恒流放電查表法,解：設(shè)逆變器效率=90%，設(shè)放電中止電壓為1.75V，根據(jù)式（1）求得79.4A，由表1查得此值在2h放電到1.75V時(shí),對(duì)應(yīng)的相近規(guī)格是（75A,200Ah)，即采用200Ah32或（ 1