如何选择UPS后备电源及安装

UPS的选择

选择UPS时要考虑的因素

负载容量和负载功率因数对选型的影响

电池后备时间对选型的影响

集中供电和分散供电对选型的影响

UPS安装

UPS安装条件

UPS安装要求及注意事项

时至，UPS已将许多现代先进的电子技术纳入技术，其应用领域涵盖国民经济的各行各业，发挥着极其重要的作用。由于UPS技术密集，地位突出，一方面要尽可能了解和掌握它的原理和技术，另一方面要熟悉它在使用过程中的操作流程和维护管理方法。安装、使用、维护，实现安全合理使用。UPS，延长其使用寿命。

在选择 UPS 时，用户应根据自己的要求和可能性来确定自己的选择标准。一般来说，用户应该考虑三个因素：产品的技术性能、可维护性和价格。

①一般用户在考虑产品的技术性能时，特别注意输出功率、输出电压波形、波形畸变系数、输出电压稳定性、电池供电时间长短等因素。然而，产品输出电压的瞬态响应特性往往被忽视。因为，就目前的电子技术水平而言，保证UPS交流输出电压的静态稳定性是不成问题的。

但是对于一些UPS品种来说，电压输出瞬态响应特性很差，这主要表现在：当负载突然增加或减少时，UPS的输出电压波动很大。当负载突然变化时，部分UPS根本无法正常工作。除了UPS的瞬态响应特性外，用户还应注意UPS的负载特性和承受瞬时过载的能力等性能参数。需要特别指出的是，准方波输出的UPS不能承载任何功率因数超前的负载。

②用户在购买UPS时还应注意产品的可维护性。这就需要用户在购买UPS时注意UPS是否有完善的自动保护系统和性能优良的充电电路。完善的保护系统是UPS带钱运行的基础，一条性能优良的充电路是提UPS所需电池的使用寿命和保证电池实际可用容量尽可能接近产品的重要保障尽可能评分。

需要指出的是，就UPS而言，电池的成本一般约为整个UPS成本的1/4~1/3。当有长延时功能，需要加装电池柜时，其价格可与UPS主机媲美，甚至更。因此，电池的选择和使用也是用户制作测试产品的重要因素。

③价格是用户在选择UPS时非常重要的考虑因素，但在比较产品价格时，用户不能只看表面上的产品价格。由于目前UPS的总生产成本，电池所占比例相当。因此，在比较产品价格时，一定要注意UPS配备的电池容量。

比较客观、科学的比较方法是看电池的两项技术性能指标：电池的性价比，即UPS配备的电池平均每Ah容量的成本是多少；湾。电池的放电效率比，即配备UPS的电池平均每Ah能保持UPS工作多长时间。显然，维护时间越长，电池的利用效率就越。当然，要特别注意UPS机器中配置的是什么类型的电池（包括厂家）。

购买UPS时，首先要知道负载的总容量，同时还要考虑负载的功率因数来确定UPS的额定容量。UPS的额定容量一般是考虑负载功率因数0.8来确定的。在UPS用户中，80%以上是电脑负载，电脑内部的电源大多采用开关电源。该值与瞬时电流值的乘积的平均值。因此，瞬时功率（峰值功率）很，但平均实际功率却很小。所以一般UPS在使用开关电源作为负载时的功率因数只能达到0.65左右，而市面上各种UPS负载功率因数指标都是0.8。,

因此，在选择UPS容量时，一定要考虑功率因数（或电流波峰因数）。由于负载功率因数难以计算，UPS技术规范中要求UPS有电流波峰因数指标。电流波峰因数越，UPS 承受非线性负载的能力越强。目前的波峰因数比一般应在3:1以上。

阀控式铅酸蓄电池是中小型UPS中广泛使用的蓄电池。据相关统计，由于电池故障导致UPS无法正常工作的比例超过40%。因此，在选择UPS时，一定要了解UPS内部电池的情况，如满载工作时间、半工作时间、电池电压、容量、厂家、使用寿命、等。

一般情况下，选择电池后备时间时，满载工作时间通常为10min、15min或30min。长延时UPS一般只在大容量电池价格，停电时间长的一些特殊场合才选用。市电停电后可长时间供电。

