1、配电作为业务运行的基础,其重要性相对于供电负载而言是第一位的。无论哪部分负载出现问题,影响的只是局部,而配电系统出问题,则可能造成所有的设备都不能工作。因此,要求对配电系统的设计有足够的重视。配电系统的设计是否完善是保证系统稳定可靠的前提,设计人员是不是熟悉配电系统相关的技术性能,熟悉各种负载对供电的要求是保证可靠运行的关键。在本文中,全面了解一下机房内的配电柜、UPS电源、防雷及接地等系统设计方法及注意事项。配电柜配电柜的主要作用是将低压配电室(配电柜的主要作用是将低压配电室(220220或或380V380V)送到机房的一路市电,经机房配电柜转换成)送到机房的一路市电,经机房配电柜转换成多路
2、市电,供照明、空调、多路市电,供照明、空调、UPSUPS电源及插座使用。电源及插座使用。此配电柜称为机房输入配电柜,即机房主配电柜。此配电柜称为机房输入配电柜,即机房主配电柜。配电柜内底板上所有器件连接线称为一次回路线,配电柜内底板上所有器件连接线称为一次回路线,底板与配电柜面板上器件(主要包括指示灯、电压底板与配电柜面板上器件(主要包括指示灯、电压及电流表、转换开关等)的连接线称为二次回路线。及电流表、转换开关等)的连接线称为二次回路线。在配电柜内设主开关一个,其上端与低压配电室连在配电柜内设主开关一个,其上端与低压配电室连接,下端与配电柜内各分路开关通过导线或导线排接,下端与配电柜内各分路
3、开关通过导线或导线排相接,主开关在容量超过相接,主开关在容量超过60A60A时最好选用塑壳开关,时最好选用塑壳开关,导线与塑壳开关相连时导线需压接铜鼻,连接处不导线与塑壳开关相连时导线需压接铜鼻,连接处不容易松动,不会发生打火现象。容易松动,不会发生打火现象。所有进出配电柜的导线都要用彩色绝缘胶布做上所有进出配电柜的导线都要用彩色绝缘胶布做上标记,火线用黄色、绿色和红色(对三相而言,如标记,火线用黄色、绿色和红色(对三相而言,如是单相只用红色),零线用兰色、地线用黑色。特是单相只用红色),零线用兰色、地线用黑色。特别是三相市电进入配电柜与空气开关连接时,一定别是三相市电进入配电柜与空气开关连接
4、时,一定要按从左到右,黄、绿、红线顺序连接,一定不要要按从左到右,黄、绿、红线顺序连接,一定不要接错,许多三相负载对输入相序都有严格要求,如接错,许多三相负载对输入相序都有严格要求,如空调设备在相序错时会发生风机倒转、空调设备在相序错时会发生风机倒转、UPSUPS电源相电源相序接错会发生损坏等,因此,在没有把握时,一定序接错会发生损坏等,因此,在没有把握时,一定要用相序表测一下输入电缆,看所标的颜色是否正要用相序表测一下输入电缆,看所标的颜色是否正确。确。对三相电来说,三相负载平衡也同样重要。如果对三相电来说,三相负载平衡也同样重要。如果三相电路中三相电流相差很大,容易使零线中有过三相电路中三
5、相电流相差很大,容易使零线中有过大的电流流过,由于零线线径相对火线细,过大的大的电流流过,由于零线线径相对火线细,过大的电流流过零线会使零线发热。另外,零线电流过大电流流过零线会使零线发热。另外,零线电流过大也是造成零也是造成零-地电压增高的主要原因。三相负载不平地电压增高的主要原因。三相负载不平衡也容易造成空开跳闸。衡也容易造成空开跳闸。配电柜内分路开关容量不宜选取过大,过大会造配电柜内分路开关容量不宜选取过大,过大会造成分路开关没跳,主开关先跳现象,分路开关同相成分路开关没跳,主开关先跳现象,分路开关同相超过三路时其单路容量最大为主开关的一半。分路超过三路时其单路容量最大为主开关的一半。分
6、路同相开关所有容量相加最好不要大于主开关的一倍。同相开关所有容量相加最好不要大于主开关的一倍。配电柜都采用上进线方式(有防静电地板时有时配电柜都采用上进线方式(有防静电地板时有时会采用下进线方式),出线可上可下,看怎样走线会采用下进线方式),出线可上可下,看怎样走线方便、美观。方便、美观。配电柜内的空开除照明可用带过流保护的空开外,配电柜内的空开除照明可用带过流保护的空开外,其他都不要使用,如果空调、其他都不要使用,如果空调、UPSUPS电源使用会经常电源使用会经常发生跳闸现象。发生跳闸现象。配电柜内除火线外,零线和地线不用通过空气开配电柜内除火线外,零线和地线不用通过空气开关,特别是地线一定
