护航——中小企业UPS电源采购方案

中小企业

UPS电源是一种不间断电源设备,它是一种含有储能装置、以逆变器为主要组件的恒压恒频的电源设备。UPS电源在市电断电后能为电脑或多媒体设备正常供电,这样就不会造成电脑或投影机等设备损坏。目前市场上的UPS电源型号非常多,面对林林总总的UPS,类似于学校这种中小企业用户该如何选择呢?

何为UPS电源

小武在为学校选购UPS电源前,先对UPS电源进行了一番了解。从资料中小武了解到UPS是Uninterruptable Power System的缩写,中文意思是不间断电源,也就是说,UPS可为用户提供持续、稳定、不间断的电源供应,这样在因事故停电或电源品质不佳时,UPS能提供高品质的电源供应,确保电脑中资料的完整及精密仪器能正常使用。

了解了UPS的术语后,小武对UPS的工作原理还是不太理解,于是特地来信息中心请教李老师。李老师告诉小武,当市电正常时,由市电通过UPS给负载供电,UPS对市电进行滤波、稳压和稳频调整后,为负载提供更加稳定和洁净的电源。同时,UPS通过充电器把电能转变为化学能存储在自己的电池中。当UPS侦测到市电异常时,切换到电池供电状态,通过逆变器把化学能转变为交流电供给负载,以保证对负载的不间断电力供应。此外UPS还有一种旁路工作状态,它在刚开机或机器有故障时,可以把输入的市电经高频滤波后直接输出,保证对负载的供电。

UPS电源的类别

了解了UPS的工作原理后,小武便让李老师推荐几款UPS供自己挑选,李老师笑了笑说,你先别急,UPS设备不是一款简单的蓄电池,新型的UPS设备中采用了很多技术,这样可以方便地对企业的各种设备进行管理。

1.UPS的功能发展

现在很多中小企业都在进行信息化改造,使用UPS的设备不同,对UPS的要求也就不同。随着计算机网络结构的扩展,现在在网络环境中应用的UPS不再只是单纯的电源设备,它已逐步成为整个网络中电源的管理中心,UPS已由最初的单纯不间断供电发展到今天的智能化、多功能。新型的UPS采用了多种新技术,如作为负载的设备在无人值守时,当市电发生故障后,UPS可以按照事先约定的顺序关机,甚至还可以自动发传呼或E-mail给管理者。现代UPS与服务器上的软件协同工作,能实现事件记录、故障告警、UPS参数自动测试分析、调节等多项功能,它提供了完善的电源管理解决方案。有的UPS甚至还可以对环境温度、湿度和烟雾等进行监视。

2.UPS的种类

根据功能和供电方式不同,UPS可以分为后备式(Off Line)、在线式(On Line)和在线互动式(On Line Interactive)等三类,下面我们就对这三种UPS进行简单的介绍。

(1)后备式UPS

当市电的电压和频率满足UPS的输入要求时,UPS通过一个自耦变压器对市电进行必要的调整后输出给负载,逆变器不工作,处于等待状态。当市电异常,输入电压和频率不能满足要求时,后备式UPS会迅速切换到逆变状态,将电池储蓄的电能逆变成为交流电,为负载继续供电。

特点:后备式UPS在逆变工作时会有一段转换时间,一般小于10ms,后备式UPS主要用于普通的个人计算机,价格便宜。

(2)在线式UPS

在线式UPS具有独立的整流、逆变、充电、旁路和维修旁路系统。首先它将输入的交流市电整流成直流电,再由逆变器将直流电逆变成标准的正弦波交流电(称为双变换)。在大部分情况下,负载直接使用逆变器输出的正弦波电源,只有在UPS过载或逆变器损坏时才由市电直接供电。也就是说,在线式UPS开机后逆变器始终处于工作状态,即使市电异常,UPS供电也不会中断。

特点:在线式UPS提供了纯净稳定的交流电源,是精密负载最理想的电源,但在线式UPS的价格较贵。

(3)在线互动式UPS

在市电正常时,在线互动式UPS的逆变器处于反向工作状态为电池组充电,在市电异常时逆变器立刻投入逆变工作,将电池组储蓄的电能转换为交流电输出,因此在线互动式UPS也有转换时间。

同后备式UPS相比,在线互动式UPS的保护功能较强,逆变器输出电压的波形较好,一般为正弦波。由于在线互动式UPS也存在着转换时间,所以它算是后备式UPS的一种变型型号,只是充电时间较后备式UPS的更短而已。

