UPS在機房工程中重要設備，它能保證正常市電中斷后為弱電系統提供有效的電力保障，不會因為沒有，造成整個弱電系統癱瘓。UPS的時間長短，取決機房設備的重要性，但弱電工程中大部分是要求保證4小時左右，數據中心除外，也取決于甲方對弱電系統的重視與否。今天了解UPS原理及組成， UPS如何配制，如何確定電池數量決定時間長度的？

一、UPS原理與組成

1、原理：UPS（Uninterruptible PowerSystem/Uninterruptible Power Supply），即不間斷電源，是將蓄電池（多為鉛酸免維護蓄電池）與主機相連接，通過主機逆變器等模塊電路將直流電轉換城市電的系統設備。主要用于給單臺計算機、計算機網絡系統或其它電力電子設備如電磁閥、壓力變送器等提供穩定、不間斷的電力供應。當市電輸入正常時，UPS 將市電穩壓后供應給負載使用，此時的UPS就是一臺交流式電穩壓器，同時它還向機內電池充電；當市電中斷（事故停電）時， UPS 立即將電池的直流電能，通過逆變器切換轉換的方法向負載繼續供應220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。UPS 設備通常對電壓過高或電壓過低都能提供保護。

2、組成：UPS電源系統由五部分組成：主路、旁路、電池等電源輸入電路，進行AC/DC變換的整流器（REC），進行DC/AC變換的逆變器（INV），逆變和旁路輸出切換電路以及蓄能電池。其系統的穩壓功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高頻開關整流器，本身具有可根據外電的變化控制輸出幅度的功能，從而當外電發生變化時（該變化應滿足系統要求），輸出幅度基本不變的整流電壓。凈化功能由儲能電池來完成，由于整流器對瞬時脈沖干擾不能消除，整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲能電池除可存儲直流直能的功能外，對整流器來說就像接了一只大容器電容器，其等效電容量的大小，與儲能電池容量大小成正比。由于電容兩端的電壓是不能突變的，即利用了電容器對脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾，起到了凈化功能，也稱對干擾的屏蔽。頻率的穩定則由變換器來完成，頻率穩定度取決于變換器的振蕩頻率的穩定程度。為方便UPS電源系統的日常操作與維護，設計了系統工作開關，主機自檢故障后的自動旁路開關，檢修旁路開關等開關控制。

二、先確定功率段

簡而言之，首先就是要確認我們希望UPS帶載的設備的功率，然后就可以確認好UPS的功率。一般來說，我們建議負載功率占到UPS功率的30%~80%。如果負載太大的話，如同時啟動時可能會造成UPS電源過載，負載太小時，不但造成了浪費，對電池的性能來說也不好。

三、UPS工作方式

目前市場上多見的工作方式有后備式、在線互動式、在線雙變換（線純在線）這三種，具體如下：

（1）后備式的UPS，不帶穩壓，市電與電池轉換時有轉換時間，一般用于個人電腦保護，或對UPS電源性能要求不高的情況下使用，此類型的UPS功率段一般較小；

（2）在線互動式，不帶穩壓，市電與電池轉換時有轉換時間，但有調壓功能，一般用于配線間或微型機房，保護服務器及網絡設備等，此類型的UPS功率段一般在5KVA以下。

（3）在線雙變換UPS，市電與電池轉換時無轉換時間，無切換時間一般也是用于保護服務器或網絡設備以及機房里的其他設備，此類型的UPS功率段從小到大都有，跨度比較大1KVA~1000KVA，目前市場上較為多見。

以上幾種UPS電源的性能從高到低依次為：在線雙變換、在線互動式、后備式。價格一般與性能成正比。那是不是我們一定要選擇貴的UPS呢？答案是否定的。正如我們的標題，我們要選擇適合自己的UPS。如果是給個人電腦用，那么您選擇后備式的UPS就可以，如果是給服務器用，則應該在在線互動式與在線雙變換中來選擇，選擇應該按以下條件來進行：

1、設備要求

看您的設備是否需要很高精度的供電，可查看負載設備的銘牌上的標識或詢問設備廠家。如需高精度的供電，則需要選擇在線雙變換的UPS。其次是看負載類型，有的負載是不允許供電有閃斷，如：繼電器類的設備或開關信號的設備，若您為這種類型的設備配備在線互動式的UPS，那么就有可能在UPS市電與電池切換時，負載有斷電或誤動作，因此對于這類的設備應該選擇在線雙變換UPS。如果您的設備沒有以上兩個要求，則可以繼續下面步驟。

2、當地電網

如果當地電網質量相對較好，也就是說平時電壓波動較小，這個時候就可以考慮選擇在線互動式的UPS。但是如果當地電網質量較差，電壓波動較大，那么我們建議使用在線雙變換的UPS，這是由于這類型的UPS對市電的適應能力要好于在線互動式。