7、不要通过空开。从低压配电室关,特别是地线一定不要通过空开。从低压配电室来的零线及地线通过铜鼻直接与配电柜下面的零、来的零线及地线通过铜鼻直接与配电柜下面的零、地线排连接,地线排与配电柜外壳用导线接在一起。地线排连接,地线排与配电柜外壳用导线接在一起。空气开关按质量可分为高、中、低三档,高档与空气开关按质量可分为高、中、低三档,高档与低档价格相差三、四倍,而且容量越大、价格相差低档价格相差三、四倍,而且容量越大、价格相差越多。高档空开一般为国内组装,如越多。高档空开一般为国内组装,如ABBABB、梅兰日、梅兰日兰(施耐德)等;中档有上海人民等;低档有正泰、兰(施耐德)等;中档有上海人民等;低档有
8、正泰、德里西、天正等。德里西、天正等。空气开关按其容量可分为:空气开关按其容量可分为:15A15A(16A16A)、)、20A20A、32A32A、40A40A(45A45A)、)、60A60A(63A63A)、)、100A100A等等,等等,括号内为组装容量值。括号内为组装容量值。空气开关主要分断路器及塑壳开关二大类,断路空气开关主要分断路器及塑壳开关二大类,断路器采用簧片压线连线方式,最大压线不超器采用簧片压线连线方式,最大压线不超35mm35mm、最大容量不超过最大容量不超过100A100A,由于采用簧片压线方式,时,由于采用簧片压线方式,时间长容易产生松动现象,需要定期紧固,一般每月间
9、长容易产生松动现象,需要定期紧固,一般每月需将螺丝紧固一次,不然会产生打火现象,烧毁空需将螺丝紧固一次,不然会产生打火现象,烧毁空开。优点是体积小、价格低。塑壳开关容量一般很开。优点是体积小、价格低。塑壳开关容量一般很大,容量越大、体积也就越大。塑壳开关采用铜鼻大,容量越大、体积也就越大。塑壳开关采用铜鼻接线方式,由于有弹簧垫片,紧固后不需做日常维接线方式,由于有弹簧垫片,紧固后不需做日常维护。护。电缆与最大电流换算电缆截面(mm)最大电流A电缆截面(mm)最大电流A2.528436646106216812510535130501607019595235120265150305人身触电及安全用
10、电 所谓触电,就是当人体触及带电体,带电体与人体之间闪击放电或电弧波及人体时,电流通过人体与大地或其他导体,形成闭合回路,我们就把这种情况叫做触电。触电会使人体受到伤害,可分为电击和电灼伤两种:1.电击:人体相当于一个电阻,当电压施加于人体时,形成电流,人体在电流的作用下组织细胞遭到破坏,控制心脏和呼吸器管的中枢神经会麻痹,造成休克或死亡,这就叫做电击。2.电灼伤:电灼伤是指由于电流的热效应、化学反应、机械效应以及在电流作用下,使熔化和蒸发的金属微粒等侵袭人体皮肤,使人体局部发红、起泡烧焦或组织破坏,严重时也可致人于死命,此类情况即为电灼伤。接触电压n n电气设备因绝缘损坏,发生碰壳时,人触及
11、此电气设备就电气设备因绝缘损坏,发生碰壳时,人触及此电气设备就有遭到电击的危险。为了衡量危险程度,测出离电气设备有遭到电击的危险。为了衡量危险程度,测出离电气设备的水平方向的水平方向0.80.8米(相当跨步距离)的地电位和电气装置米(相当跨步距离)的地电位和电气装置垂直方向垂直方向1.81.8米处(人手触及的部位)的设备发生故障时米处(人手触及的部位)的设备发生故障时所带的电位,两者的电位差称为接触电压。所带的电位,两者的电位差称为接触电压。n n如果设备未接地,如果设备未接地,220V220V的相线碰壳,这时产生的接触电的相线碰壳,这时产生的接触电压可达到相电压大小;如果设备接地,其接触电压
12、的大小压可达到相电压大小;如果设备接地,其接触电压的大小与设备的接地电阻大小有关,当设备的接地电阻与电源的与设备的接地电阻大小有关,当设备的接地电阻与电源的工作接地电阻相等时,接触电压可达到工作接地电阻相等时,接触电压可达到110V110V。n n设备的接地即使非常好,在故障电压未切断前,接触电压设备的接地即使非常好,在故障电压未切断前,接触电压也是存在的。只有故障电压被断路器或熔丝切断后,才解也是存在的。只有故障电压被断路器或熔丝切断后,才解除电击的危险。除电击的危险。跨步电压 当电气装置发生对地短路故障(或高压架空线当电气装置发生对地短路故障(或高压架空线路某根导线断落在地上时),电流进入
13、大地,便路某根导线断落在地上时),电流进入大地,便从故障点的地通过大地接地极回到电源,于是在从故障点的地通过大地接地极回到电源,于是在故障点的地和接地极周围产生一个电场,离故障故障点的地和接地极周围产生一个电场,离故障点的地或接地极的地越近,电位越高,越远则电点的地或接地极的地越近,电位越高,越远则电位越低,离开位越低,离开2020米,则可视为零。人两脚分开相米,则可视为零。人两脚分开相距约为距约为0.80.8米时,站在这个电场内,由于两脚处于米时,站在这个电场内,由于两脚处于不同的电位点,就有一个电位差,此电位差称为不同的电位点,就有一个电位差,此电位差称为跨步电压。当人处于电场内有麻电感觉