如果有多台电脑需要UPS，是应该用一台大功率UPS集中供电，还是多台小功率UPS分散供电？如果负载比较集中，为了便于管理，一般采用大功率UPS集中供电。

如果要提可靠性，可以考虑两台容量相同的大功率UPS冗余并联供电。当然，成本也会相应增加；如果负载比较分散，每个负载都比较独立，这就要求供电质量，互不干扰。这时可以考虑使用多台小功率UPS来分配电源，成本相对较低。

①UPS安装地点及环境。对于场地和环境的选择，既要考虑UPS的安全运行，也要考虑负载的实际情况，保证UPS正常运行，供电可靠。一般在考虑UPS的安装地点和环境时，要注意以下几个方面。

1.场地应清洁干燥。UPS 左右两侧至少留出 50mm 的空间，背面至少留出 100mm 的空间，以保证 UPS 通风良好，湿度和温度适宜（15~25°C 为好的）。

2、无有害气体（特别是H2S、SO2、Cl2和气体等），因为这些气体对设备部件有很强的腐蚀性，影响UPS的使用寿命，沿海地区也要防止海风（水）冲刷。

3.外接电池柜应尽可能与UPS同处一地。

②UPS与市电、负载的连接1、
检查UPS电源标注的输入参数是否与市电电压、频率一致。
2、检查UPS输入线的相线和零线是否符合厂家规定。
3.检查负载功率是否小于UPS的额定功率。

③电缆截面选择。UPS一般安装在室内，靠近负载，其布线多为地沟或线槽，所以一般采用铜芯橡套绝缘电缆。电线的截面积主要考虑三个因素：
1.符合电缆安全标准；
2、符合电缆的允许温升；
3.满足压降要求。
UPS要求的大压降为：AC 50Hz回路≤3%；交流400Hz回路≤2%，直流回路≤1%，如果电压降超过上述范围，必须扩大导线截面积。计算方法如下：
先求当前值。

例如，380V、50Hz、250kV·A UPS的输出电流为：

查表7-1确定线材截面：输出线100m左右时，可选择185mm2铜芯电缆，100m以上时，需要粗一点，因为线路压降100m 可达 2.7%。输出线80m以下可选用150mm2铜芯电缆，压降3.1×80/100=2.48%

类似地，可以确定电池输出线的小横截面积。
直流输出电流I=P/U，这里要注意U取小值。
对于逆变器输入电压为362~480V的三相380V、250kV·A UPS，电池的大放电电流为：

因此，电池输出线应选择300mm2以上的铜芯线。
100mm长回路（铜芯电缆）的压降比见表7-1和表7-2，供选用时参考。

在UPS安装前，UPS供应商会为用户提供完整、详细的UPS安装要求和注意事项。只有满足这些要求，UPS才能在接入用户供电系统后正常工作。

这里根据UPS输入输出的不同类型，整理出UPS的安装要求和注意事项。在实际应用中，工程技术人员可以根据实际情况将相关参数填入空白处发送给用户，以便用户按此要求进行施工（以单相UPS为例）。

①UPS电源要求为单相三线制（零、火、地），市电波动范围在220V±%以内，零地电压小于V。
②电路UPS前级和负载电路不能安装带漏电保护的断路器。
③UPS的输入零线不能接断路器或保险（如需断开零线，需零火双断）。
④UPS输入中性线和输出中性线（即UPS负载中性线）应分开，不能连在一起。
⑤ UPS 输入火线不能与其他电气设备的火线连接到断路器的下端口。
⑥输入额定电压V、额定电流A、分断能力kA；输出断路器额定电压V、额定电流A、分断能力kA。
⑦输入零，火线用mm2，输出零，火线用mm2，地线用mm2多股铜软线。
⑧如果用户在UPS外部配备长延时电池（建议用户将电池与UPS主机并排放置），电池与主机的连接长度不应超过m。
⑨ 建议用户负荷分配采用分级多路控制方式，下一级断路器总额定容量不大于上一级的130%。
⑩ 建议用户为 UPS 及其负载设置单独的配电盘，防护等级应达到 IP30。
⑪UPS负载插座应与其他非UPS负载插座区别开来。
⑫ UPS 负载插座的零线和火线不能接反（左零线、右火线、上地线）。
⑬ 建议 UPS 和电池在 20°C 到 25°C 的干燥环境中工作。
⑭地板承重不小于kg/m2，安装面积不小于m2。

