余新版畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)2

1、上浴大孝華業(yè)段計(jì)（論丈丿題目： 計(jì)算機(jī)機(jī)房供電系統(tǒng)的優(yōu)化學(xué) 院機(jī)械學(xué)院專(zhuān)業(yè)（層次）機(jī)電一體化年 級(jí) 07班 級(jí)學(xué)生姓名余斌遠(yuǎn)學(xué) 號(hào)074a0993指導(dǎo)教師嚴(yán)一白計(jì)算機(jī)機(jī)房的供電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。主要基于確保供電系統(tǒng)的安全性、可 靠性的前提下，針對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可行性的優(yōu)化。通過(guò)在工作屮的經(jīng)驗(yàn)積累，并結(jié) 合節(jié)能壞保的意識(shí)，分析計(jì)算機(jī)機(jī)房供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、容量、質(zhì)量，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化 目的。在節(jié)能減排的大背景下，論文以計(jì)算機(jī)供電系統(tǒng)為縮影，展開(kāi)木次優(yōu)化設(shè) 計(jì)討論的論題。在社會(huì)活動(dòng)屮計(jì)算機(jī)機(jī)房占據(jù)著重要角色，因此其對(duì)供電系統(tǒng) 的要求也較其它普通負(fù)荷更加嚴(yán)格。不僅基于電能的質(zhì)量，系統(tǒng)的穩(wěn)定，乃至 數(shù)據(jù)的安全性都至關(guān)重要

2、。滿(mǎn)足高質(zhì)量的同時(shí)，高能耗的產(chǎn)生也是必然的。特 此木文以供電系統(tǒng)特點(diǎn)，來(lái)闡述優(yōu)化系統(tǒng)概念。關(guān)鍵詞：節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu) 容量 質(zhì)量abstractthe optimization design of computer room's power supply system means to make feasibility optimization to the power supply system on basis of ensuring its security and reliability through the work experience and environmental

3、 awareness, analyze the structure, capacity and quality of computer room's power supply system, in order to realize the optimization.in the background of energy-saving and ejection-decreasing, using computer power supply as an epitome, the thesis starts with the topic of optimization design. com

4、puter room plays an important role in the social activities, to which power supply system has bee n stricter than other comm on load not only electricity quality and system stability, but also security of data is most important. satisfy the high quality, while high energy-consuming certainly exists

5、the thesis expounds the concept of optimization design system as the feature of power supply system.key words: save energyoptimization designstructure capacity quality摘要iabstracti目錄hi第一章機(jī)房供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第一節(jié)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式第二節(jié)電力線(xiàn)路第三節(jié)機(jī)房供配電線(xiàn)路運(yùn)用第二章機(jī)房供電負(fù)荷計(jì)算第一節(jié)負(fù)荷分類(lèi)第二節(jié)負(fù)荷計(jì)算第三節(jié)系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算第三章系統(tǒng)變壓器探討第一節(jié)電力變壓器選擇第二節(jié)變壓器容量計(jì)算第三節(jié)隔離變壓器第四章供

6、配電設(shè)備要求第一節(jié)低壓配電設(shè)備分析第二節(jié)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案第三節(jié)優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)第五章機(jī)房后備供電設(shè)備第一節(jié)不間斷電源(ups)第二節(jié)ups容量計(jì)算第三節(jié)ups系統(tǒng)設(shè)計(jì)第四節(jié)ups維護(hù)第六章系統(tǒng)優(yōu)化第一節(jié)系統(tǒng)優(yōu)化的意義第二節(jié)機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化第三節(jié)機(jī)房設(shè)備能耗優(yōu)化 致謝參考文獻(xiàn)第一章機(jī)房供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第一節(jié)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式一、供配電系統(tǒng)概述計(jì)算機(jī)機(jī)房供配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的電能用戶(hù)。也是電力系統(tǒng)的重要組成 部分。了解電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式，對(duì)機(jī)房配電系統(tǒng)的優(yōu)化自指導(dǎo)作用。供配電系統(tǒng)由總降壓變電所，高壓配電所、配電線(xiàn)路、車(chē)間變電所或建筑 物變電所和用電設(shè)備組成。圖11所示為供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖1-1供電系統(tǒng)結(jié)

7、構(gòu)框圖總降壓變電所是用戶(hù)電能供應(yīng)的樞紐。將35llokv外部供電電源降為 610kv高壓配電電壓，高壓配電所集屮接收610kv電壓，再分配到用電設(shè)備。 車(chē)間變電所或建筑物變電所將610kv電圧降到380/220v電壓，供低圧用電設(shè) 備使用。本論文主要是以建筑物所用變電所及低壓用電負(fù)荷為對(duì)象進(jìn)行討論， 以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化目的。二、電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式電力系統(tǒng)的屮性點(diǎn)是指星形連接的變壓器或發(fā)電機(jī)的屮性點(diǎn)。屮性點(diǎn)的 運(yùn)行方式有四種：小性點(diǎn)不接地系統(tǒng)、小性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)、屮性點(diǎn)經(jīng) 電阻接地系統(tǒng)和中性點(diǎn)宜接接地系統(tǒng)。前三者為小接地電流系統(tǒng)，有稱(chēng)中性點(diǎn) 非有效性接地系統(tǒng)；后一種為大接地電流系統(tǒng)，又

8、稱(chēng)中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)。中 性點(diǎn)的運(yùn)行方式主要取決于單和接地時(shí)電氣設(shè)備絕緣要求及對(duì)供電可靠性要 求。1.2. 1中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)圖1-2所示為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。三相導(dǎo)體沿線(xiàn)路全長(zhǎng)有分布電容c表示, 并設(shè)三相對(duì)地電容相等。圖1-2中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)圖系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，線(xiàn)電壓對(duì)稱(chēng)，各項(xiàng)對(duì)地電壓對(duì)稱(chēng)，等于各相和電壓，中性點(diǎn) 對(duì)地電壓為零。中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障，相電壓發(fā)生變化， 線(xiàn)電壓保持平衡，因此，三相用電設(shè)備仍可以繼續(xù)運(yùn)行。但為了防止造成二相 短路的情況，所以規(guī)定單相接地繼續(xù)運(yùn)行時(shí)間不得超過(guò)2小時(shí)。1. 2. 2中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的電力系統(tǒng)如圖1-3所示，當(dāng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單和

