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1、2020年7月3日,1,2020年7月3日,1,UPS电源系统设计 (交流供电),2020年7月3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,2020年7月3日,3,2020年7月3日,3,第一部分：UPS电源系统组成,1、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、风能等新能源供电系统。,2
2、020年7月3日,4,2020年7月3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：,2020年7月3日,5,2、UPS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,2020年7月3日,6,小型局站UPS供电系统组成,2020年7月3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，将交流电源整流为直流电，一边给蓄
3、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。,2020年7月3日,8,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。,2020年7月3日,9, TN-C 三相四线制,T电源端有一点直接接地； N
4、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。,2020年7月3日,10, TN-C-S三相四线后五线制,各个字母含义附录：,2020年7月3日,11,2、TT系统中性点直接接地系统,3、IT系统中性点不接地系统,2020年7月3日,12,第三部分：交流负荷统计 1、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。,2020年7月3日,13,保证（重要）负荷：通信设备负荷、机房照明、机房空调、消防（
5、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）,2020年7月3日,14,第四部分：UPS电源系统配置,1、UPS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。,2020年7月3日
6、,15,2、UPS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。,2020年7月3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,2020年7月3日,17,3、输入/输出屏或交流配电容量配置 I=所带远期负荷电流*
7、 ：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、交流导线截面积计算,2020年7月3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），（应为局站的终期容量） I 考虑标准敷设条件（
8、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。,2020年7月3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。,2020年7月3日,20,2020年7月3日,21,表二 电缆载流量环境修正系数表,2020年7月3日,22,表三 电缆直埋地敷设多根
9、并列校正系数,2020年7月3日,23,表四 电缆穿管及桥架修正系数,2020年7月3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，
10、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）。,2020年7月3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、接地,2020年7月3日,26,第五部分：设备选型 1、UPS 常规容量： 1KVA、2KVA、3KVA、6KVA、10KVA、15KVA 、 20KVA 、30KVA 、40KVA 、60KVA 、80KVA 、 100KVA 、120KVA 、140KVA、160KVA 、200KVA 、300KVA 、400KVA、500KVA 、600KVA 、800K
11、VA 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。,2020年7月3日,27,2、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。,2020年7月3日,28,3、输入、输出屏、交流配电屏,1、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。,2020年7月3日,29,2020年7月3日,29,
