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UPS安裝前,用戶都要為UPS做輸入輸出配電。一般UPS廠家會向用戶提供完整、詳細的UPS安裝要求和注意事項,只有符合這個要求,UPS接入用戶供電系統后才會正常工作。在此,筆者根據UPS輸入輸出的不同類型整理了UPS安裝要求及注意事項,并附上配電示意圖和配電盤范例,希望能對讀者有所幫助。
在實際應用中,工程師可根據要安裝的UPS的實際情況將相關參數填入空格內發給用戶,以便用戶按此要求施工。下面逐項進行說明:
一、 用戶為UPS提供的輸入市電其波動值一般要小于UPS標稱的允許市電波動值,例如某型號UPS標稱允許市電輸入電壓波動在220V+20%,那么此項可要求用戶市電波動在+15%,這樣有利于UPS正常運行;零地電壓一般要求在不帶負載時小于1.5V,帶滿載時小于2V,工程師也可根據現場情況及負載要求提出此值。
二、 UPS為了消除共模干擾,零、火線對地之間都加了濾波電容,零、火對地都有電流,可能造成零、火線上電流不等,從而使帶漏電的斷路器跳閘。所以UPS前級及負載回路不能裝帶漏電保護的斷路器,以免造成UPS及其負載意外掉電。這里要指出的是,用戶配UPS的主要目的是為了重要設備如計算機等的安全運行,而不是為了保障人員安全,所以也不應該對線路中帶電部分如插座、斷路器等頻繁插拔、開合。
三、 從安全用電角度出發,零線(尤其干線)不能斷,即使要斷也要零、火雙斷。
四、 為了消除干擾,大多數UPS的輸入零線與輸出零線是隔離的或者是經過扼流圈的,所以在做UPS配電時不能把UPS輸出(即負載)的零線接到輸入配電的零線母排上。用戶可將UPS輸出(負載)零線接到單獨一條零線排上。某些品牌的UPS如APC silcon系列、愛克賽的powerwave prime等,在UPS內部輸入零線與輸出零線直通,就可以把輸入零線與輸出(負載)零線接到同一母排上。
五、 UPS輸入斷路器是專為單獨控制UPS輸入電源的通斷的,所以UPS輸入斷路器的下口不要再接其它的用電設備,以免影響UPS輸入電的正常通斷。這里要說明一點,有些用戶要求UPS在市電掉電后,UPS靠電池后備工作的時間很長,這樣,UPS所配的外接長延時電池的容量會很大,為保證這部分外接電池能夠有足夠的充電電流(一般為外接電池總AH數的10%),廠家會給UPS另外配一只外接長延時電池充電器,此充電器的交流輸入電源要與UPS的輸入電源同時通斷,才能保證在有市電時,外接充電器對外接電池充電,市電斷時,電池通過充電器立即向UPS逆變器放電。所以這種充電器的交流輸入電是要與UPS的輸入電接在同一斷路器的下口的。
六、 在為UPS選配輸入輸出斷路器時,首先要求斷路器標稱的額定電壓要符合UPS的額定輸入輸出電壓,如單進單出UPS可選單極(或N+1,或兩極)額定電壓為AC220V或250V的斷路器,三進三出UPS可選三極(或N+3,或四極)額定電壓為AC380V或415V的斷路器。要注意斷路器的額定分斷能力ICU要符合UPS廠家的要求,一般小型UPS為10KA或6KA,大中型UPS都要求在30KA以上。
斷路器的標稱額定電流要大于UPS的最大輸入電流和輸出電流,一般UPS廠家會直接給出輸入輸出斷路器的額定工作電流值或UPS的最大輸入輸出電流值,如未給出,也可通過以下公式算出: 其中IINMAX為最大輸入電流,單位A。
P為UPS標稱容量,單位VA。 PFOUT為輸出功率因數。
PC為充電功率,單位W,如PC值廠家未給出,可通過公式計算出:PC≈VC×IC,這里VC為UPS均充電壓,單位V。IC為UPS均充電流(或最大充電電流),單位A。