9、接地電流超過(guò)規(guī)定值時(shí)，為避 免產(chǎn)生斷續(xù)電弧，引起過(guò)電壓和造成短路，減小接地電弧電流使電弧容易熄滅, 屮性點(diǎn)應(yīng)該經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地。圖1-3中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地電力系統(tǒng)圖中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)發(fā)生單和接地時(shí)，各和對(duì)地電壓和對(duì)地電容電 流變化情況與屮性點(diǎn)不接地系統(tǒng)相同。1. 2. 3中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，通過(guò)接地中性點(diǎn)形成單相短路，產(chǎn) 生很人短路電流，繼電保護(hù)動(dòng)作切除故障線(xiàn)路，使系統(tǒng)的其他部分恢復(fù)正常運(yùn) 行。圖1-4為發(fā)生單和接地時(shí)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。圖1-4中性點(diǎn)直接接地電力系統(tǒng)圖由于中性點(diǎn)宜接接地，發(fā)生單相接地吋，中性點(diǎn)對(duì)地電壓仍為零，非接地 相對(duì)地電壓也不發(fā)

10、生變化。1. 2. 4中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地的電力系統(tǒng)屮性點(diǎn)經(jīng)電阻接地分為高電阻接地和低電阻接地。高電阻接地方式以限制 單相接地電流為目的，電阻值一般為數(shù)千歐姆?？梢韵蟛糠种C振過(guò)電壓， 單相間隙弧光接地對(duì)過(guò)電壓有一定的限制作用。中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地方式適用 于以電纜線(xiàn)路為主，容易發(fā)生瞬時(shí)性單和接地故障，而ii系統(tǒng)電容電流比較大 的城市電網(wǎng)、發(fā)電廠(chǎng)用電系統(tǒng)及企業(yè)配電系統(tǒng)。第二節(jié)電力線(xiàn)路對(duì)電力線(xiàn)路的基本要求：供電安全可靠，操作方便，運(yùn)行靈活、經(jīng)濟(jì)和有 利發(fā)展。電力線(xiàn)路的接線(xiàn)方式將決定機(jī)房供配電線(xiàn)路的方式。一、放射式接線(xiàn)放射式接線(xiàn)是指沿變配電所母線(xiàn)上引出的一線(xiàn)路直接向一個(gè)車(chē)間變電所或 高、低壓用電設(shè)備供

11、電，沿線(xiàn)不支接其他負(fù)荷。放射式接線(xiàn)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作維護(hù)方便，引出線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)互不影響，供電可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，但該接線(xiàn)使變配所的岀線(xiàn)較多，采用的開(kāi)關(guān)設(shè)備多，冇 色金屬消耗量也太多，投資較大，主要用于重要負(fù)荷大型設(shè)備的供電。計(jì)算機(jī) 機(jī)房供配電系統(tǒng)優(yōu)化以求實(shí)現(xiàn)資源充分利用。放射式接線(xiàn)方式消耗較大，因此不可取。二、樹(shù)干式接線(xiàn)樹(shù)干式接線(xiàn)是指由變配電所母線(xiàn)上引出的配電干線(xiàn)上，沿線(xiàn)支接了幾個(gè)車(chē) 間變電所或用電設(shè)備的接線(xiàn)方式。下圖1-4為樹(shù)干式高壓配電接線(xiàn)線(xiàn)路圖，圖 1-5為雙樹(shù)干式接線(xiàn)低壓線(xiàn)路圖。圖1-4高壓配電線(xiàn)路團(tuán)380/220v 1-5低壓配電線(xiàn)路團(tuán)樹(shù)干式接線(xiàn)與放射式接線(xiàn)相反，引出線(xiàn)和有色金屬消耗量少

12、，投資節(jié)約， 但供電可靠性較并，適用于不重要負(fù)荷、小型用電設(shè)備或容量較小且分布均勻 的用電設(shè)備的供電。三、環(huán)形接線(xiàn)壞形接線(xiàn)是樹(shù)干式接線(xiàn)的改進(jìn)，兩路樹(shù)干式接線(xiàn)連接起來(lái)就構(gòu)成了環(huán)形接 線(xiàn)。環(huán)形接線(xiàn)運(yùn)行靈活，供電可靠性較高。環(huán)形接線(xiàn)有“閉環(huán)”和“開(kāi)環(huán)”兩 種運(yùn)行方式。“閉環(huán)”運(yùn)行方式，即環(huán)形接線(xiàn)中某一開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，止常時(shí)成為兩樹(shù) 干式接線(xiàn)運(yùn)行。環(huán)形接線(xiàn)在現(xiàn)代城市配電網(wǎng)中應(yīng)用廣泛。機(jī)房供電線(xiàn)路中，通 過(guò)主變壓器，備用變壓器，不間斷電源，構(gòu)成2個(gè)閉環(huán)環(huán)形，來(lái)提高系統(tǒng)可靠 性。380/220vxx次x vxv iats |i 1iiiupsiiim 丁廠(chǎng)計(jì)算機(jī)設(shè)備照明等其他設(shè)備圖1-6末端配電線(xiàn)路圖第三節(jié)機(jī)房

13、供配電線(xiàn)路運(yùn)用主用變壓器備用變壓器供配電系統(tǒng)線(xiàn)路要求電能質(zhì)量、供電連續(xù)性。由ups系統(tǒng)保證電源的輸岀 質(zhì)量，通過(guò)雙電源開(kāi)關(guān)設(shè)備控制單元保證了電源持續(xù)供應(yīng)。根據(jù)圖示為最基礎(chǔ)的供電線(xiàn)路圖，以小型機(jī)房使用一臺(tái)cps設(shè)備為例，由 主變壓器直接向空調(diào)設(shè)備供電；經(jīng)過(guò)ups系統(tǒng)向計(jì)算機(jī)設(shè)備供屯。當(dāng)主變壓器 故障或檢修時(shí)，通過(guò)雙電源開(kāi)關(guān)控制主、備變壓器切換，保證設(shè)備持續(xù)穩(wěn)定運(yùn) 行，確保機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)供電持續(xù)。保持機(jī)房環(huán)境恒定、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境優(yōu)越。備用變壓器始終處于通電狀態(tài)，通過(guò)雙電源內(nèi)部檢測(cè)單元進(jìn)行監(jiān)控，并反 饋控制單元，進(jìn)行開(kāi)關(guān)設(shè)備間的自動(dòng)切換。第二章機(jī)房供電負(fù)荷計(jì)算用戶(hù)有各種用電設(shè)備，它們的工作特征和和重要性