14、时,不能跨步电压。当人处于电场内有麻电感觉时,不能奔跑逃离电场,而应该单脚跳或细步离开电场。奔跑逃离电场,而应该单脚跳或细步离开电场。低压配电系统中的接地方式n n低压系统接地制式可分为:TN系统、TT系统、IT系统三种形式,其中TN系统又分为:TN-C、TN-S、TN-C-S。IT系统 ITIT系统是指配电系统电源中性点不接地或经阻系统是指配电系统电源中性点不接地或经阻抗接地,电气设备的外露导电部分可直接接地或抗接地,电气设备的外露导电部分可直接接地或通过保护线接到电源的接地极上。通过保护线接到电源的接地极上。这种系统当出现第一次故障时,故障电流受到限制,电气设备的金属外壳上不会产生危险的接
15、触电压,因此可以不切断电源,电气设备仍能继续运行。所以特别适用要求连续工作的电气设备,由于第一次故障时的故障电流很小,因此,也适用于有爆炸危险的环境,如矿山等。为监视IT系统中带电部分与外露可导电部分或与大地之间是否发生一点单一故障,可装上带有声光指示报警设备,在发生一点单一故障后应及早排除,避免长时间带故障运行。TT系统 TT TT系统是指配电系统有一个直接接地点,一般系统是指配电系统有一个直接接地点,一般是配电变压器或发电机的中性点。电气设备的外是配电变压器或发电机的中性点。电气设备的外露导电部分必须另接在单独的接地极上。露导电部分必须另接在单独的接地极上。在TT系统内,电气设备的金属外壳
16、用单独的接地极接地,与电源的接地极无电气联系,所以适用于对电位敏感的数据处理设备和精密电子设备的供电,如计算机房。TT系统之所以能防止触电,是因为接地电阻与触摸带电设备外壳的人体是并联相连的。由于分流作用,使得人体接触到的电流仅为故障电流的一部分,从而减少了触电的危险性。如果接地电阻符合要求,接地电阻值很小,使得流过人体的故障电流在安全值以内,这样触电的人就得到了保护。TN系统 TN电力系统有一点直接接地,装置的外露导电部分用保护线与该点连接。接照中性线与保护线的组合情况,公认的TN系统有以下3种形式:1.TN-C 整个系统的中性线与保护地是合一的,具有简单、经济的优点。当发生接地故障时,故障
17、电流大,可采用一般过电流保护电器切断电源,以保证安全。但对于单相负荷或三相不平衡负荷以及有谐波电流负荷的线路,正常运行时PEN线有电流,其所产生的压降呈现在电气设备的金属外壳上,这对敏感的电子设备不利。另外,PEN线上的微弱电流在爆炸危险环境也能引起爆炸,因此,我国(爆炸危险环境电力设备设计规范)中明确规定爆炸危险环境中不能采用TN-C系统。2.TN-S保护线与中性线分开,具有TN-C系统的优点,但价格较贵。由于正常情况下PE线不通过负荷电流,与PE线相连的电气设备金属外壳不带电位,所以适合于数据处理和精密电子仪器的供电,也可用于爆炸危险的环境中。3.TN-C-S 在TN-C-S系统中,PEN
18、线自A点起分为保护线和中性线。分开后,N线应对地绝缘。为了防止分开后的PE线志N线混淆,按国标规定,给PE线和PEN线涂以黄绿相间的色标,给N线涂以浅蓝色色标。PEN自分开后,PE线与N线不能再合并,否刚将丧失分开后形成的TN-S系统的特点。U P S基础知识RS232PC电源电源随着电子技术的飞速发展,一些重要部门的用电随着电子技术的飞速发展,一些重要部门的用电设备,如计算机、通迅设备等等对供电质量的要求设备,如计算机、通迅设备等等对供电质量的要求越来越高,不仅要求不停电,还要求电压、频率、越来越高,不仅要求不停电,还要求电压、频率、波形准确完好,不能受到电网的任何干扰。而波形准确完好,不能
19、受到电网的任何干扰。而UPSUPS电源能使电网和用电器进行隔离,既避免负载对电电源能使电网和用电器进行隔离,既避免负载对电网产生的干扰,又避免电网中的干扰影响负载,网产生的干扰,又避免电网中的干扰影响负载,UPSUPS电源已成为现在机房必不可少的设备。电源已成为现在机房必不可少的设备。UPS的基本作用的基本作用 什么叫什么叫什么叫什么叫UPS?UPS?UPSUPS是英文是英文Uninterruptable Power Supply Uninterruptable Power Supply 的的缩写,中文译为缩写,中文译为“不间断电源不间断电源”,它是能够实现两路它是能够实现两路它是能够实现两路
