UPS不間斷電源租賃出租賃服務(wù)虹口數(shù)據(jù)中心
不間斷電源(UPS)是將蓄電池(多為鉛酸免維護(hù)蓄電池)與主機(jī)相連接，通過(guò)主機(jī)逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。它主要用于給單臺(tái)計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其他電力電子設(shè)備如電磁閥、壓力變送器等提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)，保證這些設(shè)備儀器的不間斷運(yùn)行，防止計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)丟失、通信網(wǎng)絡(luò)中斷或儀器失去控制。不間斷電源廣泛應(yīng)用于：礦山、航天、工業(yè)、通訊、國(guó)防、、計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)終端、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、應(yīng)急照明系統(tǒng)、鐵路、航運(yùn)、交通、電廠、變電站、核電站、消防安全報(bào)警系統(tǒng)、無(wú)線通訊系統(tǒng)、程控交換機(jī)、移動(dòng)通訊、太陽(yáng)能儲(chǔ)存能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、控制設(shè)備及其緊急保護(hù)系統(tǒng)、個(gè)人計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。
前些日子，我單位新入職的一位同事，剛從某職業(yè)院校電器相關(guān)專業(yè)，工作認(rèn)真，勤快好問(wèn)。有一天他問(wèn)了我一個(gè)問(wèn)題，電機(jī)銘牌上的功率因數(shù)一欄是什么含義。我當(dāng)時(shí)沒(méi)有立即回答，因?yàn)樽约豪斫獾囊彩呛苣：：蟛樵兞瞬糠謱I(yè)書(shū)籍作如下介紹。異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)，是指它從電網(wǎng)中吸收的有功功率P與視在功率S之比，用cosφ表示，即cosφ=P/S=P/U丨(單相異步電動(dòng)機(jī))=P/√3U丨(三相異步電動(dòng)機(jī))。功率因數(shù)對(duì)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，可以理解為定子電流中的有功電流分量與定子總電流之比。
系統(tǒng)組成
典型的UPS系統(tǒng)框圖如圖1所示，它的基本結(jié)構(gòu)是一套將交流電變?yōu)橹绷麟姷恼髌骱统潆娖?，以及把直流電再變?yōu)榻涣麟姷哪孀兤?，電池在交流電正常供電時(shí)貯存能量且維持在一個(gè)正常的充電電壓上，一旦市電供電中斷時(shí)，蓄電池立即對(duì)逆變器供電以保證UPS電源交流輸出電壓。下面幾種簡(jiǎn)圖示意了UPS的各種工作情況(以在線式UPS電源為例)。
（1）市電在UPS所允許的范圍內(nèi)正常供電時(shí)，如圖2所示，粗線描繪了電源能量的流向。
（2）主電源故障即市電被切斷后，電源將瞬間改由逆變器提供能量如圖3所示。
（3）當(dāng)所帶負(fù)載過(guò)大或電源內(nèi)逆變器出現(xiàn)故障時(shí)，UPS將打開(kāi)旁路由主電源直接供電，如圖4所示。
連接方式
（1）單臺(tái)UPS電源能夠供給全部負(fù)載，連接圖如系統(tǒng)的原理圖，連接方法較簡(jiǎn)單。
（2）總負(fù)載功率需要二臺(tái)或更多臺(tái)UPS電源供給，如圖5所示，這種連接方式稱作并聯(lián)無(wú)備份方式。
（3）二臺(tái)或二臺(tái)以上UPS電源其總?cè)荼蓉?fù)載總?cè)萘恳?，但該系統(tǒng)比負(fù)載總?cè)萘勘仨毝嘁慌_(tái)UPS電源的容量，任何一臺(tái)UPS電源故障時(shí)，其余仍能供給全部負(fù)載，如圖6所示。這種連接方式稱作并聯(lián)有備份方式。
（4）整個(gè)UPS電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，市電將UPS電源脫開(kāi)，直接接通負(fù)載，且不影響UPS電源系統(tǒng)的維修，這種線路設(shè)計(jì)如圖7所示。
下面說(shuō)說(shuō)三菱PLC在ST語(yǔ)言下的一些不足：只能聲明一維數(shù)組三菱PLC只能聲明一維數(shù)組，這對(duì)編程人員來(lái)說(shuō)有了很大的限制。像西門(mén)子、倍福、施耐德都是可以聲明數(shù)組的：上圖是門(mén)子博圖軟件聲明的一個(gè)三維int數(shù)組，如果三菱支持這個(gè)功能，上面蜘蛛紙牌的程序中BEHIND_LINE[ii].Numb[jj]就不必寫(xiě)成結(jié)構(gòu)體+數(shù)組的形式，直接寫(xiě)成一個(gè)二維數(shù)組BEHIND_LINE[ii,jj]就可以了。只能建立一層結(jié)構(gòu)體在三菱的結(jié)構(gòu)體中只能聲明基本類型的標(biāo)簽，無(wú)法聲明其他的結(jié)構(gòu)體，這也注定了三菱不能像施耐德和西門(mén)子那樣完成復(fù)雜的邏輯功能。
當(dāng)UPS電源系統(tǒng)無(wú)故障時(shí)，維修開(kāi)關(guān)打開(kāi)，輸入開(kāi)關(guān)、輸出開(kāi)關(guān)閉合；當(dāng)UPS電源系統(tǒng)故障時(shí)，維修開(kāi)關(guān)閉合，輸入開(kāi)關(guān)、輸出開(kāi)關(guān)打開(kāi)。這樣，保證了用電負(fù)載的正常工作，而又不影響對(duì)UPS電源系統(tǒng)故障的在線維修。
隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)電源的要求越來(lái)越高UPS日益受到重視，并逐漸發(fā)展成為一種具有穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、濾波、抗電磁和射頻干擾、防電壓沖浪等功能的電力保護(hù)系統(tǒng)。尤其是在電網(wǎng)的線路及供電質(zhì)量不太高、抗干擾的技術(shù)落后，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)電源的要求又比較高的情況下，UPS的作用就顯得更加明顯。
UPS的保護(hù)作用表現(xiàn)在對(duì)市電電源進(jìn)行穩(wěn)壓，UPS的輸入電壓范圍比較寬，一般情況是從170V到250V，而輸出電源的質(zhì)量是相當(dāng)高的，后備式的UPS輸出電壓在5%~8%，輸出頻率穩(wěn)定在1Hz；如圖1，在線式UPS輸出電壓穩(wěn)定在3%以內(nèi)，輸出頻率穩(wěn)定在0.5Hz。在市電正常時(shí)，UPS電源相當(dāng)于交流市電穩(wěn)壓器；市電對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，此時(shí)也相當(dāng)于充電器。在市電突然掉電的情況下，UPS自動(dòng)切換到蓄電池供電，使計(jì)算機(jī)維持正常工作，保護(hù)軟硬件不受損害。
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攝像機(jī)安裝現(xiàn)在的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在70~80之間、支架安裝30~手動(dòng)鏡頭的還要含鏡頭的調(diào)試、至于分體調(diào)試整體調(diào)試可以不考慮。線纜敷設(shè)根據(jù)種類線徑管路不同一般線在250~300元/100米。太高的(5米以上)也要在人工費(fèi)上加3~4%，高層還要加增加費(fèi)。那下面談下監(jiān)控設(shè)備的選擇確定安裝地點(diǎn)后，計(jì)算安裝攝像頭數(shù)量。攝像頭的清晰度以及是否需要夜視功能都是區(qū)分價(jià)格的地方。清晰度要求不高，也不需要夜視功能，根據(jù)質(zhì)量一般攝像機(jī)價(jià)格需要200-300元左右，而要求比較高點(diǎn)的攝像頭可能需要300-600元左右。
UPS根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)IEC（電工委員會(huì)）按其結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理分為以下3類：
（1）被動(dòng)后備式UPS電源
指逆變器并聯(lián)連接在市電與負(fù)載之間僅簡(jiǎn)單地作為備用電源使用。此種UPS電源，在市電正常時(shí)，負(fù)載完全是直接地市電供電，逆變器不做任何電能變換，蓄電池由獨(dú)立的充電器供電；當(dāng)市電不正常時(shí)，負(fù)載完全由逆變器提供電能。 [5]
被動(dòng)后備式UPS具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格最廉等優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)用于某些非重要的負(fù)載使用，如家用計(jì)算機(jī)等。但市電斷電時(shí)，繼電器將逆變器切換至負(fù)載，切換時(shí)間較長(zhǎng)，一般需幾個(gè)毫秒的間斷，稍微重要的計(jì)算機(jī)設(shè)備不應(yīng)選用被動(dòng)后備式UPS電源。 [5]
（2）在線互動(dòng)式UPS電源
指逆變器并聯(lián)連接在市電與負(fù)載之間，起后備電源作用，逆變器作為充電器給蓄電池充電。通過(guò)逆變器的可逆運(yùn)行方式，與市電相互作用，被稱為互動(dòng)式。此種UPS電源，在市電正常時(shí)，負(fù)載由經(jīng)改良后的市電供電，逆變器作為充電器給蓄電池充電，此時(shí)逆變器起AC/DC變換器的作用；而當(dāng)市電故障時(shí)，負(fù)載完全由逆變器供電，此時(shí)，逆變器起DC/AC變換器的作用。 [5]
在線互動(dòng)式UPS具有結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、實(shí)施方便、且易于并聯(lián)、便于維護(hù)和維修、效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、整機(jī)可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，性能滿足某些負(fù)載要求，特別適用于網(wǎng)絡(luò)中某些計(jì)算機(jī)設(shè)備采用分布式供電的系統(tǒng)。此種電源缺點(diǎn)是穩(wěn)壓性能不高，尤其動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度低，抗干擾能力不強(qiáng)，電路會(huì)產(chǎn)生諧波干擾和調(diào)制干擾。
（3）雙變換式UPS電源
指逆變器串聯(lián)連接在交流輸入與負(fù)載之間，電源通過(guò)逆變器連續(xù)地向負(fù)載供電。此種UPS電源其供電方式如下：市電正常時(shí)，市電經(jīng)過(guò)整流器、逆變器向負(fù)載供電；市電不正常時(shí)，由蓄電器經(jīng)逆變器向負(fù)載供電。
雙變換式UPS是UPS電源的主品，具有性能好、電壓穩(wěn)定度與頻率穩(wěn)定度高、功能強(qiáng)、具有熱備份連接和并聯(lián)冗余聯(lián)結(jié)的功能等優(yōu)點(diǎn)，其不足之處是當(dāng)容量少于10kVA以下，其整機(jī)效率不高，一般在85%左右。