14、各不和同，對(duì)供電的可 靠性和供電質(zhì)量要求也不同。因此，應(yīng)對(duì)用電設(shè)備或負(fù)荷分類(lèi)，以滿(mǎn)足負(fù)荷對(duì) 供電可靠性的要求，保證供電質(zhì)量，降低供電成本。第一節(jié)負(fù)荷分類(lèi)計(jì)算機(jī)機(jī)房負(fù)荷一般分為照明設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備、精密空調(diào)設(shè)備、以及其 他輔助設(shè)備。1、照明設(shè)備機(jī)房照明是機(jī)房建設(shè)的重要組成部分。根據(jù)不同機(jī)房的建筑要求和環(huán)境的 特點(diǎn)，照明設(shè)計(jì)是不一樣的，一般都會(huì)從以下兒個(gè)方面考慮：計(jì)算或查找到合 適的照度水平、處理好空間亮度分布、把握色溫和顯色性、對(duì)眩光加以有效限 制、創(chuàng)造正確地投光方向等，從而構(gòu)建完美的造型和立體感，建立良好的視覺(jué) 環(huán)境。應(yīng)急照明設(shè)備也應(yīng)具備同樣的功能。同時(shí)機(jī)房照明設(shè)計(jì)更應(yīng)以綠色照明、 節(jié)約能源和

15、保護(hù)人們的身心健康為出發(fā)點(diǎn)。2、計(jì)算機(jī)設(shè)備計(jì)算機(jī)設(shè)備是計(jì)算機(jī)機(jī)房屮的末端設(shè)備。這些設(shè)備有幾個(gè)不同的系統(tǒng)構(gòu) 成。如計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、局域網(wǎng)交換系統(tǒng)、機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)房消防系統(tǒng) 等。主耍包括計(jì)算機(jī)主機(jī)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、保安監(jiān)控設(shè)備、大屏顯示、音響、 消防、應(yīng)急照明等。這些設(shè)備大多由ups輸出供電。對(duì)電源的可靠性要求高， 對(duì)電源的質(zhì)量非常敏感。在系統(tǒng)供電中占整個(gè)系統(tǒng)40%以上。盡管如此，這些 設(shè)備在系統(tǒng)優(yōu)化中，并不是主要對(duì)象。3、精密空調(diào)設(shè)備計(jì)算機(jī)機(jī)房精密空調(diào)設(shè)備，屬于機(jī)房新風(fēng)系統(tǒng)中的主耍設(shè)備。機(jī)房主耍是 設(shè)備散出的濕熱，室內(nèi)工作人員散出的熱負(fù)荷及夏季進(jìn)入房間的新鮮空氣的熱 濕負(fù)荷（僅占總負(fù)荷的5%

16、）0并且冬季是需要加濕而不是減濕，即使在冬季機(jī) 房仍需耍消除熱負(fù)荷，特別是程控機(jī)房更是如此。機(jī)房專(zhuān)用精密空調(diào)機(jī)送風(fēng)形 式多為上送下冋和下送上冋式。機(jī)房中鋪設(shè)防靜電活動(dòng)地板，機(jī)房專(zhuān)用精密空 調(diào)采用下送上回式送風(fēng)，使冷氣直接進(jìn)入活動(dòng)地板下，這樣使地板下形成靜壓 箱，然后通過(guò)地板送風(fēng)口，把冷氣均勻地送入機(jī)房?jī)?nèi)，送入設(shè)備機(jī)柜內(nèi)。為此, 機(jī)房專(zhuān)用精密空調(diào)應(yīng)有足夠的風(fēng)量把機(jī)房中的熱量帶走。采用這種送風(fēng)形式可 大大提高空調(diào)效率，同時(shí)還可以大幅度節(jié)省過(guò)去習(xí)慣的管道送風(fēng)的工程費(fèi)用， 降低工程造價(jià)，使室內(nèi)布局美觀(guān)。這是機(jī)房理想的送風(fēng)方式。當(dāng)然，機(jī)房送風(fēng) 形式耍與設(shè)備散熱形式一致。第二節(jié)負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算是供配電系統(tǒng)

17、正常運(yùn)行的計(jì)算，是正確選擇機(jī)房供配電系統(tǒng)屮導(dǎo) 線(xiàn)、電纜、開(kāi)關(guān)電器、變壓器等的基礎(chǔ)，也是保障供配電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行必 不可少的環(huán)節(jié)。1）照明設(shè)備1、不用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備（如白熾燈、碘窗燈）的設(shè)備容量就是其額定功率，即pe = 1.2住2、用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備（如熒光燈、高壓水銀燈）的設(shè)備容量要包括鎮(zhèn)流器中 的功率損失，即=3、照明設(shè)備的設(shè)備容量還可按建筑物的單位面積容量法佔(zhàn)算，即pc=cos/loooq-建筑物單位面積的照明容量（w/加2）s-建筑物的面積（m?）2）負(fù)荷設(shè)備計(jì)算方法針對(duì)不同類(lèi)型的用戶(hù)和不同類(lèi)型的負(fù)荷，負(fù)荷計(jì)算一般有四種。估算法、 需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法、單項(xiàng)負(fù)荷計(jì)算法。計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)

