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大型UPS电源的安装

发布时间:2019-06-09 17:01:04

UPS设备及配件在出厂前都进行过严格的检查和测试,设备抵达现场后,用户应做以下几项安装前的准备工作。 
1大型UPS对场地、环境的要求
(1)设备就位场地应该是“工业类型”的硬质水泥型的水平地面,如果采用防静电活动地板,则需要在考虑到地板的平均负荷量的基础上,还要根据UPS的重量来设计制作供安装设备的托架。
 对于多数大型UPS来说,其标准机型的电缆为下进下出型。UPS机柜的通风的进气口位于机柜的正面或侧面,出气口在机柜的上部或后面。为此,在安装UPS时,要求用户事先准备好电缆敷设地沟。地沟的深度为40 cm左右。当用户采用桥架电缆敷设时,应选用电缆为上进上出型的机型。
(2)UPS供电系统应安装在具有通风良好、凉爽、湿度不高和具有无尘条件的清洁空气的运行环境中。尽管一般的UPS所允许的温度范围为0℃~ 40℃之间。然而,如果条件允许时,应将环境温度控制在35℃以下。UPS厂家推荐的工作温度为20℃~25℃。湿度控制在50%左右为宜。此外,在UPS运行的房间里不应存放易燃、易爆或具有腐蚀性的气体或液体的物品。
(3)严禁将UPS安装在具有金属导电性的尘埃的工作环境中,否则会导致设备产生短路故障。也不宜将UPS安放在靠近热源处。
 (4)不管所配的UPS蓄电池组是否配有带温度补偿的充电器。为了确保蓄电池组的使用寿命,应该将蓄电池房的温度控制在20℃~25℃之间。
 (5)UPS的左右侧一定要保持有 50mm 的空间,后面有100mm空间,以保证UPS通风良好。UPS前面应有足够的操作空间。
通过实践证明,UPS最好不要靠墙安装,UPS与墙之间要留有1m左右的距离,以便于UPS的维修。
有关各种UPS的具体安装数据,请参看随机带来的用户手册。
(6)用户在设计UPS机房的通风冷却系统时,请参看有关各种UPS的功耗和通风量的数据。

2用户在购买 UPS 时,应该考虑的基本安装设计参数
在表6中列出输出功率为30~400kVA UPS的典型输入电流、/输出电流、功耗以及所需的通风量等参数。这些参数可供用户在UPS机房进行安装时,选配电力电缆尺寸和估算应配置的空调机的容量时使用。例如,用户可按照功率为1kW的空调设备可以产生860大卡的制冷量这样的数据来估算空调机的总制冷量。在这里需要说明的是:在表6中未给出蓄电池组的工作电流值,这是因为各个UPS 生产厂家的设计思路不同,而采用不同的蓄电池组的电源电压的缘故。常见的蓄电池组电压有:
 (30×12)= 360V;
 (32×12)= 384V;
 (33×12)= 396V;
 (35×12)= 420V;
 (40×12)= 480V;
 (48×12)= 576V。
表6 大型UPS的安装技术参数
标称
输出功率(kVA)    30    40    60    80    120    200    300    400
交流输入电源    380 / 400 / 415V, +10%-15%
最大输入电流(A)
满载+电池浮充电流   62    80    120    150    230    390    570    765
标称输出电流(A)    43    57    87    122    183    305    456    609
带额定负载时的功耗(kW)    2.2    3.2    4.3    5.6    7.5    12.4    17    22
通风量(m3/h)    512    800    1120    1800    2600    3500    5500    6160
基于这些原因,用户应根据自己所选用的UPS的标称输出功率(kVA)及不同蓄电池组的临界放电电压值来估算可能流过蓄电池电力电缆的最大电流值。对于上述不同蓄电池组的标称临界放电电压值为:
 30×12V蓄电池组为300V;
 32×12V蓄电池组为320V;
 33×12V蓄电池组为330V;
 35×12V蓄电池组为350V;
 40×12V蓄电池组为400V;
48×12V蓄电池组为480V。

