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摘要
我国信息产业飞速发展，电脑系统对电源的要求越来越高，UPS得到广泛使用，本文介绍UPS的技术原理和安装要求，由于时间仓促，水平有限，文中难免出现不尽人意之处，敬请批评指正。
关键字：原理、安装
一、 UPS技术原理
1、 UPS技术原理
• 整流/充电器模块将主交流电源提供的三相交流电转换成直流电，用于逆变器的正常输入和给电池进行浮充电或强充电；
• 电池单元在主交流电源超限或停电的情况下为逆变器提供后备电源；
• 逆变器模块将整流/充电器或电池单元提供的直流电转换成三相交流电供给负载；
• 静态旁路模块保证在逆变器停机(由用户操作或保护装置引起)或突然过载的情况下同时将负载切换到旁路交流电源；
• 维修旁路用于维修时将UPS进行隔离，并将负载无间断地切换到旁路交流电源，维修旁路由三个手动开关组成。
2、 UPS运行方式
正常运行方式
UPS必须连续供电给重要的负载。整流器/充电器将主交流输入电源的交流电转换为直流, 供给逆变器, 同时保持电池充电。
电池后备方式
在主交流输入电源发生故障时, 重要负载由电池通过逆变器供电。
电池再充电方式
如果主交流电源已经恢复, 整流器/充电器再次通过逆变器供电给负载，并给电池组充电。逆变器提供与正常运行方式期间相同的电流。
自动旁路方式
在UPS关机情况时，自动旁路保证不间断地把重要负载转换到旁路交流电源上。 如果UPS恢复到正常运行, 会自动地转回到逆变器运行。
手动旁路维修/测试方式
作维修用的手动旁路开关可以隔离逆变器输出和自动旁路. 它可以用作测试或修理UPS时不间断负载的供电。
3、 UPS的类型
3.1单机UPS
单机UPS是模块化单元, 其组成是:
两路交流输入
整流器/充电器
电池
逆变器
静态开关(自动旁路)
手动旁路(维修旁路)
在正常运行方式，负载连续地由整流器和逆变器模块供电。如果主电源故障，负载则不间断地转换到由电池供电(电池方式)。仅在逆变器故障或电池已经达到它的后备时间终了时，负载将转换到旁路交流供电。
3.2并联UPS系统
A、模块化冗余直接并联(2台模块化UPS)
UPS1和UPS2的额定功率同为Pn，系统的总输出功率为Pn，具有50%的冗余，提高系统的可靠性和可用性
这种配置通过并联连接的冗余UPS而增加整个UPS系统的供电可靠性。每台UPS的容量相同并且平均分担相等的负载。负载功率小于或等于单台UPS的额定功率，这样，如果一台UPS故障，另一台UPS能继续供给全部负载。这种冗余称为½冗余度。
并联连接的UPS能够实现不间断地供电给负载，因为每台UPS都装有手动维修旁路。
B、模块化增容并联连接(3或4台)
这种并联连接(达到4台)是为增加UPS总容量并提高冗余度的配置。每台UPS的容量相同并且平均分配总负载电流，具有一定的冗余度。例如：UPS配置有1/3冗余度，意味着总共有3台相同容量的UPS并联，如果一台UPS故障，另外两台UPS仍能提供足够的功率供全部负载。并联连接可以实现对负载的不间断电源供电，UPS系统是相同的单机和公共外部手动维修旁路(它的容量可满足全部额定功率)组成。
建议对超过2台UPS单机的并联安装采用外部维修旁路，它可改善维修性和测试性。
对于具有冗余的并联系统，也可不采用外部维修旁路。
3.3 热备份冗余
这种配置由一台UPS作为另一台UPS的备份。如果主UPS故障，静态开关将负載转到备机UPS上而不会中断供电。这种配置提供最高的可用度。
二、安装的具体要求和步骤
1、 准备工作
1.1 设备配置
UPS安装人员需向项目组或商务部了解设备配置情况,包括：合同配置的UPS数量、电池配置、其它辅助机柜等
1.2 设备摆设计划
根据现场条件和要求提供书面的安装摆放图，重点要体现使用的合理性和楼面承重的可行性，尤其楼面承重一定要保证安全可行，可要求用户提供大楼的相关结构和承重资料，以便由专业人士去计量，建议这方面工作尽可能由用户自行完成，我方只提供物品的重量和占地尺寸，在此之后还需提交用户予以确认。