20、它是能够实现两路电源之间无间断地相互切换的电气装置电源之间无间断地相互切换的电气装置电源之间无间断地相互切换的电气装置电源之间无间断地相互切换的电气装置。有时人们叫。有时人们叫它它“不停电电源不停电电源”,这种说法从专业上来说是不确切,这种说法从专业上来说是不确切的。因为电源是能够提供电能、实现其他能量转换成的。因为电源是能够提供电能、实现其他能量转换成电能的装置。电能的装置。UPSUPS不能依靠能量的转换来提供电能,不能依靠能量的转换来提供电能,因此从严格意义上讲,因此从严格意义上讲,UPSUPS不是一种电源。它只是提不是一种电源。它只是提供一种两路电源之间无间断转换的机会,这才是供一种两路
21、电源之间无间断转换的机会,这才是UPSUPS设计的主要思想。设计的主要思想。UPSUPS的价格之所以昂贵,就是贵在的价格之所以昂贵,就是贵在这种不间断切换的特点上。这种不间断切换的特点上。UPS的主要作用的主要作用两路电源之间的无间断相互切换;两路电源之间的无间断相互切换;隔离作用隔离作用n n将瞬间间断、谐波、电压波动、频率波动以及电压噪声将瞬间间断、谐波、电压波动、频率波动以及电压噪声等电网干扰阻挡在负载之前,既使负载对电网不产生干等电网干扰阻挡在负载之前,既使负载对电网不产生干扰,又使电网中的干扰不影响载。扰,又使电网中的干扰不影响载。电压变换作用电压变换作用n n输入电压有时不等于输出
22、电压输入电压有时不等于输出电压 频率变换作用频率变换作用n n输入频率有时不等于输出频率输入频率有时不等于输出频率 提供一定的后备时间提供一定的后备时间 UPS UPS带有电池,贮存一定的能量,一方面在电网停带有电池,贮存一定的能量,一方面在电网停电或发生间断时继续供电一段时间来保护负载;另一方电或发生间断时继续供电一段时间来保护负载;另一方面在面在UPSUPS的整流器发生故障时使用户有时间来保护负载。的整流器发生故障时使用户有时间来保护负载。按照用户的要求,后备时间可以是按照用户的要求,后备时间可以是5 5分钟、分钟、1010分钟、分钟、1515分钟、分钟、3030分钟分钟(电池占电池占UP
23、SUPS价格的一半价格的一半)、9090分钟等,分钟等,甚至更长。甚至更长。UPS主要生产厂家主要生产厂家 梅兰日兰(梅兰日兰(梅兰日兰(梅兰日兰(MGEMGE)、爱克赛、艾默生(原力)、爱克赛、艾默生(原力)、爱克赛、艾默生(原力)、爱克赛、艾默生(原力博特)、先控、冠军(博特)、先控、冠军(博特)、先控、冠军(博特)、先控、冠军(CHAMPIONCHAMPION)、)、)、)、APCAPC、科士达(科士达(科士达(科士达(KSTARKSTAR)、山特)、山特)、山特)、山特、科龙等。科龙等。科龙等。科龙等。UPS电源的分类电源的分类 UPSUPS根据设计方式不同可分为在线式、离线式根据设计
24、方式不同可分为在线式、离线式根据设计方式不同可分为在线式、离线式根据设计方式不同可分为在线式、离线式(后备式)和在线互动式三种。(后备式)和在线互动式三种。(后备式)和在线互动式三种。(后备式)和在线互动式三种。A.在线式在线式 在线式在线式UPSUPS的含义是指,即使是在电网电压正的含义是指,即使是在电网电压正常时,市电也是经过常时,市电也是经过 整流滤波整流滤波-逆变器逆变器-输出输出给负载。这种给负载。这种UPSUPS无论在市电正常时将市电隔离,无论在市电正常时将市电隔离,还是供电异常时转由蓄电池供电,逆变器始终处还是供电异常时转由蓄电池供电,逆变器始终处于工作状态,都能供给负载纯净的电
25、源,并保持于工作状态,都能供给负载纯净的电源,并保持0 0中断时间。这样负载即使是实时控制信号,也不中断时间。这样负载即使是实时控制信号,也不会因为市电异常而丢失或差错。会因为市电异常而丢失或差错。B.后备式后备式 后备式后备式UPSUPS的含义是指,在外电电网电压正常的含义是指,在外电电网电压正常时,时,UPSUPS的任务主要对自身蓄电池进行充电,负的任务主要对自身蓄电池进行充电,负载由载由UPSUPS电源旁路供电,其输出电压基本就是输电源旁路供电,其输出电压基本就是输入电网的电压。不能抑制和隔离电网中的各种噪入电网的电压。不能抑制和隔离电网中的各种噪声和干扰,输出的电压不是稳压稳频的,只是