3、UPS轉電池后續航時間

如果您要求較長時間延時，可以考慮選擇標長兩用的機器或買不帶內置電池的UPS，這兩種UPS電源都可以外配原裝電池或第三方電池，以達到較長時間延時的目的。

4、安裝方式

一般來說，UPS電源有兩種安裝方式，一種是塔式安裝，一種是機架式安裝，可根據您的機房環境或現場環境來選擇，而且還需要注意，不是所有的UPS電源都同時支持這兩種安裝方式，大多數情況下，機架式的UPS也可以做塔式安裝，但塔式的UPS不一定能做機架式安裝，因為塔式的UPS可能沒辦法安裝導軌。因此，確認好UPS功率段及工作方式后一定要確認一下UPS電源是否可以滿足您的安裝要求。

四、如何計算UPS所配電池的數量

1、蓄電池計算方法：

例如一臺40KVAUPS,直流電壓為384V，每組為12V電池32節，如果后備時間要求2小時，則計算電池的容量為：

40000VA*2H/(0.7*384V)=297AH

所以選擇3組100AH電池，共96節。

電池組的電流為40KVA/384V=104A，所以電池連線選擇50mm2電纜。

電池總數=(功率/直流電壓*小時)/每塊安時*每組塊數

其中功率為UPS的功率，直流電壓為UPS電池供電所要求的電壓，不同功率的UPS直流電壓不同，每組塊數為所要求電池的最小塊數，一般配置電池時，必須為每組塊數的整數倍，常見的UPS直流電壓和每組塊數如下(電池每塊以12V為計算依據)：

舉例來說，配置一臺5K8小時延時的UPS，其功率為5000，直流電壓為96V，每組電池8塊，配置100AH電池，其所需電池總數為：(5000/96*8)/100*8=32塊

UPS—UninterruptiblePowerSystem是不間斷電源系統的簡稱。作用是提供不間斷的穩定可靠的交流電源，在市電中斷(停電)時UPS之所以能不間斷的供電。是有蓄電池儲能的結果。所能供電時間的長短由蓄電池的容量大小決定。現將

2、UPS蓄電池配置的計算方法介紹如下：

A、下列因素影響備用時間：

1、負載總功率P總(W)，考慮到UPS的功率因數，在計算時可直接以P總的伏安(VA)為單位來

2、V低是蓄電池放電后的終止電壓(V)，2V電池V低=1.7V;12V電池V低=10.2V

3、V浮是蓄電池的浮充電壓(V)，2V電池V浮=2.3V;12V電池V浮=13.8V

4、Kh為電池容量換算系數(Ct/C10)，10Hr放電率為1，5Hr放電率0.9，3Hr放電率為0.75，1Hr放電率為0.6

5、I為電池工作電流(A)，T為連續放電時間(H)，V為UPS外接電池的直流供電電壓(V)

B、計算方法

1、12V單體電池的數量N：N=V÷122V單體電池的數量為6N

2、電池工作電流I：I=P總÷V

3、實際電池容量C：C=I×T÷Kh

例如：功率為1KVA的電源備用時間4小時，選擇科士達UPS的型號為HP9101H，V=36V，則

①N=36V÷12V=3節

②I=1000VA÷36V=28A

③C=24A×4H÷0.9=124AH

④電池的配量可選用100AH一組3節，或65AH二組6節，選用的結果有偏離，這要看用戶的需求和成本的考慮。

注：12V蓄電池常用容量規格為7Ah、17Ah、24Ah、38Ah、65Ah、100Ah、200Ah等。

五、UPS注意事項

1）UPS的使用環境應注意通風良好，利于散熱，并保持環境的清潔。

2）切勿帶感性負載，如點鈔機、日光燈、空調等，以免造成損壞。

3）UPS的輸出負載控制在60%左右為最佳，可靠性最高。

4）UPS帶載過輕（如1000VA的UPS帶100VA負載）有可能造成電池的深度放電，會降低電池的使用壽命，應盡量避免。

5）適當的放電，有助于電池的激活，如長期不停市電，每隔三個月應人為斷掉市電用UPS帶負載放電一次，這樣可以延長電池的使用壽命。

6）對于多數小型UPS，上班再開UPS，開機時要避免帶載啟動，下班時應關閉UPS；對于網絡機房的UPS，由于多數網絡是24小時工作的，所以UPS也必須全天候運行。

7）UPS放電后應及時充電，避免電池因過度自放電而損壞。

總結，UPS在應用非常廣泛，幾乎所有機房工程都會用到UPS電源，了解個掌握必備的知識是十分有必要的，這樣對設計及后期施工有一定幫忙，至少不會因為滿足不了4個小時發擔憂。