3设备到货后由用户进行的工作
(1)取货
对所到的设备,用户要检查其在运输过程中是否受到损坏,若有损坏,可按照常规手续向运输部门索取赔偿,并在现场将损坏现象记录并拍照,最好通知商检部门前来验证。此外,还要按定货单与到货情况进行核对,若有不符合的地方,在交涉时要引证装箱单证号。
(2)存放
设备必须存放在干燥通风处,要有遮盖,防止雨水淋湿、溅湿或化学试剂的腐蚀。建议用原包装存放,因为在存储期间,该包装能起到最大限度的保护作用。
如果在最后安装前拆去了包装,要用护套盖住设备,防止灰尘、瓦砾、金属丝、油漆等进入。
 由于蓄电池是密封铅酸蓄电池,所以存储时间不得超过6个月,蓄电池存放处的环境温度不能超过25℃,较高的温度将使其存储时间减少,使蓄电池的技术性能变差,若存储时间超过上述的最大限度,应马上对蓄电池充电,否则会缩短蓄电池的寿命,甚至损坏。
(3)拆包装箱
 UPS设备和配件包装均为木箱。在拆箱时必须小心拆卸,及时检查设备和配件(蓄电池等)在运输过程中是否被损坏。在清除包装材料之前,要确认所有的配件都已到齐。如果设备或配件在运输过程中被损坏,或设备和配件与定货合同不符时,应及时作现场记录,并立即与供货公司联系。
(4)搬运
——从底部搬运
 用集装箱搬运车或铲车搬运机柜时,为了给铲车留下铲叉的通道,不要封住UPS柜和蓄电池柜前后的底座档板,可在搬后再盖上。
——从顶部搬运
配备必备的吊钩,搬运设备时用高架吊车起吊设备,注意机柜不要开封,以免起吊时造成设备变形或损坏。
(5)机柜的定位与加固
机柜就位后,调整机柜地脚螺栓的高度,使第一个机柜完全竖直,然后再调整其他机柜地脚螺栓的高度,使所有的机柜柜门完全平行。
为防止地震时UPS发生前、后、左、右移动而影响供电,在UPS定位后,要用螺丝将并排摆放的机柜相互栓住,还要将UPS机柜与地面加固。有的UPS机柜可以直接用膨胀螺栓与地面加固。有的UPS地脚是滚轮的,无法直接与地面加固,对于这样的UPS机柜在定位后可以用角钢在紧靠着UPS地脚前、后处,用10mm2以上的膨胀螺栓与地面进行加固。这样安装后的设备比较安全、可靠。
4注意事项
(1)为了确保操作人员和设备的安全,在安装、启动设备前应仔细阅读相关的“安装和操作”手册。 
(2)UPS与市电电源及负载连接时应注意以下几点:
检查UPS电源柜上所标的输入参数,是否与市电的电压和频率一致;
检查UPS输入线的相线与零线是否遵守厂家规定;
检查负载功率是否小于UPS额定输出功率。
5电缆的选择和接线
在UPS供电系统中主要用到三种电缆:电力电缆、接地电缆和控制电缆。
(1)电力电缆
 电力电缆包括交流输入、交流输出和电池电缆 。
 ——电力电缆截面的选择
 用户在安装UPS时往往都会提出机器的输入、输出和蓄电池的输出线的线径问题。导线的选用,根据用途、种类、结构尺寸、载流量等不同类型,有不同的使用范围和要求。由于 UPS均安装于室内,而且距离负载较近,其走线多为地沟或明线,所以一般采用铜芯橡皮绝缘电缆。其导线截面积主要考虑3个因素:
符合电缆使用安全的标准;符合电缆允许的温升;满足电压降要求。
UPS要求最大电压降为:交流50Hz回路电压降比率≤3%;直流回路电压降比率≤1%,如果压降超过上述范围,必须加粗导线截面积。
其计算方法如下:
——先求出电流值
 交流输入、输出电流的计算:
 因为 P=3×U相×I相×cosφ(单相输出者则为:P=UIcosφ)
 所以 I相=P/(3×U相×cosφ)=S/(3×U相)
 例如:380V、50Hz、250kVA UPS的输出电流为:
 I相=250×103/(3×220)≈ 380(A)
——确定导线截面积。
100m长回路的电压降比率(铜芯电缆)如表7、表8所示。
查表7可知:当输出线约100m长时,可选择185mm2的铜芯电缆,超过100m长时则需加粗些,因为100m的线路压降已达2.7%了。如果输出线在80m以下时,可选截面积为150mm2 的铜芯电缆,此时电压降为3.1×80/100=2.48%。
同理,可确定蓄电池输出线的最小截面积:
直流输出电流I=P/U,这里要注意的是U应取最小值。
逆变器输入电压为362V~480V的三相380V、250kVA UPS,蓄电池的最大放电电流为:
I=250×103/362=690(A)
所以蓄电池输出线应选600mm2以上的铜芯电缆。如果输出线小于100米,可视情况减小截面积,为了布线方便可用多条软电缆以并联形式联接。
表7 三相线路(铜芯导体)的电压降比率(%),50/60Hz,3相,380V
截面积
电流
    35
mm 2    50
mm 2    70
mm 2    95 
mm 2    120
mm 2    150
mm 2    185
mm 2    240 
mm 2    300
mm 2
50A    1.3    1.0                            
63A    1.7    1.2    0.9                        
70A    1.9    1.4    1.0    0.8                    
80A    2.1    1.6    1.2    0.9    0.7                
100A    2.7    2.0    1.4    1.1    0.9    0.8            
125A    3.3    2.4    1.8    1.4    1.1    1.0    0.8        
160A    4.2    3.1    2.3    1.8    1.5    1.2    1.1    0.9    
200A    5.3    3.9    2.9    2.2    1.8    1.6    1.3    1.2    0.9
250A        4.9    3.6    2.8    2.3    1.9    1.7    1.4    1.2
320A            4.6    3.5    2.9    2.5    2.1    1.9    1.5
400A                4.4    3.6    3.1    2.7    2.3    1.9
500A                    4.5    3.9    3.4    2.9    2.4
600A                        4.9    4.2    3.6    3.0
800A                            5.3    4.4    3.8
1000A                                6.5    4.7