26、进声和干扰,输出的电压不是稳压稳频的,只是进行简单的调压和稳压。当市电故障时,负载由电行简单的调压和稳压。当市电故障时,负载由电池通过逆变器供电。这种池通过逆变器供电。这种UPSUPS有一定的转换时间有一定的转换时间(通常小于(通常小于10ms10ms)。这种)。这种UPSUPS线路简单,输出线路简单,输出多为方波,成本较低。一般功率在多为方波,成本较低。一般功率在1KVA1KVA以下。以下。C.在线互动式在线互动式 在线互动在线互动UPSUPS则是指,在输入市电正常时,则是指,在输入市电正常时,UPSUPS的逆变器处于反向工作给电池组充电,在市的逆变器处于反向工作给电池组充电,在市电异常时逆
27、变器立刻投入逆变工作,将电池组电电异常时逆变器立刻投入逆变工作,将电池组电压转换为交流电输出,因此在线互动式压转换为交流电输出,因此在线互动式UPSUPS也有也有转换时间。同后备式转换时间。同后备式UPSUPS相比,在线互动相比,在线互动UPSUPS的的保护功能较强,逆变器输出电压波形较好,一般保护功能较强,逆变器输出电压波形较好,一般为正弦波。使用这一技术的为正弦波。使用这一技术的UPSUPS厂家不多。厂家不多。根据输入/输出电压不同称法A A S11S11(单(单/单)单)输入电压为输入电压为220V220V,输出为,输出为220V.220V.此类此类UPSUPS为了减少三为了减少三相电路
28、的不平衡,一般功率不超过相电路的不平衡,一般功率不超过5KVA5KVA。B B S31S31(三(三/单)单)输入电压为输入电压为380V380V,输出为,输出为220V220V;此类;此类UPSUPS在自动在自动/手手动旁路状态时,负载由电网动旁路状态时,负载由电网A A相供电。相供电。C C S33S33(三(三/三)三)输入电压为输入电压为380V380V,输出为,输出为 380V380V。此类此类UPSUPS输出必须输出必须配有输出配电柜才能获得单相电压。配有输出配电柜才能获得单相电压。功率因数功率因数 对一台设备有输入功率因数和输出功率因数对一台设备有输入功率因数和输出功率因数两个不
29、同的参数,功率因数绝对值介于两个不同的参数,功率因数绝对值介于0 0于于1 1之间,之间,它是它是WW(有功功率)与(有功功率)与VAVA(视在功率)之间的比(视在功率)之间的比数。一般数。一般UPSUPS电源负载都是非线性的,所以电源负载都是非线性的,所以UPSUPS输出功率因数根据负载的特性一般在输出功率因数根据负载的特性一般在0.60.6(小型(小型UPSUPS电源)电源)-0.8-0.8(中、大型(中、大型UPSUPS电源)之间。电源)之间。UPSUPS功率不能用功率不能用功率不能用功率不能用WW来表示,要用来表示,要用来表示,要用来表示,要用VAVA来表示来表示来表示来表示。UPS结
30、构结构整流充电器:由可控硅整流桥功率电路和相应的控制电路组成。它将由可控硅整流桥功率电路和相应的控制电路组成。它将电源电源1 1输入的交流电变换成直流电,供给电池组充电及逆输入的交流电变换成直流电,供给电池组充电及逆变器的输入。变器的输入。逆变器:由逆变功率电路和相应的控制电路组成。它将整流充由逆变功率电路和相应的控制电路组成。它将整流充电器输入的直流电变换为正弦交流电供给负载电器输入的直流电变换为正弦交流电供给负载。旁路静态开关:由反并联的可控硅功率电路和相应的控制电路组成。它由反并联的可控硅功率电路和相应的控制电路组成。它实现负载在逆变器与旁路电源之间的不间断切换。实现负载在逆变器与旁路电
31、源之间的不间断切换。电池电路:由可充电的电池组组成。将直流能量贮存在电池组中,由可充电的电池组组成。将直流能量贮存在电池组中,当电源停电或超限时,向逆变器电路释放能量,以对负当电源停电或超限时,向逆变器电路释放能量,以对负载进行后备式的供电。载进行后备式的供电。各种隔离保护装置 Q1Q1:整流器输入开关;:整流器输入开关;QF1QF1:电池电路保护开关;:电池电路保护开关;K3NK3N:逆变器输出保护接触器;:逆变器输出保护接触器;Q4SQ4S:电源:电源2 2或静态旁路输入开关;或静态旁路输入开关;Q5NQ5N:逆变器输出开关:逆变器输出开关;Q3BP Q3BP:手动维修旁路开关。:手动维修
