UPS，就是不间断电源。通常是弱电机房工程子系统之一，是将蓄电池与主机设备相连接，主要用于给设备提供稳定、不间断的电力供应。

当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的 UPS 就是一台交流式电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时， UPS 立即将电池的直流电能，通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应 220V 交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。

UPS 设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。下面我们一起来看下 UPS 的基础知识。

UPS 的基本原理及主要技术参数

什么是 UPS？

利用电池化学能作为后备能量，在市电断电等电网故障时，不间断地为用户设备提供（交流）电能的一种能量转换装置。

为什么需要 UPS？

市电电网提供的电力供应，看上去正常，可是不可靠:表面正常的电力，实际上危机四伏。

电源中断

数据丢失，通信中断，商机延误 ......

—— 直接损失以每分钟 5000-100000 元计

设备停运，仪表失灵，手术中断 ......

—— 间接经济损失无法估量

电源污染

瞬态尖峰、电源浪涌、高压脉冲

造成服务器、路由器、磁盘阵列 等设备硬件损坏

谐波污染、线间噪声、频率漂移

造成网络传输误码率大增，数据传输速度低下

UPS 的四大功能

不停电功能——解决电网停电问题

交流稳压功能——能解决网压剧烈波动问题

净化功能——解决电网与电源污染问题

管理功能——解决交流动力维护问题

UPS 系统结构

监控平台也是 UPS 的最重要组成部分之一

UPS 主要技术参数

输入特性：

1、输入电压范围   输入电压范围宽可减小电池放电机会，延长电池寿命。

2、输入功率因数   功率因数低，输入无功功率大，谐波电流污染电网，影响干扰其它设备。

3、主电源频率允许范围。

4、输入电流谐波分量。（PFC、6/12 脉冲变压器）

输出特性：

1、静态稳定度。大型为 1%，中小型为 2%。

2、输出瞬态特性。大型 5%，中小型 8%。

3、输出过载能力。（如：过载 125% 5MIN;150% 10S)

4、输出功率因数。（0.8、0.9、1）

5、输出电压谐波失真度。典型 3%以内。

UPS 相关配置及计算

UPS 系统基本由以下部分组成：

 UPS 主机

必选功能件(如 BCB BOX 等)

蓄电池

配套电池柜 / 架, 电池开关等

功能选件( 如防雷, 监控,谐波治理，上出线等)

需要进行的计算：

UPS 主机容量计算与选择

UPS 后备电池的容量计算与选择

UPS 容量计算与选择

首先获得负载的总功耗,并统一单位到 KVA

例如:一般个人计算机负载约 200VA，小型服务器负载约 1500VA，大中型服务器负载约 3000VA

电流 I(A 安培)及 功耗 W（瓦特）与 VA 的转换关系

VA= I*220

VA= W/0.8(计算时通常考虑 20KVA 以下为 0.7，20KVA 以上为 0.8)

考虑到 UPS 运行在 60-80%的区间是最佳运行状态,一般建议在计算时将上面的结果除以 0.8 再一次放大

然后在产品手册中选取最靠近的功率产品

采用恒功率模式计算方式

   W/cell ＝ PL/(N×6×η)

UPS 供电方案介绍

集中供电方式：

优点：可以实现网络设备资源的等电位控制，减小传输误码率。

缺点：初期投资大，单机故障影响大。

分散供电方式：

优点：方案布置灵活，故障影响小。

缺点：如整个设备不能保持同地线，易引发干扰。

单机供电

UPS 解决方案中最简单的一种

每一分散地点交流供电系统容量多为 6KVA 以下

各点交流负载独立地由一台 UPS 提供动力保护

市电通常就近采用插座输入

主从机串联“热备份”

适合于中小型网络、服务器群、办公、仪表等应用场合

由 UPS 主机、UPS 从机、电池系统、配电系统组成

配电设计和工程施工简单

优点：

两台甚至多台 UPS 基本处于相对独立、互不干扰的运行状态。

对于 UPS 同步跟踪性能要求较低。

采用不同型号、不同容量 UPS 构成串联热备份方式。

缺点：

从机长期处于空载运行状态、效率低。

从机电池组长期处于浮充状态，得到定期带载放电维护机会少，会影响电池寿命。

从机必须有良好的带阶跃负载能力。

长期运行，主机逆变器=静态旁路转换功能良好是关键

无扩容功能。

相对于“并联”冗余系统平均无故障时间偏低。

模块并联供电

全部交流负载集中供电，由 1 台模块化并联 UPS 供电

模块化 UPS 包括：机架、可并联功率模块、可并联电池模块、充电模块等

适合于中小型网络、服务器群、办公、仪表等应用场合

由机架、UPS 功率模块、电池模块、配电系统组成

功率模块配置为 N+1 冗余，减少了 MTTR

共用输入、输出、并联的电池系统、控制系统

N+1 直接并联冗余

适合于中大型网络、数据中心、大楼集中供电、工业厂矿等应用场合

由直接并机的 N+1 台 UPS、电池模块、配电系统组成

系统 N+1 冗余，可靠性高于单机 UPS

易于扩容，维护便捷

是应用最为广泛的方案

优点：

完善的锁相同步技术保证多台 UPS 直接并联时可均分负载电流。

良好的扩容性能（N+1）

避免了“串联”热备份方式的缺点。

缺点：

对设备本身同步锁相技术要求高

对设备制造技术要求高——输出阻抗接近。

对逆变器输出电压调节性能要求高——分相调节

UPS 必须同型号、同容量。

多台并联时，旁路也需增加“均流电感”

双母线

解决单母线运行方式存在的单点“瓶颈”问题。进一步提高系统可靠性。系统配置复杂，投资大，安装调试要求高。