UPS系统设计教学课件.ppt

1、2022年10月12日12022年10月12日1 UPS电源系统设计(交流供电)2022年10月12日2 2目 录 一、UPS电源系统组成 二、交流供电系统配电方式 三、交流负荷统计 四、UPS电源系统配置 五、设备选型2022年10月12日32022年10月12日3第一部分：第一部分：UPS电源系统组成电源系统组成1、常规通信电源系统组成、常规通信电源系统组成 通信电源系统由七个部分组成，即五个主要系统和二个辅助系统，俗称5+2系统。五个主要系统分别是：（1）高压变、配电系统（变电所）；（2）低压配电及油机交流供电系统；（3）UPS交流不间断电源系统；（4）直流供电系统；（5）太阳能电池、风

2、能等新能源供电系统。2022年10月12日42022年10月12日4 二个辅助系统分别是：（1）防雷与接地系统；（2）电源集中监控系统。通信电源系统的组成如下图所示：2022年10月12日5 2、UPS电源系统组成电源系统组成 UPS供电系统主要用于数据设备、网管设备、计费系统等对电源特性要求高交流设备供电，一般地，UPS系统根据局站大小，有2种常见的组成。中、大型局站UPS供电系统组成2022年10月12日6小型局站UPS供电系统组成2022年10月12日7 UPS输入屏：接受市电和油机系统输出电能的装置，将电能分配给UPS系统，可以接入多套UPS系统。UPS：含整流和逆变功能模块，将交流电

3、源整流为直流电，一边给蓄电池充电，一边通过逆变器将直流电源转化为交流电源，输出电源单项、三相可选。UPS输出屏：接受UPS输出电能，分配给交流通信设备。电池组：作为后备电源，在市电故障时，将其储存电能通过逆变器转化交流电源，为设备供电，单体电压一般选12V。2022年10月12日8第二部分：交流供电系统配线方式第二部分：交流供电系统配线方式 交流供电系统的配线方式有三大类：1、TN系统中性点重复接地系统 TN-S 三相五线制（通信局站广泛使用）T电源端有一点直接接地；N 电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。S中性导体和保护导体是分开的。2022年10月12日9 TN-C 三相

4、四线制T电源端有一点直接接地；N 电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。C中性导体和保护导体是合。2022年10月12日10 TN-C-S三相四线后五线制各个字母含义附录：2022年10月12日112、TT系统中性点直接接地系统3、IT系统中性点不接地系统2022年10月12日12第三部分：交流负荷统计第三部分：交流负荷统计 1、交流负荷统计、交流负荷统计（1）交流负荷的种类 交流负荷的种类有：动力（包括通信设备）、照明、空调和电热等。（另一分法：通信设备负荷和建筑负荷）（2）交流负荷的性质 交流负荷的性质有保证（重要）、非保证（一般）负荷之分。2022年10月12日13 保证

5、（重要）负荷：通信设备负荷、机房照明、机房空调、消防（电梯、水泵、风机等）。非保证（一般）负荷：普通照明（节日、道路）、办公空调、生活用电等。（3）交流负荷的计算 交流设备负荷 单相 P=220 xIxcos 三相 P=1.732x380 xIxcos 其中:I负荷相电流；cos功率因数（0.85）2022年10月12日141 1、UPSUPS容量容量 UPS的容量应根据必须保证的交流负荷总容量确定，并考虑一定的冗余。高原地区还应考虑相应的高原降容系数。UPS视在功率（KVA）=P/()式中：P交流负荷（KW）；UPS功率因数0.85；保险系数0.8；高原系数，在海拔低于1000米时，取1。2

6、022年10月12日152 2、UPSUPS电池容量电池容量 先UPS容量计算出蓄电池的最大放电电流，再计算出蓄电池的容量。I=(SCos)/(UN)式中：SUPS额定容量（VA）；I蓄电池最大放电电流（A）；Cos负载功率因素，一般取0.85；UUPS蓄电池组放电终了电压（V）（单体电池电压10.8V）；逆变器的效率，一般也取0.85；N蓄电池只数。2022年10月12日16 Q=KCI K:保险系数（取值范围1.21.67，一般取1.25)；I:电池放电电流；C:蓄电池放电容量系数，见下表。市电类别与蓄电池放电时间表2022年10月12日173 3、输入、输入/输出屏或交流配电容量配置输出