18、備以單項(xiàng)設(shè)備為主，考慮保持三相負(fù)荷平衡，其負(fù)荷計(jì)算我 們采用單項(xiàng)負(fù)荷計(jì)算法。三相線(xiàn)路屮單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^(guò)三相總?cè)萘康?5%時(shí)，單相設(shè)備可按 三相負(fù)荷平衡計(jì)算。三相線(xiàn)路中單相設(shè)備的總?cè)萘砍^(guò)三相總?cè)萘康?5%時(shí)，應(yīng)把單相設(shè)備容 量換算為等效三相設(shè)備容量，再算出三相等效負(fù)荷。1、單和設(shè)備組的等效三和設(shè)備容量pe=3p式屮p為最大負(fù)荷相所接的單相設(shè)備容量。e9n2、單相設(shè)備組的等效三相計(jì)算負(fù)荷p°=3pa=3g<f<ftn3）精密空調(diào)計(jì)算方法方法一：功率及面積法qt=ql+q2qt總制冷量（kw）q1室內(nèi)設(shè)備負(fù)荷（二設(shè)備功率x0.8）q2壞境熱負(fù)荷（=0.18kw/加2 x

19、機(jī)房面積）方法二：面積法（當(dāng)只知道面積時(shí)）qt=sxpqt總制冷量（kw）s機(jī)房面積（m2 ）冷量估算指標(biāo)（根據(jù)不同用途機(jī)房的估算指標(biāo)選取）第三節(jié)系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算確定用戶(hù)的系統(tǒng)負(fù)荷是選擇電源進(jìn)線(xiàn)和一、二次設(shè)備的基本依據(jù)，是機(jī)房 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的垂耍組成部分，也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化的基礎(chǔ)。系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算的原則和步驟：將用電設(shè)備分類(lèi)，采用需要系數(shù)法確定各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷；根據(jù)機(jī)房供配電系統(tǒng)圖，從用電設(shè)備朝電源方向逐級(jí)計(jì)算負(fù)荷;在配電點(diǎn)處考慮同時(shí)系數(shù)；在變壓器安裝處計(jì)算及變壓器損耗；用戶(hù)的電力線(xiàn)路較短時(shí)，可不計(jì)電力線(xiàn)路損耗；用戶(hù)總計(jì)算負(fù)荷的供配電系統(tǒng)示意圖1 供給單臺(tái)用電設(shè)備的支線(xiàn)計(jì)算負(fù)荷確定（如圖1點(diǎn)）

20、目的：用于選擇其開(kāi)關(guān)設(shè)備和導(dǎo)線(xiàn)截面。因給單臺(tái)設(shè)備供電，故不存在同時(shí)系數(shù)（即k=l）;又因?yàn)榫€(xiàn)路長(zhǎng)度較短, 線(xiàn)路效率可視為1 （久込= 1）;而且設(shè)備最大運(yùn)行方式一般可達(dá)到額定狀態(tài)，負(fù) 荷系數(shù)也可以取1（瓦=1）,此時(shí)kd=l/7n9則pt=q嚴(yán)片tan%式中，（為單臺(tái)設(shè)備容量；族為單臺(tái)設(shè)備額定效率；tanv為單臺(tái)設(shè)備額 定功率因數(shù)角的正切值；為用電設(shè)備的需要系數(shù)。2.用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定（如圖點(diǎn)2處）目的：用來(lái)選擇機(jī)房配電干線(xiàn)及干線(xiàn)上的電氣設(shè)備用電設(shè)備組是指用電設(shè)備性質(zhì)相同的一組設(shè)備（2臺(tái)以上）。例如空調(diào)幾組 等，計(jì)算負(fù)荷按下式：q2=p2 tan v1 _丄2 .式中，（工為設(shè)備組容量z

21、和（kw）； sv為設(shè)備額定線(xiàn)電壓；tan©,為單臺(tái) 設(shè)備額定功率因數(shù)角的正切值；k 為用電設(shè)備的需要系數(shù)。3多組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷（如圖點(diǎn)3處）目的：用以選擇建筑物低壓母線(xiàn)及其以上的開(kāi)關(guān)設(shè)備。如果該干線(xiàn)上有多組用電設(shè)備，各用電設(shè)備的最大負(fù)荷不一定同時(shí)岀現(xiàn)， 所以負(fù)荷計(jì)算要計(jì)入同時(shí)系數(shù)，按下式子計(jì)算：。3 = k% 工 2 j式中，k為有功負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)（0. 85-0. 95）； k羽為無(wú)功負(fù)荷的同時(shí) 系數(shù)（0. 9-0. 97）；工鬥為各組設(shè)備有功計(jì)算負(fù)荷之和；工q為各組設(shè)備無(wú)功 計(jì)算負(fù)荷z和。4. 機(jī)房低壓母線(xiàn)的計(jì)算負(fù)荷（如圖點(diǎn)4處）目的：用以選擇建筑物變電所的變壓器容量?？?/p>

22、慮每根干線(xiàn)上的最大負(fù)荷不一定同時(shí)出現(xiàn)，所以要引入一個(gè)同時(shí)系數(shù)， 計(jì)算公式如下：2 = k羽工£s嚴(yán)p；+q：i _丄4忑un此吋式屮，k彷?。?.9-0.95）； k羽?。?. 93-0. 97）；為厶為各干線(xiàn)上的有功計(jì)算負(fù)荷z和；工!23為各干線(xiàn)上的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷z和。5. 機(jī)房高壓母線(xiàn)的計(jì)算負(fù)荷（如圖點(diǎn)5處）口的：以選擇高壓配電及其以上的電氣設(shè)備。在這里我們不做計(jì)算要求。機(jī)房用電設(shè)備屬于終端用戶(hù)，往往只考慮到低 壓母線(xiàn)的供電方案。機(jī)房用電系統(tǒng)要求提供的電源額定容量一般以?xún)煞N方式給出:（1）確定機(jī)房用電系統(tǒng)的總功率大小或機(jī)房用電系統(tǒng)的總電流。這是選取電力設(shè)備、總斷路器、供電電纜、機(jī)房