1.3 底座支架
根据用户的现场条件和要求（如地面承重、固定方式等）制作有关UPS和电池柜的底座支架。底座支架的尺寸应考虑UPS和电池柜的支脚之间实际尺寸。
1.4 电气准备
根据用户的场地条件和UPS安装手册, 准备相应的交流电缆、线鼻子、专用工具等安装材料及调试工具。
1.5 设备环境要求
UPS和电池环境要求：温度在20℃~25℃，湿度低于95%，电池房有鲜风系统。
2、 设备就位
2.1 响应
安装人员在接到到货通知后, 应立即与用户/项目现场负责人联系安装的具体时间, 并按要求时间到达现场, 同时准备好有关的搬运工具及器械或通知搬运公司。
2.2 开箱
安装人员应首先清点到货物品是否与装箱单一致, 然后检查所有设备的包装外观是否完好无损。如有破损、严重变形、倒置、倾倒标记变色等，应立即拍照并通知货运部，决定是否继续开箱。在设备开箱过程中，如发现内部有损坏也应立即拍照及通知货运部。开箱后的包装物，由安装人员与用户/项目现场负责人协商妥善处理，对于现场环境较为恶劣的，应对到货设备做好保护措施，防止到货设备受损、被盗、受潮和受尘封。可用原包装物封盖好，直到UPS投入使用才清除原包装物。
2.3 水平搬运
设备开箱后，安装人员应使用适当的搬运工具，将设备搬至就位地点。对于易损物品如配电柜玻璃门、电池等应小心搬运、轻放，更不能倒置，如发现破损应及时拍照及通知公司。搬运过程中遇到的障碍物如台阶、门槛、转弯等应采取安全措施方可通过，应考虑既能便于搬运设备，又能不损坏现场的其他成品。
2.4 就位
设备搬运至就位地点后，应按照经用户确认过的设备放置图进行摆放，如有底座支架，应采用妥善的方法将设备安全移至底座上。UPS摆放的位置应考虑通风和方便维修，电池柜（架）摆放的位置应考虑便于检查电池。
2.5 固定
设备就位后应认真调整设备的高度、水平，排列整齐, 并按要求固定地脚螺栓。
2.6防鼠处理
设备支脚间安装挡板，盖好全部线槽，底座与地面之间应安装防鼠网。
3、 线路联接
3.1 电缆
主要指UPS至输入输出配电柜的交流铜芯电缆。电缆截面应不低于下表的规定。在安装距离超过100米时，应选择上浮至少一个截面等级的电缆。电缆应采用符合国家标准、
3.2 电缆联接端子（线鼻子）
电缆的联接端子应采用冷压镀锌闭口短颈的。
3.3 电缆的制做
电缆应按实际长度截取，机柜底部不允许有超出0.3米的盘绕（特殊情况除外）。如采用桥架、电缆沟槽铺设时，应松紧适度并有适当的固定或支撑。电缆与联接端子冷压后，应采用热缩套管封口。若采用多芯电缆，在进出机柜底部时还应增加热缩五指套管封口。
3.4 敷设线缆要求
交流电源线和直流电源线分线槽敷设；UPS输入电源线和输出电源线分线槽敷设；
敷设前每根线缆两头用同色的胶布做好标记；
线缆在线槽（线管）转弯和出口位置，用护套作保护，防止外皮被割伤；
线缆敷设完成后，核对线缆两头标记。
3.5 绝缘检测
制作完成的电缆应使用万用表检测绝缘, 如绝缘损坏, 必须重新制作并给予更换。
3.6 电缆的联接
所有设备的电缆在完成制做和绝缘检测后方可联接。联接用的螺栓螺母必须是镀锌的，配有平垫圈和弹簧垫圈。螺栓在紧固后应比螺母长出3 ~ 5扣，过长的螺栓必须事先截短。
3.7 电池的联接
电池的电缆应包括电池之间的联接、电池到电池开关（箱）及开关（箱）至UPS的联接、电池信号线的连接。
由于电池已预充电，在联接时必须按照操作规程联接，防止短路造成人身及电池的损害。
电池放在电池架上，电池接头必须安装护套；放在电池柜内，按用户的要求，安装护套；
3.9 电缆整理
所有电缆联接完成后, 应进行整理, 并做好标记，用绑扎带固定牢固。
3.10做好标签及绘制图纸
对于UPS及电池的进、出线都必须做好标签，并在图纸上标注清楚。
3.11电池柜和设备底座接地线
按要求做好接地，并对所接的地极进行测量，了解是否符合设备安全运行的要求，对不符合的接地点要进行处理，直至达标为止。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