7、屏或交流配电容量配置I=所带远期负荷电流*：冗余系数，一般取1-1.2特别地：具体输入、输出路数和电流等级需要根据具体的设备功耗情况确定。4 4、交流导线截面积计算、交流导线截面积计算2022年10月12日18 按经济电流密度选择导线截面 计算公式：S=Im/Ij S-导线的经济截面积（mm2）Im-最大负荷电流（A）Ij-经济电流密度（A/mm2）对通信电源的交流线Ij取2A/mm2(多芯铜导线)附：电力电缆一般有4,6，10,16,25,35,50,70,95,120,150,185,240,300mm2 等种类。按发热情况选择导线截面 满足式子：KI Ij Ij 最大计算负荷电流（A），

8、（应为局站的终期容量）I 考虑标准敷设条件（空气温度为25，土壤温度为15）及导线连续发热的容许温升而制定的导线持续容许电流（A），查导线表获取,见表1。（其中，导线最大载流量分65 情况下和125情况下，设计时选择65 情况下最大载流量）K 考虑不同敷设条件的修正系数。2022年10月12日19不同敷设条件的修正要考虑的因素很多，主要因素由下式表示：K=KtK1K2 式中：Kt温度校正系数，见表2；K1电缆直埋地敷设多根并列校正系数，见表3 K2电缆穿管多根并列在空气中敷设校正系数，见表 4。2022年10月12日20表1 铜芯聚乙烯绝缘电缆在空气中敷设的载流量（A）（环境温度按30考虑，6

9、5芯线工作温度)截面(mm2)主芯4610162535507095120150185240中性2.546610101625353550501kV(四芯)28364867871111391722112432813226kV(三芯)5268881101381692032342713113652022年10月12日21 环境温度修正系数导体温度环境温度（空气中）环境温度（土壤中）101520253035404550101520253035501.701.621.521.421.321.221.000.75-1.261.181.101.000.890.77601.581.501.411.321.221

10、.111.000.890.731.201.131.071.000.930.85651.481.411.341.261.181.091.000.890.771.171.121.061.000.940.87701.411.351.291.221.151.081.000.910.811.151.111.051.000.940.88801.321.271.221.171.111.061.000.930.861.131.091.041.000.950.90901.261.221.181.141.091.041.000.940.891.111.071.041.000.960.922022年10月12日22

11、 表三 电缆直埋地敷设多根并列校正系数2022年10月12日23 表四 电缆穿管及桥架修正系数穿管修正系数穿管根数2-45-89-1212修正系数0.800.600.500.45 桥架修正系数叠置层数1234梯 架0.800.650.550.50托 盘0.700.550.500.452022年10月12日24按电压损失选择导线截面 若供电距离较远时，除按以上两种方法选择外，还应满足电压损失U%5%的校验（严格情况下U%2%）。S所需导线截面积（mm2)K使用不同电缆截面积的常数，与设计使用年数有关 I设计负荷电流（A）M配线距离（m），V允许电压降（V）交流导线类型的选择 考虑到受力因素，室外

12、交流电缆一般采用铠装电缆VV22型。考虑到安全因素，室内交流电缆一般采用阻燃软电缆ZR-RVV。由于三相负荷的不平衡，以及谐波电流干扰的影响，往往中性 线电流较大，使得电力电缆发热严重。为安全考虑，要求选择电力电缆的截面时，三根相线与中性线的截面同粗（包括配电屏上的母线排也一样）。)(018.032mmVMIKS2022年10月12日25防雷保护地线 防雷保护地线采用不小于35平方毫米铜导线。交流保护地线注：为了安全可靠，接地线应不小于16平方毫米。5 5、接地、接地2022年10月12日26第五部分：设备选型第五部分：设备选型1、UPS常规容量：1KVA、2KVA、3KVA、6KVA、10K

13、VA、15KVA、20KVA、30KVA、40KVA、60KVA、80KVA、100KVA、120KVA、140KVA、160KVA、200KVA、300KVA、400KVA、500KVA、600KVA、800KVA 等。进出线方式：小于10KVA UPS可以选择“单进单出”和“三进三出”方式，大于等于10KVA UPS选择“三进三出”方式。2022年10月12日272、蓄电池、蓄电池常规容量：为节省安装空间，一般考虑12V单体，同时为保证安全可靠性，每台UPS应配置不少于2组的蓄电池组。常规单体容量有25AH,50AH,65AH,80AH,100AH,200AH,300AH,400AH。但是配置时，必须结合厂家生产型号来配置，并非各厂家都生产以上容量的。2022年10月12日281、根据计算容量，考虑一定余量来进行容量配置。2、根据终期输出输入路数要求，来配置输出、输入端子。3、结合厂家的产品配置来最终定型。2022年10月12日292022年10月12日29