①用户为UPS提供的输入市电波动值一般小于UPS标称允许的市电波动范围。例如某款UPS标称允许市电输入电压在220V±20%范围内波动，可要求用户有±20%的市电波动。15%，有利于UPS的正常运行；中性点对地电压一般要求空载小于1.5V，满载小于2V。工程师和技术人员也可以根据现场条件和负载要求提出这个值。

②为了消除共模干扰，UPS通常在零线和火线之间加滤波电容对地，这样可能会导致零线和火线上的电流不相等，从而使带漏电保护的断路器跳闸。因此，UPS前级和负载电路不能配备带漏电保护的断路器，以免UPS及其负载意外断电。这里需要指出的是，用户安装UPS的主要目的是保证重要负载（如计算机）的安全运行，同时保证人员的安全。结合。

③从安全用电的角度，零线（尤其是干线中的零线）不能断开。即使要断线，也要同时断开零线和火线。

④为了消除电磁干扰，大部分UPS的输入中性线和输出中性线是隔离的或者经过一个扼流圈，所以UPS输出的中性线（即负载）在做的时候不能接到输入配电。 UPS 配电。在中性母线上。用户可以将 UPS 输出（负载）中性线连接到单个中性线。但是有些品牌的UPS在输入和输出中性线之间是直接连接的，这样输入中性线和输出（负载）中性线可以连接到同一母线上。

⑤ UPS输入断路器是专门用来控制UPS输入电源的通断的，所以UPS输入断路器的下端不能接其他用电设备，以免影响正常通断UPS 输入功率。

这里需要说明一点，有些用户要求UPS在市电停电后长时间依靠备用电池工作。这样，UPS配备的外接长延时电池的容量就非常大了。为了保证外接电池有足够的充电电流（通常是电池总容量的10%），制造商会为UPS配备一个额外的电池充电器。充电器的交流输入电源必须与UPS的输入电源同时开启和关闭，以保证有市电时充电。外部电池由充电器充电。当市电断电时，电池立即通过充电器向UPS逆变器放电。所以，

⑥在为UPS选择输入输出断路器时，首先要求断路器的标称额定电压与UPS的额定输入输出电压相符。为220V或250V断路器，三进三出UPS可选择额定电压为380V或415V的三极（或N+3，或四极）断路器。需要注意的是，断路器的额定分断能力ICU必须满足UPS制造商的要求。一般小型UPS断路器的额定分断能力为10kA或6kA，大中型UPS要求在30kA以上。

断路器的标称额定电流大于UPS的大输入电流和输出电流。一般UPS生产厂家会直接给出输入输出断路器的额定工作电流值或UPS的大输入输出电流值。也可以通过以下公式计算：

式中，Iinmax为大输入电流，A；P为UPS的标称容量，V·A；PFout 为负载功率因数；PC为充电功率：W，若厂家未给出PC值，可通过公式PC≈UCIC计算，其中UC为UPS的均衡电压，V；IC为UPS的均衡电流（或大充电电流），A；有功功率与输入精密功率之比），为常数；Pfin 为输入功率因数；Uinmin为UPS满载工作（无电池供电）时厂商给出的小市电输入电压；Ioutmax为UPS的大输出电流，A；Uoutmin 是 UPS 的小输出电压，V。

在线式UPS是稳压输出，所以Uoutmin可以是220V。对于一些在线互动式UPS，当市电输入电压在一定范围内时（例如某型号UPS为192~250V），UPS直接输出这个电压给负载，只有当市电输入超过这个范围时，只有UPS调整输入电压（如自动升压或降压12%）后才输出给负载，所以这种情况下UPS的小输出电压应该是UPS不调整时的小输入电压.