ηAC-AC為UPS滿載時交流輸入至交流輸出的效率(是UPS帶線性滿負荷時輸出有功功率與輸入有功功率之比),為一常數。
PFIN為輸入功率因數。 IOUTMAX為UPS最大輸出電流,單位A。 UOUTMIN為UPS最小輸出電壓,單位V。在線式UPS是穩壓輸出的,所以UOUTMIN可取220V。
某些在線互動式UPS,當市電輸入電壓在一定范圍之內時(如APC Smart系列為192V~250V),UPS是直接將此電壓輸出給負載的,只有在市電輸入電壓超出此范圍時,UPS才將輸入電壓調整后(自動升壓或降壓12%)輸出給負載,所以這種情況下UPS最小輸出電壓應為UPS不做調整時的最低輸入電壓。
UINMIN為廠家給出的UPS滿載工作時允許(不轉電池供電)最低市電輸入電壓。 另外,許多廠家都會允許UPS短時過載工作(為UPS標稱功率的100%~125%),斷路器也允許在過流125%時1~2小時后才動作,所以這種過載情況一般不予考慮。
例:一臺APC Symmetra 16KVA單進單出UPS,其輸入電壓范圍155V~276V AC(滿載),輸入功率因數0.98,輸出功率因數0.7,充電功率1.2KW,滿載AC~AC效率0.91,那么其最大輸入電流IINMAX=(16000×0.7+1200)/(0.91×0.98×155)=89.7A,最大輸出電流IOUTMAX=16000/220=72.7A。此UPS輸入輸出斷路器的額定工作電流可分別選100A和80A。
UPS所帶負載(計算機開關電源是整流型負載)通常是呈微感性的,功率因數一般在0.6~0.7之間,UPS輸入端即使加入了功率因數校正電路,但在UPS走旁路時,由于負載的緣故,輸入端也是呈感性的,而感性負載的啟動電流較大,所以在選擇輸入、輸出斷路器時,其脫扣曲線應選擇D類(10~20倍額定電流脫扣)。
有些UPS廠家考慮到斷路器(包括塑殼斷路器MCCB及微型斷路器MCB)在某些情況下可能產生誤動作,從而引發輸入電和輸出(負載)配電的意外斷電,所以會要求使用負荷隔離開關或帶熔絲的負荷隔離開關。在選取開關和熔絲時,其額定電流也要大于最大輸入電流和最大輸出電流。
特別注意的是,多數三進單出機型,UPS在轉旁路工作時,全部負載是由輸入三相電中的一相來負擔的,所以在選擇輸入斷路器(多極)時其額定工作電流應不小于滿載時單相最大輸入電流。
七、 對于UPS輸入輸出連線線徑的選取也是參考每相最大電流的,考慮到三相設備中中線上可能存在三次諧波電流,所以三進單出及三進三出的零線(尤其是輸出零線)線徑不應小于A相(三進單出A相通常被定為旁路用電)線徑。保護地線線徑一般也要求與A相線徑相同。
UPS的連接線一般選用BVR線,YZ、YC多芯軟橡套線或RVV多芯軟塑套線。
電流密度(每平方毫米截面積內可流過電流安培數)可按以下值估算:1.5mm2≈8,2.5mm2≈7,4mm2≈6.5,6 mm2≈6,10 mm2≈5.5,16 mm2≈5,25 mm2≈4,35 mm2≈3.5,50 mm2≈3,70 mm2≈2.5,95 mm2以上最大不超過2。
八、 UPS與外接長延時電池之間連線不宜過長,否則在電池連線上損失的壓降過大。另外,用戶往往十分注意UPS主機工作的環境溫濕度,電池與主機一同放置可使電池也得到良好的工作環境。
九、 用戶的負載配電最好采用分級多路控制方式。末端某一支路發生過流或短路時,不會導致同一級中其它支路或上一級用電設備掉電,且下一級斷路器的總額定電流值不應大于上一級的130%,以避免出現下一級每個支路斷路器都沒滿載或過載工作時(斷路器不跳閘),上一級斷路器卻因過載而跳閘,以致全部負載都失去供電。 另外,上一級斷路器的脫扣曲線和脫扣時間要大于下一級斷路器的脫扣曲線和脫扣時間,以免下一級中支路有尖峰、浪泳或發生短路時上一級斷路器先于下一級斷路器脫扣,導致全部負載斷電。