23、的總發(fā)熱量以及精密空調(diào)時(shí)都必需 考慮的問(wèn)題。通常供電總功率應(yīng)留有不少于25%的余量。（2）確定各機(jī)柜、分機(jī)、設(shè)備等所耍求的工作電流。這對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)房的配電柜、選取合適的傳輸導(dǎo)線(xiàn)和分路開(kāi)關(guān)也是必需的。針對(duì)電氣設(shè)備額 定電流，在整定總斷路器和分路開(kāi)關(guān)時(shí)要注意電氣設(shè)備的啟動(dòng)電流值。在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，有些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可供估算時(shí)參考，如：1）ups功率：主機(jī)房可按350w400w/m2計(jì)算;照明用電可按15w20w/m2 計(jì)算。2）空調(diào)機(jī)電功率要根據(jù)機(jī)房制冷量考慮。主機(jī)房制冷量按400w/m2計(jì)算，輔助 機(jī)房制冷量按300 w/n?計(jì)算，然后再根據(jù)電氣設(shè)備不同的效率和換算系數(shù), 確定空調(diào)系統(tǒng)用電負(fù)荷量。第

24、三章系統(tǒng)變壓器探討第一節(jié)電力變壓器選擇電力變壓器在機(jī)房供電系統(tǒng)中，是關(guān)鍵的一次設(shè)備，其主要功能是升高或 降低電壓，以利于電能的合理輸送、分配和使用。在計(jì)算機(jī)機(jī)房供配電系統(tǒng)中，電源進(jìn)線(xiàn)采用降壓干式變壓器；也稱(chēng)為配電 變壓器。在系統(tǒng)中也有在計(jì)算機(jī)設(shè)備前設(shè)計(jì)隔離變壓器，主要為確保系統(tǒng)的電 能質(zhì)量。為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化，電力變壓器的選擇尤為關(guān)鍵。應(yīng)選用低損耗節(jié)能型變 壓器系列，常用s9或s10系列。對(duì)于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)機(jī)房而言，多數(shù)機(jī)房位于高層 建筑、地下建筑等對(duì)消防要求較高的場(chǎng)所，宜釆用干式電力變壓器(sc,sc乙sg 等)。第二節(jié)變壓器容量計(jì)算變壓器容量計(jì)算公式變壓器的功率是決定于負(fù)載的，即：p2二u2ii

25、2i+u2iii2ii+u2ni2in(va)p1=p2/ n (va)式中：p2變壓器次級(jí)功率計(jì)算值p1變壓器的初級(jí)功率計(jì)算值u2i和u2ii變壓器次級(jí)各繞組電壓(v),其值由負(fù)載決定.121和i2ii變壓器次級(jí)各繞組電流(a),其值由負(fù)載決定.n為效率變壓器容量1kva以下的變壓器容量小，效率較低,變壓器容量在100va 以下的，h選小值;變壓器容量在100va到1000va者選大值硅鋼片質(zhì)量差 的n可選0.7, u1為初級(jí)電壓(v)。ii二p1/u1(1. 1 到 1.2) (a)式中的系數(shù)1.1到12為考慮到空載激磁電流的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)第三節(jié)隔離變壓器擁有兩個(gè)或兩個(gè)以上獨(dú)立分開(kāi)的線(xiàn)圈的變壓器

26、都可以叫隔離變壓器，因?yàn)?初級(jí)和次級(jí)2經(jīng)完全分開(kāi)（隔離），是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)傳遞能量。隔離變壓器在系 統(tǒng)中的使電源穩(wěn)定，供電質(zhì)量?jī)?yōu)化。隔離變壓器在交流電源輸入端的特點(diǎn)：計(jì)算機(jī)機(jī)房三次諧波和干擾信號(hào)比較嚴(yán)重，采用隔離變壓器，可以去掉三 次諧波和減少干擾信號(hào)。采用隔離變壓器可以產(chǎn)生新的屮性線(xiàn)，避免由于電網(wǎng)中性線(xiàn)不良造成設(shè)備 運(yùn)行不正常。非線(xiàn)性負(fù)載引起的電流波形畸變（如三次諧波）可被隔離而不污染電網(wǎng)。針對(duì)空調(diào)供電系統(tǒng)。隔離變壓器在交流電源輸出端的特點(diǎn)：防止非線(xiàn)性負(fù)載的電流畸變影響到交流電源的正常工作及對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污 染，起到凈化電網(wǎng)的作用。在隔離變壓器輸入端采樣：使得非線(xiàn)性負(fù)載電流的畸變不影響取樣的準(zhǔn)確 性

27、，得到能反應(yīng)實(shí)際情況的控制信號(hào)。若負(fù)載不平衡，也不影響穩(wěn)壓電源的止常工作。隔離變壓器優(yōu)劣：利用隔離變壓器的電氣特性，使系統(tǒng)供電質(zhì)量大幅提高，降低了系統(tǒng)電能 污染的風(fēng)險(xiǎn)。保持機(jī)房供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量，同時(shí)也保證了系統(tǒng)運(yùn)行的效率。 隔離變壓器在機(jī)房中的運(yùn)用還是非常普遍的。在運(yùn)用隔離變壓器的同時(shí)，也產(chǎn)生了新的問(wèn)題。變壓器的自身發(fā)熱，直接 導(dǎo)致機(jī)房環(huán)境溫度的升高，不利于設(shè)備的運(yùn)行。間接系統(tǒng)對(duì)機(jī)房空調(diào)設(shè)備的要 求也更加嚴(yán)格，固然在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，也無(wú)意間提高了機(jī)房的能耗。i大i此，在電 網(wǎng)質(zhì)量較好的地區(qū)，可以不用串聯(lián)隔離變壓器。第四章供配電設(shè)備要求第一節(jié)低壓配電設(shè)備分析照明系統(tǒng)計(jì)算機(jī)機(jī)房照明的好壞不僅會(huì)影響計(jì)

