在机房工程中,配置UPS供电系统是十分必要的,UPS设备容量的选择一般按重要负载的功率大小确定。因而其前级电源容量,不论是变压器或柴油发电机,与UPS的容量也有对应的比例关系,这种比例关系直接决定系统配置是否合理可靠。过大造成浪费,过小系统不能满足带满载要求且系统运行不稳定。在以往的工作中,这种比例关系是比较模糊的,或者说没有引起足够的重视。可能有些场合不需要准确地计算UPS前级电源的容量,但作为系统设计者或有关技术人员心目中对此应有清楚的概念,而不是糊涂的概念,更不能一无所知。为此,笔者根据自己的工作实践和掌握的理论,首先叙及UPS与其前级柴油发电机之间容量关系的计算方法。
1、UPS的前级电源是柴油发电机
首先确定UPS输入与输出之间的容量关系Si/So。从某知名品牌的UPS资料(80、120、160、200kVA)得知,对于6脉冲整流,电池浮充电时比值为1.I1,均充对比值为1.38,1.11—1.38,取最大值为1.38。
对于12脉冲整流,电池浮充电对比值为1.05,均充对比值为1.3,1.05—1.3,取最大值为1.3。
即Si/So-1.38(6脉冲整流时),Si/So=1.3(12脉冲整流时)。这里面包含了对电池充电的能量;但目前有些UPS具有在柴油发电机工作时禁止向电池充电的功能。这样就只需考虑UPS的传递效率ηups。
一般UPS具有逆变器1.5倍过载1min的指标,旁路会更高些。如果考虑允许输出1.5倍过载lmin,则Si/So=1.5/ηups。一般UPS满载时的整机效率为92%,这样,Si/So,=1.5/0.92=1.63,所以一般取UPS额定输出容量的1.63倍,就基本上满足了UPS对前级变压器或柴油发电机容量的要求。
以上是UPS输入/输出容量比值关系。但大多数UPS输入端是晶闸管整流方式或其它整流方式。对于电网来说,它们是非线性负载,会对电网产生谐波电流,该谐波电流通过电网内部的阻抗产生阻抗压降,进而引起电网的容量损失,这部分损失必然耍由电网承担。如果是柴油发电机,就应在选型时考虑对这部分损耗的补偿。另外,UPS输人电流中基波部分也会通过前级电源的内阻抗产生损耗sUPS输入功率因数体现UPS要从前级电源获取有功功率的大小,它和前级电源的输出功率因数也会有对应关系。为此,计算中要加入谐波电流及基波电流引起的损耗,且还要考虑UPS输入功率因数的影响。