對于三進三出UPS要求用戶盡量平均分配三相負載,以免因UPS三相中某一相過載而使UPS進入旁路狀態,降低UPS 對負載的保護等級。
十、 建議用戶為UPS及其負載單獨設置配電盤,以便于對UPS及其保護的負載進行集中、可靠的控制。此配電盤要符合國家相關標準。
按防護型式分類:
①第一類防護型式:防止固體異物進入電器內部及防止人體觸及內部的帶電或運動部分的防護。第一類防護型式的分級方式及定義見下表。
第一類防護型式分級及定義
防護等級 簡稱 定義 0 無防護 沒有專門的防護 1 防護直徑大于50mm的固體 能防止直徑大于50mm的固體異物進入殼內,能防止人體的某一大面積部分(如手)偶然或意外觸及殼內帶電或運動部分,但不能防止有意識地接觸這些部分 2 防護直徑大于12mm的固體 能防止直徑大于12mm固體進入殼內,能防止手觸及殼內帶電或運動部分 3 防護直徑大于2.5mm的固體 能防止直徑大于2.5mm的固體異物進入殼內,能防止厚度(或直徑)大于1mm的工具、金屬線等觸及殼內帶電或運動部分 4 防護直徑大于1mm的固體 能防止直徑大于1mm的固體異物進入殼內,能防止厚度(
或直徑)大于1mm的工具、金屬線等觸及殼內帶電或運動部分 5 防塵 能防止灰塵進入達到影響產品運行的程度,完全防止觸及殼內帶電或運動部分 6 塵密 完全防止灰塵進入殼內完全防止觸及殼內帶電或運動部分 ②第二類防護型式:防止水進入內部達到有害程度的防護。第二類防護型式的分級方式及定義見下表。
第二類防護型式分級及定義
防護等級 簡稱 定義 0 無防護 沒有專門的防護 1 防滴 垂直的滴水應不能直接進入產品內部 2 15°防滴 與鉛垂線成15°角范圍內的滴水,應不能直接進入產品內部 3 防淋水 任何方向的噴水對產品應無有害的影響 4 防濺 猛烈的海浪或強力噴水對產品應無有害的影響 5 防噴水 任何方向的噴水對產品應無有害的影響 6 防海浪或強力噴水 猛烈的海浪花或強力噴水對產品應無有害的影響 7 浸水 產品在規定的壓力和時間內浸在水中,進水量應無有害的影響 8 潛水 產品在規定的壓力下長時間浸在水中,進水量應無有害的影響
表明產品外殼防護等級的標志由字母"IP"及兩個數字組成。第一位數字表示上述第一類防護型式的等級,第二位數字表示上述第二類防護型式的等級。如需單獨標志第一類防護型式的等級時,被略去的數字的位置,應以字母"X"補充。如IP3X表示第一類防護型式3級,IPX2表示第二類防護型式2級。
工程師可根據設備安裝的場所、位置和UPS廠家要求提出防護等級,一般室內安裝的配電箱防護等級為IP30。
十一、 客戶都知道不能將空調、照明等設備接入UPS輸出端,但用戶在做UPS負載配電時,UPS負載專用插座與非UPS負載插座沒有明顯的區分標志,就可能造成用戶誤將非UPS負載插入UPS負載專用插座中,影響UPS正常運行,所以要在UPS負載專用插座上作出明顯區別于其它插座的特殊標志。
十二、 某些需要單相三線制供電的UPS負載,在其設備內部,零線與保護地線是接在一起的,如果UPS負載插座的零、火線接反,則有可能造成UPS和負載的損壞,所以用戶在做負載配電時,一定要檢查UPS負載插座零、火線的極性,不能接反。對于插座來說,面對插座,以保護地線為起點,按順時針順序,依次為地、火、零。對于插頭來說,面對插頭,以保護地線為起點,按順時針順序,依次為地、零、火。
十三、 工作環境溫度(略)。
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