通信UPS供電系統(tǒng)合理化配置的探討

　　5 UPS 輸入配電的選擇

　　UPS可以向負(fù)載提供穩(wěn)壓精度高、穩(wěn)頻、波形失真度小的高質(zhì)量電源，并且在與靜態(tài)旁路切換時(shí)可以做到供電無間斷。但要做到這點(diǎn)，它的前級(jí)供電質(zhì)量不容忽視。我們?cè)谠O(shè)計(jì)通信機(jī)房前級(jí)供電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：

　?。?）前級(jí)供電系統(tǒng)電源質(zhì)量不宜太差，電壓及頻率應(yīng)穩(wěn)定在正常范圍。目前用可控硅設(shè)計(jì)的UPS 范圍為-15%、+10%，用IGBT 整流器設(shè)計(jì)的范圍為-25%、+23%；頻率范圍最好選擇范圍較寬的50Hz±5Hz；電壓過低，將使UPS 備電池頻繁放電，最終因長期處于欠壓充電狀態(tài)而大大縮短它的使用壽命，相反，電壓過高，則易引起逆變器損壞。對(duì)于旁路輸入，其電壓和頻率波動(dòng)也有一定的范圍，一般為額定電壓±10%，如果前級(jí)電源變化范圍過大，就會(huì)導(dǎo)致逆變器和旁路電源之間的切換被禁止或有間斷。因此，如果通信機(jī)房的前級(jí)電網(wǎng)在電壓范圍上達(dá)不到要求，應(yīng)在UPS 前級(jí)配置合適的抗干擾交流穩(wěn)壓電源，但不宜采用電子管型交流穩(wěn)壓器或磁飽和穩(wěn)壓器，因?yàn)檫@兩類穩(wěn)壓器在開機(jī)時(shí)可產(chǎn)生瞬時(shí)高壓，輸出波形失真度也較大，易造成UPS 故障。

　?。?）前級(jí)供電系統(tǒng)中不應(yīng)當(dāng)帶有別的頻繁啟動(dòng)負(fù)載，比如經(jīng)常使用的電梯，頻繁開啟的空調(diào)等。原因是在這些負(fù)載開、關(guān)機(jī)時(shí)會(huì)出現(xiàn)瞬間高低壓，使供電線路上電壓波形失真度過大，造成UPS 市電旁路供電與逆變器供電轉(zhuǎn)換控制電路誤動(dòng)作，進(jìn)而引起同步控制電路故障。所以在條件許可下，宜將UPS 電源盡可置于電網(wǎng)輸入的前端。

　?。?）前級(jí)供電系統(tǒng)中的交流發(fā)電機(jī)組容量應(yīng)適當(dāng)放大。大多數(shù)通信機(jī)房都備有發(fā)電機(jī)組，以解決較長時(shí)間停電難以供電問題。但在配置發(fā)電機(jī)組時(shí)，其容量應(yīng)考慮不少于UPS 電源額定輸出功率的1.5－2 倍，以保證發(fā)電機(jī)輸出電壓、頻率正常，并改善其波形失真度。

　?。?）UPS 主輸入和自動(dòng)旁路輸入應(yīng)作隔離要求。如果兩個(gè)輸入都是由同一個(gè)交流配電屏空開引入，機(jī)器內(nèi)部作連接處理，這將存在嚴(yán)重的“單點(diǎn)故障”隱患，當(dāng)設(shè)備內(nèi)部短路，產(chǎn)生嚴(yán)重過載，導(dǎo)致主輸入空開跳閘，共用同一空開的自動(dòng)旁路將同時(shí)失效，造成負(fù)載斷電事故。應(yīng)該將UPS 內(nèi)部整流輸入與自動(dòng)旁路輸入的跳線拆掉，使UPS 由單輸入變?yōu)殡p輸入，即：讓UPS 的送電線路由一路改為二路，分別通過兩只空開向UPS 整流和自動(dòng)旁路送電，從而避免整流輸入開關(guān)故障跳閘后UPS 不能轉(zhuǎn)旁路的問題。

　　6 UPS 配線的選擇

　　合理選擇配線是很重要的，配線線徑太細(xì)，電流太大，容易發(fā)熱而引起火災(zāi)；線徑太粗，則造成浪費(fèi)。

　　交流電源線可根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度法進(jìn)行選擇，經(jīng)濟(jì)電流密度法計(jì)算公式：S=Im/Ji。其中 S 為銅纜線徑（mm2），Im 為最大負(fù)載電流（A），Ji 為經(jīng)濟(jì)電流密度(2～4A/mm2，一般取2.25)。例如，一個(gè)通信局最大用電負(fù)載電流為100A，則S=100/2.25=44.44（mm2），所以使用50mm2 的銅纜最佳。對(duì)于UPS 電源系統(tǒng)中線的截面積應(yīng)選為相線電纜截面積的1.5～1.7 倍；對(duì)于 UPS 電源系統(tǒng)地線的截面積應(yīng)為相線截面積的0.5～1 倍，但不小于6mm2。直流電纜（蓄電池電纜）可根據(jù)電流矩法進(jìn)行選擇，電流矩法計(jì)算公式為：S=（I×L） /(K×△V)。其中S 為電源線線徑（mm2），I 為電源線負(fù)荷電流（A），L 為電源線回路長度（為m），K 為電源線的導(dǎo)電率（m/Ω× mm2），銅線為57，△V 為導(dǎo)線上的電壓降，一般取值為2.6V。例如，一通信局站最大負(fù)載電流為100A，電池線長度為20m（20m 電池線包括來回線路的長度），固定壓降為0.5V，則所需電池線線經(jīng)為S=（100×20）/（57×0.5） =70.2(mm2)，應(yīng)使用75mm2 的銅電纜。

　　7 結(jié)束語

　　一個(gè)UPS 供電方案的好壞，直接決定了通信機(jī)房內(nèi)重要負(fù)載是否能正常運(yùn)行。在配置通信機(jī)房UPS 供電系統(tǒng)時(shí)，我們既要節(jié)省投資，又要考慮系統(tǒng)的可靠性、靈活性，為通信設(shè)備及計(jì)算機(jī)負(fù)載提供有效保障。