28、算機(jī)操作人員和軟、硬件維修人員的 工作效率和身心健康，而且述會(huì)影響到電子機(jī)房的可靠運(yùn)行。因此合理的選擇 照明控制方式、燈具類(lèi)型、布局及一些相關(guān)器材等在電子機(jī)房的裝修和電氣工 程設(shè)計(jì)中是不可忽視的。機(jī)房照明系統(tǒng)還應(yīng)考慮應(yīng)急照明系統(tǒng)。應(yīng)急故障照明一般采取兩種方案， 一種是將照明電路中的一路由ups供電，在停電時(shí)，由ups提供照明。另一種 方案是采用帶15分鐘后備蓄電池的應(yīng)急fi光燈，應(yīng)急照明平均照明度為60lx 照明供電一般由市電供電，當(dāng)市電停止時(shí)才轉(zhuǎn)入應(yīng)急供電系統(tǒng)。燈具的控制耍分區(qū)、分路、集中控制，尤其是大面枳照明場(chǎng)所的燈具，耍 分區(qū)、分段設(shè)置開(kāi)關(guān)。一般照明采用電了鎮(zhèn)流器，當(dāng)采用電感鎮(zhèn)流器時(shí)，應(yīng)

29、加 電容補(bǔ)償器。此外，機(jī)房?jī)?nèi)應(yīng)設(shè)置備用照明是正常照明的一部分，其容量一般 是正常照明。動(dòng)力配電系統(tǒng)總配電柜饋出的動(dòng)力供配電系統(tǒng)采用50hz交流電，380 / 220v三相五線(xiàn)電 源，tn-s接地方式，零線(xiàn)和地線(xiàn)分開(kāi)設(shè)置零地線(xiàn)z間電壓小于iv。動(dòng)力配 電柜、照明配電箱采用放射式配電直接配至各用電設(shè)備。機(jī)房?jī)?nèi)所有線(xiàn)纜須設(shè)計(jì)鋼制橋架、線(xiàn)槽或鋼管敷設(shè)。由于精密空調(diào)的供電 電流大、負(fù)載動(dòng)態(tài)范圍寬，為防止干擾，應(yīng)考慮另選路徑單獨(dú)敷設(shè)電纜。動(dòng)力配電柜（箱）具有火警聯(lián)動(dòng)保護(hù)功能，出現(xiàn)火警時(shí)可與消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng) 及時(shí)切斷電源，關(guān)閉防煙防火閥，并在值班室安裝手動(dòng)電源切斷裝置。動(dòng)力 柜、照明箱內(nèi)的開(kāi)關(guān)和主要元器件采用進(jìn)

30、口產(chǎn)品，并設(shè)置有效的防雷措施。有條件時(shí)，大型機(jī)房最好采用專(zhuān)用電力變壓器供電。ups配電系統(tǒng)ups供配電系統(tǒng)的供電范圍是計(jì)算機(jī)設(shè)備（主機(jī)和附屬設(shè)備）、通信設(shè)備、 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、保安監(jiān)控設(shè)備、消防系統(tǒng)、應(yīng)急照明等。ups輸岀配電回路（毎個(gè) 配電控制開(kāi)關(guān)為一個(gè)回路）需按機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備耍求設(shè)置，小型機(jī)/服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò) 核心交換機(jī)及重要路由器要由獨(dú)立雙冋路供電，其他計(jì)算機(jī)設(shè)備可用一個(gè)冋路 帶34個(gè)插座，固定于地板下。ups供配屯系統(tǒng)的可靠性，最主要采用了雙屯 源末端雙刀互投方式。配電冋路要預(yù)留若干個(gè)插座待以后擴(kuò)展用，安全插座型 號(hào)、數(shù)量及位置可根據(jù)最終機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備數(shù)量考慮。ups主機(jī)的電源應(yīng)設(shè)計(jì)單獨(dú) 回路饋送，不得

31、與空調(diào)使用同一回路。第二節(jié)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案（1）直接供電。將變電所送來(lái)的工頻交流電直接送給計(jì)算機(jī)設(shè)備配電柜，然 后再分配給計(jì)算機(jī)設(shè)備。直接供電方式具有設(shè)備少、投資運(yùn)行費(fèi)用低、 供屯簡(jiǎn)單、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是對(duì)屯網(wǎng)質(zhì)量耍求高，容易受電網(wǎng)及 負(fù)載變化的影響。一般來(lái)說(shuō)，大中城審的供電系統(tǒng)可以滿(mǎn)足主機(jī)及外圍 設(shè)備對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量的要求，但設(shè)計(jì)時(shí)要注意避免機(jī)房附近有較大負(fù)載的啟 動(dòng)、電磁干擾等情況。（2）隔離供電。在交流進(jìn)線(xiàn)后面加一個(gè)隔離變壓器，然后再送給計(jì)算機(jī)。隔 離變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)之間均加屏蔽層，并各引出一個(gè)抽頭與一次 側(cè)、二次側(cè)的零線(xiàn)連接，再經(jīng)耦全電容接地，對(duì)電網(wǎng)瞬變干擾有隔離和 衰減的作用。（

32、3）交流穩(wěn)壓器供電。50hz的工頻電源經(jīng)交流穩(wěn)圧器后，再供計(jì)算機(jī)使用， 可以衰減許多暫態(tài)沖擊、幅度波動(dòng)和電壓脈沖，但無(wú)法糾正電源頻率波 動(dòng)。（4）發(fā)電機(jī)組供電。某些電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定時(shí)或在特定環(huán)境下，需要外電網(wǎng)交 流輸入，經(jīng)整流后驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交流輸出。若電網(wǎng) 停電，可利用蓄電池捉供直流驅(qū)動(dòng)，滿(mǎn)足一段時(shí)間內(nèi)不停電的需求。通 過(guò)測(cè)速電機(jī)和慣性飛輪等裝置調(diào)整輸入/輸出電流，使輸出電壓和頻率 不隨電網(wǎng)的波動(dòng)而變化。（5）不間斷電源（ups）供電。由于采用了脈寬調(diào)頻技術(shù)、高效功率器件的成 熟、微處理器的發(fā)展等因素，不間斷電源已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)機(jī)房供電的主 耍手段。不間斷電源最大的特點(diǎn)在于不間斷