——连接单机UPS系统的电缆参数
表9是按电源和负载的线电压为380V时的额定功率计算的;
电源1的电流值和电缆截面积是按功率因数为0.8的额定负载以及最小的电池浮充电压时计算的;
电池的电流和电缆截面积是按放电周期结束时的最大电流计算的;
电源2和负载的电流以及电缆截面积是按功率因数为0.8的额定负载计算的。
表8 直流线路(铜芯导体)的电压降比率(%)
截面积
电流
    25
mm 2    35
mm 2    50
mm 2    70 
mm 2    95
mm 2    120
mm 2    150
mm 2    185
mm 2    240 
mm 2    300
mm 2
100A    5.1    3.6    2.6    1.9    1.3    1.0    0.8    0.7    0.5    0.4
125A        4.5    3.2    2.3    1.6    1.3    1.0    0.8    0.6    0.5
160A            4.0    2.9    2.2    1.6    1.2    1.1    0.8    0.7
200A                3.6    2.7    2.2    1.6    1.3    1.0    0.8
250A                    3.3    2.7    2.2    1.7    1.3    1.0
320A                        3.4    2.7    2.1    1.6    1.3
400A                            3.4    2.8    2.1    1.6
500A                                3.4    2.6    2.1
600A                                4.3    3.3    2.7
800A                                    4.2    3.4
1000A                                    5.3    4.2
1250A                                        5.3
表9 连接单机UPS系统的电缆参数
逆变器
额定输
出功率
(kVA)    所吸收的相电流(A)    铜芯电缆线的截面积(mm 2)**
    380V的
电源1    380V的
电源2和
负载    电