32、旁路开关。UPS的基本工作状态的基本工作状态1.正常工作状态:正常工作状态:2.市电停电市电停电(超超 限限):3.市电恢复正常市电恢复正常(充电充电):4.过载或故障过载或故障注:在静态旁路状态时,UPS电源内部所有元器件都带电。5.维修状态维修状态 即手动旁路状态,这时即手动旁路状态,这时UPSUPS电源内部除输入电源内部除输入/输出端子带输出端子带电外,其它元器件都不带电。电外,其它元器件都不带电。UPS备份 UPSUPS一般都是给重要设备供电,但一般都是给重要设备供电,但UPSUPS也有也有发生故障的时候,为了保正这些重要设备的正常发生故障的时候,为了保正这些重要设备的正常工作,工作,
33、UPSUPS采用备份工作方式。采用备份工作方式。常见的备份方式有二种:常见的备份方式有二种:并机工作方式;并机工作方式;串联热备份方式。串联热备份方式。并联工作方式并联工作方式特点特点n n每一条并联每一条并联UPSUPS支路都由整流器电池逆变器组成,每支路都由整流器电池逆变器组成,每台台 UPS UPS 都具有它自己单独的静态旁路开关,以实现负载都具有它自己单独的静态旁路开关,以实现负载在逆变器与电源在逆变器与电源2 2之间的不间断切换。在切换过程中,与之间的不间断切换。在切换过程中,与逆变器输出接触器逆变器输出接触器K3NK3N并联的逆变器静态开关优先于并联的逆变器静态开关优先于K3NK3
34、N动作,以避免各个逆变器的动作,以避免各个逆变器的K3NK3N动作不同步,造成切换过动作不同步,造成切换过程中负载电流分配的不均匀。程中负载电流分配的不均匀。n n二台并联的二台并联的UPSUPS电源各承担电源各承担5050的负载。的负载。串联热备特点:特点:n n 两台两台UPSUPS电源分成主、备机,备机串接在主机自动旁路电源分成主、备机,备机串接在主机自动旁路端口上。平时由主机保护负载正常工作。当主机发生故障端口上。平时由主机保护负载正常工作。当主机发生故障时,无间断切换到旁路备机上,负载受备机保护。时,无间断切换到旁路备机上,负载受备机保护。n n平时负载由主机供电,备机为空载状态。平
35、时负载由主机供电,备机为空载状态。UPS电源输出容量确定 一般服务器功率为800W、PC机为100W、交换设备为50W、显示器为100W等,所有设备在后面板都注有其额定功率。将所有负载功率相加再除以UPS功率因数0.8即为系统所需的UPS容量,由于UPS电源工作在60为最佳状态,所以结果还要除0.6。例:一系统有三台服务器、二台PC机、二台显示器、一台交换机及一些功率加起来不超过100W设备,现需要UPS为它供电,请算出UPS容量为多大才能满足系统的需要。3800+2100+2100+50+100=2950W,设UPS功率因数为0.8,UPS负载量为80,系统所需UPS容量为2950/0.8=
36、3700/0.8=4630VA,选5KVA.UPS电源电池容量及数量的确定 根据系统确定的后备时间,先选定根据系统确定的后备时间,先选定UPSUPS厂商,因为厂商,因为不同的品牌不同的品牌UPSUPS其电池充电电压不同,所以每组串联的其电池充电电压不同,所以每组串联的电池个数也就不同。以电池个数也就不同。以5KVA UPS5KVA UPS为例,为例,APCAPC每组电池每组电池个数为个数为3232节(节(12V12V),梅兰日兰每组为,梅兰日兰每组为2020节,科龙每节,科龙每组为组为2929节等。知道每组的电池节数(厂商在产品说明书节等。知道每组的电池节数(厂商在产品说明书上会注明),才能算
37、出电池的安时数。电池在上会注明),才能算出电池的安时数。电池在UPSUPS电源电源中价格所占重很高,特别是在中价格所占重很高,特别是在3KVA3KVA以内以内1 1小时以上的小时以上的UPSUPS电源,电池价格会占电源,电池价格会占5050以上。以上。一般电池产家生产电池有以下容量:一般电池产家生产电池有以下容量:7AH7AH;24AH24AH;38AH38AH;(;(50AH50AH););65AH65AH;100AH100AH等。等。由于电池的放电曲线不是线性的,并且和电池所处的环境由于电池的放电曲线不是线性的,并且和电池所处的环境有很大的关系,所以精确计算是很复杂的,同时也没太大的有很大
38、的关系,所以精确计算是很复杂的,同时也没太大的必要,因为电池容量就分几档,不会有与精确计算结果同容必要,因为电池容量就分几档,不会有与精确计算结果同容量的电池,一般选用电池的容量都比计算出来的高。量的电池,一般选用电池的容量都比计算出来的高。在计算电池容量时,我们使用以下经验公式:在计算电池容量时,我们使用以下经验公式:电池的电池的电池的电池的AH=AH=(PTPT)/(VdNVdN)其中:其中:P P为已选用为已选用UPSUPS电源的功率;电源的功率;T T为为UPSUPS电源的后备时间;电源的后备时间;VdVd为电池电压(为电池电压(12V12V););N N为每组串接电池节数(型号不同的