33、性，而且能最大限度地提供 穩(wěn)定電壓，隔離外電網(wǎng)的干擾。外電網(wǎng)一旦停電，ups能在設(shè)備所允許 的極短時(shí)間內(nèi)（從微秒到毫秒級(jí)）自動(dòng)從備用能源經(jīng)逆變器變換成電壓、 頻率和和位都與原供電電源相同的電能繼續(xù)向計(jì)算機(jī)供電?；蛘咂綍r(shí)由 逆變器供電，只在逆變器發(fā)生故障時(shí)，由靜態(tài)電子開(kāi)關(guān)自動(dòng)將設(shè)備瞬時(shí) 切換到外電網(wǎng)供電或切換到另一臺(tái)與z并聯(lián)的ups上，實(shí)現(xiàn)不間斷供電。 ups提供的電源具有較高的電壓和頻率穩(wěn)定性，波形失真也較小，干擾 更優(yōu)于外屯網(wǎng)，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最理想的供電方式。幾乎所有的重要計(jì)算 機(jī)設(shè)備都釆用ups供電。以上5種供電設(shè)計(jì)方案，都有各口的優(yōu)劣。供電系統(tǒng)優(yōu)化的目的在余對(duì)不 同的設(shè)備進(jìn)行不同的供電設(shè)計(jì)

34、選擇。根據(jù)負(fù)載耍求設(shè)計(jì)適合的供電系統(tǒng)。第三節(jié)優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)一個(gè)機(jī)房的設(shè)備用電效率起決定性作用。設(shè)計(jì)的方案應(yīng)盡 可能的考慮到實(shí)際負(fù)荷情況，在預(yù)留合理的擴(kuò)容需求前提下。通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的 縝密規(guī)劃，達(dá)到系統(tǒng)優(yōu)化的目的，實(shí)行供電效率最人化。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化必須先從電源的輸入端進(jìn)行分析?？偨Y(jié)最合理，經(jīng)濟(jì)的方 案。以滿(mǎn)足整個(gè)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定、可靠。同時(shí)考慮設(shè)計(jì)方案節(jié)能減排效應(yīng)。一、輸入總配電柜設(shè)計(jì)圖acb/ 125oa 3pmccb v25oa/3pmccb y25oa/3pmccb250a/3pmccb y 1250a/4p / lr=1oooamccb y630a/3p mccb y630a/3

35、pfwwmm（o«）udsups輸出配電總栢，屯源自上端變壓器輸出；可以為主變壓器，亦可以是備用 變壓器，根據(jù)實(shí)際用電需求分配總柜進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)容量一般小于上級(jí)開(kāi)關(guān)的額定容 量。同時(shí)也要滿(mǎn)足下級(jí)負(fù)荷的用電需求。精確計(jì)算實(shí)際用電負(fù)荷容量，選擇適 當(dāng)?shù)念A(yù)值。減少“大馬拉小車(chē)”的情況。避免能耗浪費(fèi)。配電總柜設(shè)計(jì)作用在于分配負(fù)荷容量。將不同系統(tǒng)的配電需求進(jìn)行縝密的 劃分，按功能、容量給設(shè)備選定輸出開(kāi)關(guān)容量。二、照明及辦公用電tmccb 160a 3p/lr=w0a 馬誘s3工 i.n27 is十 vx& ralsls 1 希sssw 1137is+vx寸 amvzoma?vloa82 hl

36、4/is+ltv amvzomdf vs2s ljj+exv amivzqm鴿壬90昌 3+sxv uavzomdrovos§3 苗十寸x& atavzom墉sa s3+ox寸 araivzqm95vow s3+0每 aravzomdf vow s3+0 毎 aravzgmfevow s 3+0lxim-amvzom df s82 iuj+0 輕勺avzqmd£ 1 s lj+9lxb amvzooi omm. mow電源引自配電總柜的照明配電冋路輸出端，舉例圖示中冋路進(jìn)線(xiàn)幵關(guān)額定電流100a,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，可供50kw負(fù)荷運(yùn)行，這個(gè)容量足夠滿(mǎn)足大多數(shù)屮 大型機(jī)房照

37、明及樓層辦公用用電，出線(xiàn)應(yīng)實(shí)際負(fù)荷分配。末端通過(guò)照明箱在進(jìn) 行多級(jí)的分配，圖中多采用d型（動(dòng)力型）的開(kāi)關(guān)，實(shí)際運(yùn)用中，照明供電選 用c型（照明型）就足以達(dá)到系統(tǒng)要求的分?jǐn)嗄芰?。合理的開(kāi)關(guān)選型亦能減少 成本的。三、精密空調(diào)機(jī)房精密空調(diào)供電，在系統(tǒng)中是非常值得考慮的，系統(tǒng)能耗較大。存在很 大的優(yōu)化空間。供電的方式很簡(jiǎn)單，圖中設(shè)計(jì)有4臺(tái)精密空調(diào)，2臺(tái)用作備用, 這個(gè)分配方式較為合理。系統(tǒng)30%的預(yù)留空間。并在其他任一臺(tái)設(shè)備故障91lz盂哄寸至avism dwsg s 詈十晝寸am芝is dwvooos g-lllj盂乍 am芝is dwvooos 91lzi盂乍 muzls dyvooos 9iq十

38、ia導(dǎo)am戲爰 dwsoos g-iljj盂乍 am芝is sii札瀏讎 熾粋熾瀏oo空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化，不僅在于對(duì)供配電系統(tǒng)的優(yōu)化上。述涉及到機(jī)房的空間, 空調(diào)設(shè)備的能耗，機(jī)房設(shè)備的結(jié)構(gòu)，新風(fēng)循壞的方式等。選擇能耗較小的空調(diào) 設(shè)備，合理的布置設(shè)備陳列，改善機(jī)房?jī)?nèi)循環(huán)方式。將有效改善資源浪費(fèi)的情 況。四、ups圖ups 細(xì)ups 継 23卩wab3pupsmn4 vsi卞_/氏蘭0令 心匕十啟辛am芝呈 n3 vofh_/d2 蘭辱 i ofi十s壽二avzg jsi9hi一/氏glf 01a+ls尋二 avzlg w v00盲_/氏蘭自u(píng)ps輸出柜分別由2 m ups分別供電，通過(guò)ups控制電路