我国信息产业飞速发展，电脑系统对电源的要求越来越高，UPS得到广泛使用，本文介绍UPS的技术原理和安装要求，由于时间仓促，水平有限，文中难免出现不尽人意之处，敬请批评指正。
关键字：原理、安装
一、 UPS技术原理
1、 UPS技术原理
• 整流/充电器模块将主交流电源提供的三相交流电转换成直流电，用于逆变器的正常输入和给电池进行浮充电或强充电；
• 电池单元在主交流电源超限或停电的情况下为逆变器提供后备电源；
• 逆变器模块将整流/充电器或电池单元提供的直流电转换成三相交流电供给负载；
• 静态旁路模块保证在逆变器停机(由用户操作或保护装置引起)或突然过载的情况下同时将负载切换到旁路交流电源；
• 维修旁路用于维修时将UPS进行隔离，并将负载无间断地切换到旁路交流电源，维修旁路由三个手动开关组成。
2、 UPS运行方式
正常运行方式
UPS必须连续供电给重要的负载。整流器/充电器将主交流输入电源的交流电转换为直流, 供给逆变器, 同时保持电池充电。
电池后备方式
在主交流输入电源发生故障时, 重要负载由电池通过逆变器供电。
电池再充电方式
如果主交流电源已经恢复, 整流器/充电器再次通过逆变器供电给负载，并给电池组充电。逆变器提供与正常运行方式期间相同的电流。
自动旁路方式
在UPS关机情况时，自动旁路保证不间断地把重要负载转换到旁路交流电源上。 如果UPS恢复到正常运行, 会自动地转回到逆变器运行。
手动旁路维修/测试方式
作维修用的手动旁路开关可以隔离逆变器输出和自动旁路. 它可以用作测试或修理UPS时不间断负载的供电。
3、 UPS的类型
3.1单机UPS
单机UPS是模块化单元, 其组成是:
两路交流输入
整流器/充电器
电池
逆变器
静态开关(自动旁路)
手动旁路(维修旁路)
在正常运行方式，负载连续地由整流器和逆变器模块供电。如果主电源故障，负载则不间断地转换到由电池供电(电池方式)。仅在逆变器故障或电池已经达到它的后备时间终了时，负载将转换到旁路交流供电。
3.2并联UPS系统
A、模块化冗余直接并联(2台模块化UPS)
UPS1和UPS2的额定功率同为Pn，系统的总输出功率为Pn，具有50%的冗余，提高系统的可靠性和可用性
这种配置通过并联连接的冗余UPS而增加整个UPS系统的供电可靠性。每台UPS的容量相同并且平均分担相等的负载。负载功率小于或等于单台UPS的额定功率，这样，如果一台UPS故障，另一台UPS能继续供给全部负载。这种冗余称为½冗余度。
并联连接的UPS能够实现不间断地供电给负载，因为每台UPS都装有手动维修旁路。
B、模块化增容并联连接(3或4台)
这种并联连接(达到4台)是为增加UPS总容量并提高冗余度的配置。每台UPS的容量相同并且平均分配总负载电流，具有一定的冗余度。例如：UPS配置有1/3冗余度，意味着总共有3台相同容量的UPS并联，如果一台UPS故障，另外两台UPS仍能提供足够的功率供全部负载。并联连接可以实现对负载的不间断电源供电，UPS系统是相同的单机和公共外部手动维修旁路(它的容量可满足全部额定功率)组成。
建议对超过2台UPS单机的并联安装采用外部维修旁路，它可改善维修性和测试性。
对于具有冗余的并联系统，也可不采用外部维修旁路。
3.3 热备份冗余
这种配置由一台UPS作为另一台UPS的备份。如果主UPS故障，静态开关将负載转到备机UPS上而不会中断供电。这种配置提供最高的可用度。
二、安装的具体要求和步骤
1、 准备工作
1.1 设备配置
UPS安装人员需向项目组或商务部了解设备配置情况,包括：合同配置的UPS数量、电池配置、其它辅助机柜等
1.2 设备摆设计划
根据现场条件和要求提供书面的安装摆放图，重点要体现使用的合理性和楼面承重的可行性，尤其楼面承重一定要保证安全可行，可要求用户提供大楼的相关结构和承重资料，以便由专业人士去计量，建议这方面工作尽可能由用户自行完成，我方只提供物品的重量和占地尺寸，在此之后还需提交用户予以确认。
1.3 底座支架