39、机型每组电池节数是固为每组串接电池节数(型号不同的机型每组电池节数是固定的);定的);为逆变器的工作效率(为逆变器的工作效率(0.80.8)。)。下面选举几个例子下面选举几个例子例1梅兰日兰PULSAR系列3KVA、后备时间为1小时。已知:PULSAR系列3KVA每组电池为8节,即N=8AH=(30001)/(1280.8)=39选:汤浅38AH一组(8只)或汤浅24AH二组(16只)例2。梅兰日兰COMET系列15KVA、后备时间1小时。已知:COMET系列15KVA每组电池为18节,即N=18AH=(150001)/(12180.8)=86选:阳光50AH二组(36只)或汤浅100AH一组
40、(18只)例3梅兰日兰PW系列40KVA、后备时间30分钟。已知:PW系列40KVA每组电池为33节,即N=33AH=(400000.5)/(12330.8)=62.5选:阳光36AH二组(66只)或汤浅38AH二组(66只)例4APC秀康SL系列60KVA、后备时间30分钟。已知:秀康SL系列60KVA每组电池为64节,即N=60AH=(600000.5)/(12640.8)=48.8选:阳光50AH一组(64只)或汤浅38AH二组(128只)确定电池柜尺寸n n知道电池容量及数量,根据电池的尺寸,选择合知道电池容量及数量,根据电池的尺寸,选择合适的电池柜或电池架。适的电池柜或电池架。n n
41、根据电池柜的尺寸,根据电池柜的尺寸,设计出电池如何放置。安放设计出电池如何放置。安放电池时,要求各电池相邻端头的电压差不超过电池时,要求各电池相邻端头的电压差不超过100V100V,以确保施工人员的安全。,以确保施工人员的安全。n n根据电池放置的位置,画出电池连线图,算出连根据电池放置的位置,画出电池连线图,算出连接线的线径、连线的长度及数量。接线的线径、连线的长度及数量。制作电池连接制作电池连接线,制作前先了解电池所配螺丝与铜鼻的孔径大线,制作前先了解电池所配螺丝与铜鼻的孔径大小是否合适。小是否合适。UPS安装中需注意的问题n n连接电池时,清楚电池的走向。一定要注意安全,为安全连接电池时
42、,清楚电池的走向。一定要注意安全,为安全起见,连接电池时要独立完成,每层必须留有断头,最后起见,连接电池时要独立完成,每层必须留有断头,最后核实无误后,方可连上。核实无误后,方可连上。n n由于由于UPSUPS电源主机及电池一般都比较重,所以应计算地面电源主机及电池一般都比较重,所以应计算地面的载荷能力是否能承受的载荷能力是否能承受UPSUPS电源重量。在条件允许时,一电源重量。在条件允许时,一般般UPSUPS电源应放在楼房的底层为好。电源应放在楼房的底层为好。n nUPSUPS电源间要避免阳光直射,尤其是对放置电池的位置。电源间要避免阳光直射,尤其是对放置电池的位置。为了安装和使用维修方便,
43、在为了安装和使用维修方便,在UPSUPS电源就位处周围应留出电源就位处周围应留出1m1m以上的距离。以上的距离。n n接接UPSUPS电源输入电缆时,与用户电工取得联系,在用户电电源输入电缆时,与用户电工取得联系,在用户电工指导下接线。严防配电柜跳闸,给用户造成损失。工指导下接线。严防配电柜跳闸,给用户造成损失。机房电子设备防雷保护机房电子设备防雷保护雷电是一种自然天电现象。近年来,由于高层建筑的不断兴建和信息处理技术的日益普及,各种先进的电子设备正广泛地配备于各类建筑物中。这些电子设备普遍存在着绝缘强度低、过电压和过电流耐受能力差、对电磁干扰敏感等弱点,一旦建筑物受到直接雷击或其附近区域发生
44、雷击,雷电过电压、过电流和脉冲电磁场会通过供电线、通信线、接收天线和空间辐射等途径侵入建筑物内,威胁室内电子设备的正常工作和安全运行。如果防护不当,这些雷害轻则使电子设备工作失灵,重则使电子设备永久性损坏,严重时还可能造成人员伤亡。因此,现代建筑防雷设计必须引起高度重视,必须安装完善的雷电防护措施。雷电造成的经济损失的严重性n n直接损失火灾火灾人员伤亡人员伤亡设备损坏设备损坏n n间接损失不能提供服务之损失不能提供服务之损失信誉损失信誉损失重新投资重新投资随着高新技术的迅猛发展,由雷击引起的灾害事故正呈现出上升的趋势。到目前为止,雷电作为一种强大自然力的爆发,尚无法有效地加以制止,人们力所能