池    380V的
电源1    380V的
电源2和
负载    电


    带或不带
电池*            带或不带
电池*        
40    72    61    101    35    35    50
60    108    91    153    35    35    70
80    142    121    202    50    50    95
100    180    152    254    70    70    120
120    216    182    305    70    70    2×70
160    286    242    400    95    95    2×95
200    358    303    505    120    120    2×95
250    447    379    630    185    185    2×120
300    537    455    758    2×95    2×95    2×120
400    727    606    1013    2×120    2×120    2×185
500    896    787    1252    2×185    2×185    3×150
600    1089    944    1519    2×240    2×240    3×185
需要说明的是:
 * 对频率转换器,有关电源2的参数不适用。
 ** 电缆的截面积是按铜芯电缆计算的(如果用铝芯电缆则需要增加30%),同时考虑了温度的上升以及最多100m(交流回路)或25m(直流回路)的线路压降。如果线路更长,则要选用截面积更大的电缆,以保证线路压降比率≤3%(交流)或≤1%(直流)。
——并联UPS中有关电源2和负载的参数
若系统安装有冗余逆变器,则只需考虑给负载供电所要求的逆变器台数(例如:在3台并联UPS系统中,其中一台为冗余UPS,这时在确定电源2和负载的电流及其电缆截面积时只需考虑两台UPS)。
(2)接地电缆
安全接地线:它是同机壳相连的安全接地线,一般它的线径应为电力电缆的0.5~1倍左右。
逻辑控制板接地线:它为逻辑控制板提供必要的参考地电平。它是为防止因邻近设备中所产生的电磁干扰信号串入控制电路而影响UPS系统的正常运行而配置的接地系统,控制地线不但不能同安全地线相连,而且应将它装入专用的管道中。一般,这根控制地线的截面积应选用4mm 2 以上的多股铜芯电缆连接为宜,并用黄/绿相间的颜色作为标志。
(3)UPS的零线
UPS的零线截面积应为相线截面积的1.2~1.5倍。按惯例,用户应将电源零线和接地线分开敷设,但用户可在最终接地点使用单点接地系统。
(4)UPS中的控制电缆
在UPS电源中,一般需要配置如下的控制线:
从UPS报警接口板到远程监视器之间所需的控制线;
从UPS报警“继电器干接点”接口板到用户“自定义的报警装置”之间的控制线;
从UPS主机到蓄电池断路器开关之间的控制线;
从UPS的RS232/RS485接口到远程微机终端或调制解调器(modem)的控制线;
从UPS主机到远程、紧急停机开关之间的控制线等。
对于上述的控制线,一般应选用带屏蔽的多芯电缆、带屏蔽的扁平电缆或带屏蔽的多股绞线为宜。每根连接芯线的截面积在1mm2以上为宜。
(5)常见电缆的规格
有关不同截面积电缆所允许的载流量以及美国线规AWG与公制导线截面积的对照表参见表10和表11,可以供用户在选配电缆尺寸时参考。
6安装收尾工作
(1)检查接线是否与安装手册相符,并核对相序。
(2)清点工具,以免遗留在UPS机柜内。
(3)盖好UPS的安全挡板、顶盖和侧门板。
(4)清理并打扫UPS机柜周围的场地。
表10 铜芯绝缘导线所允许的载流量(A)—导线明铺设时
导线截
mm 2
面积
    截流量(A)
    1.0    1.5    2.5    4    6    10    16    25    35    50    70    95    120    150    185    240
25℃    橡皮    21    27    35    45    58    85    110    145    180    230    285    345    400    470    540    660
    塑料    19    24    32    42    55    75    105    138    170    215    265    325    /    /    /    /
30℃    橡皮    20    25    33    42    54    80    103    136    168    215    267    323    374    439    505    617
    塑料    18    22    30    39    51    70    96    129    159    201    248    304    /    /    /    /
表11 美国线规AWG与公制导线截面积对照表
公制截面积mm 2    -1-    1.5-2.6    -4 -    6-10    2.5--    --70    -95-    120-150    --185    -240-    300-
AWG/MCM    #18-#16    -#14 -    #12-#10    -#8-    -#3#2    #1/0,#2/0    #3/0-#4/0    -250-
MCM    300,350
MCM MCM    400-500
MCM MCM    -750
MCM

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