另外，很多厂家都会允许UPS短时过载工作（UPS标称功率的~125%），也允许断路器在过流125%后1~2min后动作，所以这种超载一般是不允许的。考虑。

例：某型号16kV·单进单出UPS，其输入电压范围155~276V（满载），输入功率因数0.98，负载功率因数0.7，充电功率1.2kW ，满载时整体效率为0.91，则其大输入电流Iinmax=(16000×0.7+1200)/(0.91×0.98×155)=89.7(A)，大输出电流Ioutmax=16000/220= 72.7(A)。UPS输入和输出断路器的额定工作电流可分别从100A和80A中选择。

UPS所承载的负载（电脑切换电流时的整流负载）通常是感性的，功率因数一般为0.6~0.7。即使在UPS输入端加了功率因数校正电路，当UPS旁路工作时，由于负载的原因，输入端也是感性的，感性负载的启动电流比较大，所以在选择输入输出开路，脱扣曲线应为D类（10~20倍额定电流脱扣）。

一些UPS制造商考虑到断路器在某些情况下可能发生故障，导致输入电源和输出（负载）分配发生意外断电，因此他们会要求使用负载隔离开关或带熔断器的负载隔离开关。选择开关和熔断器时，其额定电流也应大于大电流和大输出电流。

特别值得注意的是，大部分三进一出UPS机型，切换到旁路运行时，所有负载均由输入三相电源的一相承担，因此在选择输入断路器（多极）额定工作电流不小于满载工作时单相大输入电流时。

⑦ UPS输入输出线径的选择，以通过各相的大电流为准。考虑到三相设备中性线上可能存在三次谐波电流，所以三进一出和三进三出零线径（尤其是UPS的输出零线）不应小于A相线径（三进单出UPS，A相通常设置为旁路电源）。保护地线的线径一般也要求与A相线的线径相同。

UPS的连接线一般采用BVR线、YZ、YC多芯软映像套管线或RVV多芯软塑套管线。
电流密度（每平方毫米截面积的电流强度）可以通过以下数值估算：1.5mm2/8A、2.5mm2/7A、4mm2/6.5A、6mm2/6A、10mm2/5.5A、16mm2/5A、25mm2/ 4A、35mm2/3.5A、50mm2/3A、70mm2/2.5A，95mm2以上不超过2A。

⑧UPS与外接长延时电池的连线不宜过长，否则电池连线上的电压降损失比较大。此外，用户经常会非常关注UPS主机的环境温度。将电池与主机放在一起也可以为电池提供良好的工作环境。

⑨ 用户负荷分配宜采用分级多路控制方式。当末级支路发生过流或短路保护时，不会造成同级其他路或上一级用电设备失电，下一级断路器总额定电流值级别不应大于上一级。130%，避免下一级各支路断路器未满载或过载（断路器不脱扣）时，上一级断路器因过载脱扣，所有负载失电。

此外，上一级断路器的脱扣曲线和脱扣时间应大于下一级断路器的脱扣曲线和脱扣时间，以免支路出现尖峰、浪涌或短路。在下一个级别。断路器在下一级断路器之前跳闸，导致整个负载断电。

对于三进三出的UPS，要求用户尽可能均匀地分配三相负载，避免UPS因三相之一过载而转入旁路状态。 UPS 的输出，从而降低 UPS 对负载的保护水平。

⑩建议用户为UPS及其负载设置单独的配电板。为了便于对 UPS 及其保护的负载进行集中、可靠的控制。本配电盘选用的元件必须符合国家阻燃和绝缘要求。
类保护形式：防止固体异物进入电器内部，防止保护。类保护形式的分类方法和定义见表7-3。

第二种保护：防止水进入内部达到有害水平。第二类保护形式的分类方法和定义见表7-4。

表示产品外壳防护等级的标志由字母“IP”和两个数字组成。位数字代表上述类保护形式的等级，第二位数字代表上述第二类保护形式的等级。

当需要单独标注类保护形式的等级时，省略号的位置应补充字母“X”。例如IP3X表示类防护形式3级。工程师和技术人员可以根据地点安装设备，地点和UPS制造商要求建议的防护等级。

⑪用户都知道空调、照明等设备不能接UPS输出端，但如果用户做UPS负载分配，UPS负载插座和非UPS负载插座没有明显区别，可能导致用户误将UPS负载插入UPS负载插座，影响UPS的正常运行。因此，UPS负载插座上应做明显区别于其他插座的特殊标记。