45、及的工作是设法限制雷击所造成的破坏作用,将雷击的危害减小到尽可能低的限度。长期以来,关于雷电防护的研究,一直是国内外电气工作者共同关注的重要问题。雷的形成雷电放电是由于带电荷的雷云引起的。大多数雷电放电是在雷云与雷云之间进行的,只有少数是对地进行的。与云间放电相比,对地放电对地面物体具有更大的危害性。根据大量的实测统计,90%的雷电具有负极性。当雷云带有大量电荷时,由于静电感应的作用,在雷云下方的地面或地面上的物体将带上与雷云相反极性的电荷。当雷云中的电荷逐渐聚积达到一定的电荷密度时,这时其电场强度很大,于是就开始发生局部放电。放电常表现为分支状,当接近地面时,由于局部空间场强的增加,常可能引
46、发地面突出处出现的正电荷向天空发展,相会后,雷云与大地之间所聚积的大量电荷发生强烈“中和”,放出能量,发出强烈的闪光和震耳的雷鸣。其速度最快可达0.5倍光速,强度最大可达几百千安。第一次放电过程完成后,还可能发生第二次或随后多次的放电,这是因为雷云中存在着多个电荷聚集中心。第一次放电,主要泄放了第一个电荷中心的负电荷。由于第一次放电通道仍然保持着高于周围大气的电导率,其它电荷中心就会向原先的放电通道发展,就会出现多次重复的放电。雷电放电约有40%具有重复性,放电的次数一般为3-4次,最多可达20次。雷击的种类直击雷感应雷传导雷操作过电压雷击的种类n n直击雷雷击的种类n n传导雷雷击的种类n
47、n感应雷感应雷击对电子设备造成的影响雷击的种类n n操作过电压雷电日n n为了表示不同地区雷电活动的频繁程度,通常利为了表示不同地区雷电活动的频繁程度,通常利用每年平均雷电日为计量单位。雷电日的定义是:用每年平均雷电日为计量单位。雷电日的定义是:在一天内,只要听到雷声(一次或一次以上)就在一天内,只要听到雷声(一次或一次以上)就算一个雷电日。在不同年份观测到的雷电日数变算一个雷电日。在不同年份观测到的雷电日数变化较大,一般是取多年的平均值,即年平均雷电化较大,一般是取多年的平均值,即年平均雷电日。日。n n我国把年平均雷电日不超过我国把年平均雷电日不超过1515的地区叫少雷区。的地区叫少雷区。
48、超过超过4040的叫多雷区,超过的叫多雷区,超过9090的叫强雷区。的叫强雷区。一些重要城市的年平均雷电日诚市名诚市名年平均雷电日年平均雷电日诚市名诚市名年平均雷电日年平均雷电日北京北京4040西安西安2020上海上海3535重庆重庆4040南京南京3838南昌南昌6060天津天津3030长沙长沙5050广州广州9090福州福州6060哈尔滨哈尔滨8080兰州兰州2525沈阳沈阳3333太原太原4040河南各地市的年平均雷电日 地市名地市名年平均雷电日年平均雷电日地市名地市名年平均雷电日年平均雷电日郑州郑州21.421.4开封开封21.221.2洛阳洛阳22.422.4新乡新乡23.923.9
49、商丘商丘24.224.2三门峡三门峡21.221.2许昌许昌21.221.2信阳信阳28.128.1安阳安阳25.825.8濮阳濮阳25.625.6焦作焦作25.225.2鹤壁鹤壁29.129.1漯河漯河24.324.3南阳南阳26.726.7周口周口23.623.6驻马店驻马店26.126.1n n0-10-1区区 采用采用B B类类防雷器防雷器n n1-21-2区区 采用采用C C类类防雷器防雷器n n2 2区区 采用采用DD类类防雷器防雷器0B区1区2区D屏蔽2屏蔽10A区PASPASCB电缆线防雷分区概念防雷分区概念通信基站的引雷路径通信基站的引雷路径n n基站的电源线入口基站的电源线
50、入口n n基站收发信机的馈线入口基站收发信机的馈线入口n n中继(中继(PCMPCM)传输设备与)传输设备与通信电缆接口通信电缆接口n n有线中继电路有线中继电路移动通信基站的防雷器选型移动通信基站的防雷器选型n n供电系统的防雷器选型n n天馈线的防雷器选型n n信号线的防雷器选型电源防雷器工作原理n n电源防雷器并联于380/220V三相四线n n正常情况下防雷器处于高阻状态设备L1L2L3NE电源防雷器工作原理n n当电网由于雷击出现瞬时脉冲电压时,防雷器在纳秒内导通,将脉冲电压短路于地泄放,后又恢复为高阻状态,从而不影响用户设备的供电。设备电源防雷器n n0-10-1区:区:V25-B