根据用户的现场条件和要求（如地面承重、固定方式等）制作有关UPS和电池柜的底座支架。底座支架的尺寸应考虑UPS和电池柜的支脚之间实际尺寸。
1.4 电气准备
根据用户的场地条件和UPS安装手册, 准备相应的交流电缆、线鼻子、专用工具等安装材料及调试工具。
1.5 设备环境要求
UPS和电池环境要求：温度在20℃~25℃，湿度低于95%，电池房有鲜风系统。
2、 设备就位
2.1 响应
安装人员在接到到货通知后, 应立即与用户/项目现场负责人联系安装的具体时间, 并按要求时间到达现场, 同时准备好有关的搬运工具及器械或通知搬运公司。
2.2 开箱
安装人员应首先清点到货物品是否与装箱单一致, 然后检查所有设备的包装外观是否完好无损。如有破损、严重变形、倒置、倾倒标记变色等，应立即拍照并通知货运部，决定是否继续开箱。在设备开箱过程中，如发现内部有损坏也应立即拍照及通知货运部。开箱后的包装物，由安装人员与用户/项目现场负责人协商妥善处理，对于现场环境较为恶劣的，应对到货设备做好保护措施，防止到货设备受损、被盗、受潮和受尘封。可用原包装物封盖好，直到UPS投入使用才清除原包装物。
2.3 水平搬运
设备开箱后，安装人员应使用适当的搬运工具，将设备搬至就位地点。对于易损物品如配电柜玻璃门、电池等应小心搬运、轻放，更不能倒置，如发现破损应及时拍照及通知公司。搬运过程中遇到的障碍物如台阶、门槛、转弯等应采取安全措施方可通过，应考虑既能便于搬运设备，又能不损坏现场的其他成品。
2.4 就位
设备搬运至就位地点后，应按照经用户确认过的设备放置图进行摆放，如有底座支架，应采用妥善的方法将设备安全移至底座上。UPS摆放的位置应考虑通风和方便维修，电池柜（架）摆放的位置应考虑便于检查电池。
2.5 固定
设备就位后应认真调整设备的高度、水平，排列整齐, 并按要求固定地脚螺栓。
2.6防鼠处理
设备支脚间安装挡板，盖好全部线槽，底座与地面之间应安装防鼠网。
3、 线路联接
3.1 电缆
主要指UPS至输入输出配电柜的交流铜芯电缆。电缆截面应不低于下表的规定。在安装距离超过100米时，应选择上浮至少一个截面等级的电缆。电缆应采用符合国家标准、
3.2 电缆联接端子（线鼻子）
电缆的联接端子应采用冷压镀锌闭口短颈的。
3.3 电缆的制做
电缆应按实际长度截取，机柜底部不允许有超出0.3米的盘绕（特殊情况除外）。如采用桥架、电缆沟槽铺设时，应松紧适度并有适当的固定或支撑。电缆与联接端子冷压后，应采用热缩套管封口。若采用多芯电缆，在进出机柜底部时还应增加热缩五指套管封口。
3.4 敷设线缆要求
交流电源线和直流电源线分线槽敷设；UPS输入电源线和输出电源线分线槽敷设；
敷设前每根线缆两头用同色的胶布做好标记；
线缆在线槽（线管）转弯和出口位置，用护套作保护，防止外皮被割伤；
线缆敷设完成后，核对线缆两头标记。
3.5 绝缘检测
制作完成的电缆应使用万用表检测绝缘, 如绝缘损坏, 必须重新制作并给予更换。
3.6 电缆的联接
所有设备的电缆在完成制做和绝缘检测后方可联接。联接用的螺栓螺母必须是镀锌的，配有平垫圈和弹簧垫圈。螺栓在紧固后应比螺母长出3 ~ 5扣，过长的螺栓必须事先截短。
3.7 电池的联接
电池的电缆应包括电池之间的联接、电池到电池开关（箱）及开关（箱）至UPS的联接、电池信号线的连接。
由于电池已预充电，在联接时必须按照操作规程联接，防止短路造成人身及电池的损害。
电池放在电池架上，电池接头必须安装护套；放在电池柜内，按用户的要求，安装护套；
3.9 电缆整理
所有电缆联接完成后, 应进行整理, 并做好标记，用绑扎带固定牢固。
3.10做好标签及绘制图纸
对于UPS及电池的进、出线都必须做好标签，并在图纸上标注清楚。
3.11电池柜和设备底座接地线
按要求做好接地，并对所接的地极进行测量，了解是否符合设备安全运行的要求，对不符合的接地点要进行处理，直至达标为止。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。