⑫ 对于一些需要单相三线供电的UPS负载，设备内部将N线和保护地线连接在一起。如果 UPS 负载插座的零线和火线接反，可能会导致 UPS 和负载损坏。因此，用户在分配负载时必须检查UPS负载插座的零线和火线的极性，不能接反。对于插座来说，面对插头，分别是地线、火线和零线。对于插头，对着插头，从保护地线开始，按顺时针顺序依次是地线、零线、火线。

⑬ 对于UPS外接电池，正确安装和安全运行的基本条件如下：
UPS和电池的工作环境干燥，温度在20℃到25℃之间。

过流保护断路器或熔断器必须安装在电池组的充放电电路中，并且保护装置离电池越近越好。有些保险丝甚至可以在电池组中串联，这样当电池组的输出线绝缘损坏或输出短路时，可以迅速切断电池组的输出电压。

过流保护断路器或熔断器的额定工作电压（DC）应大于UPS电池组的浮充电压，因为虽然UPS工作时充电器与电池组的电压差不是很大正常情况下，如果内部或充电器输出端的正负极线短路，就有可能将接近整个电池组电压值的电压加到断路器上。工作电压必须大于 UPS 电池组的浮充电压。

过流保护断路器或熔断器的额定工作电流应大于电池组大放电电流、电池连接组大放电电流，大放电电流计算公式如下：

式中，IBatmax为电池组的大放电电流，A；P为UPS的标称容量，VA；PFou 为负载功率因数；电池组直流对UPS交流输出的效率是一个常数；UBaot是UPS工作在电池逆变器时的电池组关机电压，V。

需要注意的是，有些厂家设定的大电流放电时的关断电压值小于小电流放电时的关断电压值。例如某型号UPS直流工作电压为120V/DC，当负载低于50%时，电池关断电压设置为105V，当负载于50%时，电池关断电压设置为100V。

⑭ 由于UPS主机及其电池一般较重，应计算地面的负载能力是否达到UPS及其电池重量的分布负载。安装面积要求：20kV.A以下UPS，工作面积不小于10~20m2；20~60kV.A UPS，工作面积不小于20m2；60kV.A以上的大型UPS，工作面积不小于40m2。

对于需要 UPS 24 小时不间断运行的用户来说，为 UPS 配置单独的维修旁路配电箱是非常有必要的。通过UPS及其维修旁路配电箱的正确运行，用户可以不间断地将UPS负载切换到电箱的人工维修旁路，从而使UPS主机完全无电，工程技术人员可以放心使用。 UPS 进行维修。

维修工作完成后，通过操作UPS和维修旁路配电箱，用户还可以将UPS负载从手动维修旁路切换回UPS在线输出电路，而不会出现中断。维修旁路配电箱的结构和操作方法如图7-1和图7-2所示（以单进单出UPS为例）。

S1 为 UPS 输入断路器，S2 为 UPS 输出断路器，S3 为 UPS 维修旁路开关。

一个。正常开机顺序（初始状态 Si、S2、Ss 均为 OFF）
(a) 将 S1 转为 ON，正常启动 UPS；
(b) 确认UPS输出电压正常后，将S2拨到ON；
(c) 开启负载，此时 S3 保持关闭状态。

湾。转移到维修旁路序列（初始状态 S1，S2 为 ON，S3 为 OFF）。
(a) 确认市电供电正常，将UPS主机切换到旁路状态（内部旁路）。

(b) 确认 Sa 上下端口电压差不超过 2V 后，将 Ss 置 ON。
(c) 确认负载运行正常后，将 S2 设为 OFF。
(d) 将 S1 转为 OFF。此时，UPS设备已经与整个配电电路断开，可以进行维护。

如果UPS不能切换到内部旁路，则需要按正常顺序将UPS完全关机，将S2转为OFF，将S1转为OFF，此时负载将被关闭；如果负载需要继续工作，请确认 S1 和 S2 处于关闭状态。状态后，将开启，再开启负载。

C。恢复正常工作顺序（初始状态S1、S2为OFF，S3为ON）
(a)将S1转为ON；
(b) 启动 UPS，确认 UPS 进入旁路状态（内部旁路）
(c) 确认 S2 上下端口电压差不超过 2V 后，将 S2 转为 ON。
(d) 将 UPS 从旁路状态切换到在线状态，此时 UPS 恢复正常工作状态。