后备式UPS与在线式UPS的另一个主要区别是稳压率,在线式UPS的稳压率一般在2%以内,而后备式UPS的稳压率至少在5%以上。

特点:在线互动式UPS具有较强的软件控制功能,该类UPS一般适用于高档次负载,用于保护关键系统和重要数据不被破坏,被广泛应用于数据中心、大型网络、行业系统(金融、邮电、医院、电力、航天航空、军事等)。因此在中小企业的UPS选购范畴中,我们暂不考虑该类UPS设备。

此外,从备用时间来分,UPS又可分为标准型和长效型两种。一般来说,标准型机内带有电池组,在停电后可以在较短的时间内持续供电(一般不超过25分钟);长效型机内不带电池,但增加了充电器,用户可以根据自身的需要配接多组电池以延长供电时间,厂商在设计时会加大充电器的容量或加装并联的充电器。

通过李老师的介绍,小武对UPS有了进一步的认识。考虑到学校使用UPS一般只为教师的计算机和学校内的服务器供电,而且学校的局域网对服务器的依赖性还不是特别强,因此小武决定选用后备式UPS。当然,在资金充裕的情况下,你也可以考虑选购在线式UPS。

看清指标选择UPS电源

了解了UPS的分类,对于选择哪类UPS设备,小武已经心中有数。但是李老师告诉小武,要想选择到合适的UPS,还需要弄清UPS的性能指标,这是选好、用好UPS的前提。

1.输入电压

作为市电电网与负载的中间环节,UPS要能适应当地的电网环境。一般情况下,国内标准市电的电压为220V。我们应该注意UPS的输入电压允许范围,当输入电压高于或低于这个电压允许范围时,UPS会断开市电而由蓄电池供电。一般情况下UPS的输入电压范围是±10%,也就是说当输入电压高于或低于正常市电电压的10%时,UPS会自动断开市电改由蓄电池供电。所以对于某些供电电压偏高的地区,应选择输入电压上限较高的UPS,反之则应该选择输入电压下限较低的UPS,以避免UPS经常工作于蓄电池供电状态,从而影响蓄电池的使用寿命和UPS的后备工作时间。

2.市电输入频率

市电输入频率的标准值为50Hz,UPS的市电输入频率必须在50Hz±5%的范围内才能正常运行。此外,有的UPS的市电输入端具有较强的滤波和抗干扰功能,目的是防止UPS对电网的污染。为此一些UPS厂商提出了输入功率因数校正措施,它实际上是一个有源滤波器,以防止UPS对电网的干扰。

3.输出电压

UPS输出电压表示UPS输出电压的稳定度,一般变化范围为220V±1%到220V±5%。但是UPS输出电压还有一个瞬变特性,即负载从0到100%阶跃变化时,输出电压的变化量以及恢复正常电压所需的时间必须满足一定条件。

4.输出功率

UPS的标称输出功率并不能代表它的实际输出功率。实际输出功率(S)=标称输出功率(U)×输出功率指数(I)。UPS输出容量单位为VA,我们常见到的1kVA就是指该UPS的输出容量。一般的UPS输出功率指数为0.7,新型的UPS的输出功率指数为0.8,有的还具有更高的输出功率指数。

通过上面的公式我们可以了解到,一个标称为1kVA的UPS的实际功率为700VA~800VA。对于个人电脑和局部供电设备而言,一般选配500VA的后备式UPS即可。对于单位局域网内小型服务器和交换机等网络设备来说,一般选择800VA~1kVA的UPS即可。

5.转换时间

一般后备式UPS在电网断电启动并切换到逆变工作状态时,对负载的供电会出现瞬时断电的现象,对于计算机系统,这种断电时间必须小于10ms。

6.UPS的平均无故障时间

UPS的平均无故障时间MTBF(Mean Time Between Failures)大多在几万小时至十几万小时,这是一种理想情况,实际上元器件和部件的质量、整机配置、生产工艺、运行环境和维护水平都会直接影响UPS的可靠性。正确使用UPS,可以减少其故障率、延长使用寿命,让UPS更安全、可靠地保护负载设备。以下是UPS平均无故障工作时间(MTBF)数据(供参考):1~5kVA UPS的MTBF为4万~9万小时,5~20kVA UPS的MTBF为13万~17万小时,30~400kVA UPS的MTBF为20万~25万小时。

UPS电源推荐

了解了上面的指标后,李老师还为小武推荐了几款UPS电源。

1.企业计算机选配UPS

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山特TG500 UPS类型:后备式 参考价格:240元
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APC BK500-CH UPS类型:后备式 市场报价:280元
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宝合 PH-500L UPS类型:后备式参考价格: 230 元

2.中小企业服务器用UPS

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山特 MT1000(标准机) UPS类型:后备式 参考价格:580元
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四通 MD-1000 UPS类型:在线式 参考价格:680元
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APC BR1000-CH UPS类型:在线互动式 参考价格:610元