39、，確保輸出電 源的穩(wěn)定和不間斷性。ups容量根據(jù)實(shí)際計(jì)算機(jī)設(shè)備容量選定。故障時(shí)，由 ups內(nèi)部自動(dòng)切換。當(dāng)2路ups輸入電源同時(shí)故障，或需耍檢修時(shí)，手動(dòng)合 上ups內(nèi)部自帶的檢修旁路開(kāi)關(guān)。以確保設(shè)備持續(xù)工作。本圖中，在配電總植母線(xiàn)上，增加了一個(gè)旁路開(kāi)關(guān)，供計(jì)算機(jī)設(shè)備直 接使用，這樣以來(lái)，不僅提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，乂完善了應(yīng)ups故障 造成的嚴(yán)重后果。同時(shí)這種設(shè)計(jì)方式也比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用。當(dāng)然在不考慮經(jīng)濟(jì)成本的前提下，智能型ups設(shè)備，自帶旁路也可以 通過(guò)控制電路自動(dòng)切換。通過(guò)設(shè)備檢測(cè)反饋，并控制，達(dá)到快速響應(yīng)。ups設(shè)備運(yùn)行的狀況，直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定。ups的電氣特性， 能對(duì)電網(wǎng)的過(guò)濾起到巨

40、大的作用。不僅有效調(diào)整了電源的質(zhì)量，也抑制了 設(shè)備對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)帶來(lái)的污染。第五章機(jī)房后備供電設(shè)備第一節(jié)不間斷電源（ups）ups即不間斷電源，是計(jì)算機(jī)機(jī)房中一個(gè)重要組成部分，它是一種集電 力技術(shù)、控制技術(shù)和信號(hào)檢測(cè)及通訊技術(shù)于一身的高科技電源設(shè)備。計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展，為了保證局域網(wǎng)的安全運(yùn)行，對(duì)較為重要的應(yīng)用場(chǎng) 合都必須安裝ups,用以防止突然斷電引起的數(shù)據(jù)丟失與出錯(cuò)。因此，局域網(wǎng) 如何合理正確配置和選擇不間斷電源裝置（ups）是局域網(wǎng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵因素 之一。在局域網(wǎng)中，配置ups的主耍目的是用來(lái)為局域網(wǎng)中各類(lèi)用屯設(shè)備提供 穩(wěn)定可靠和高品質(zhì)的電力供應(yīng)。它主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：（1）為各類(lèi)用電

41、設(shè)備提供后備電源，以防止突然斷電給局域網(wǎng)造成損害， 影響正常運(yùn)行；（2）可以消除供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的諸如浪涌、諧波干擾、頻率漂移、波形斷 續(xù)、電壓過(guò)高或過(guò)低等現(xiàn)象，改善電源質(zhì)量，使局域網(wǎng)中各類(lèi)設(shè)備的電子元部 件免受破壞性損害；（3）ups還可以抑制電網(wǎng)中其他用電設(shè)備產(chǎn)生的諸如高頻信號(hào)等雜波，以 免除因朵波造成數(shù)據(jù)傳輸失效等故障，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。ups的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單介紹ups的結(jié)構(gòu)。ups電源系統(tǒng)由4部分組成：整流、儲(chǔ)能、變換和 開(kāi)關(guān)控制。其系統(tǒng)的穩(wěn)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(kāi)關(guān)整流器，本身具有可根據(jù)外電的變化控制輸出幅度的功能，從而當(dāng)外 電發(fā)生變化時(shí)（該變化應(yīng)滿(mǎn)足系統(tǒng)要求

42、），輸出幅度基本不變的整流電壓。凈 化功能由儲(chǔ)能電池來(lái)完成，由于整流器對(duì)瞬時(shí)脈沖干擾不能消除，整流后的電 壓仍存在干擾脈沖。儲(chǔ)能電池除可存儲(chǔ)直流電能的功能外，對(duì)整流器來(lái)說(shuō)就彖 接了一只大電容器，其等效電容量的大小，與儲(chǔ)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(duì)脈沖的平滑特性消除了脈沖 干擾，起到了凈化功能，也稱(chēng)對(duì)干擾的屏蔽。頻率的穩(wěn)定則由變換器來(lái)完成，頻率穩(wěn)定度取決于變換器的振蕩頻率的穩(wěn)定程度。為方便ups電源系統(tǒng)的日常 操作與維護(hù)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)工作開(kāi)關(guān)，主機(jī)自檢故障后的自動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)，檢修旁路開(kāi)關(guān)等開(kāi)關(guān)控制。在電網(wǎng)電壓工作止常時(shí)，給負(fù)載供電如圖所示。而同時(shí)給儲(chǔ)能電池

43、充電；當(dāng)突發(fā)停電時(shí)，ups電源開(kāi)始工作，由儲(chǔ)能電池工給負(fù)載所需電源，維持 正常的生產(chǎn)（如粗黑瞇林）；當(dāng)由于生產(chǎn)需要，負(fù)載嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，由電網(wǎng)電 壓經(jīng)整流宜接給負(fù)載供電（如虛線(xiàn)所示）。ups電源系統(tǒng)主耍陽(yáng)人部分，主機(jī)和儲(chǔ)能電池。額定輸出功率的人小取 決于主機(jī)部分，并與負(fù)蹙屬那種性質(zhì)有關(guān)，因?yàn)閡ps電源對(duì)不同性能的負(fù)載驅(qū) 動(dòng)能力不同，通常負(fù)載隊(duì)梟應(yīng)滿(mǎn)足its電源70%的額定功率。儲(chǔ)能電池容量的、 選取當(dāng)負(fù)載功率確定后|豐娶取決其后備吋間的長(zhǎng)短，這個(gè)時(shí)間因各企業(yè)情電池 同而不同，主要由備矗如的接入時(shí)間來(lái)定，通常在幾分鐘或幾個(gè)小時(shí)不等。儲(chǔ)能電池的容量隨著時(shí)間會(huì)逐漸降低，考慮到壽命終止時(shí)儲(chǔ)能電池容量下降到

44、50%并留有一定的余量。第二節(jié)ups容量計(jì)算（-）ups蓄電池容量計(jì)算蓄電池必須在一段時(shí)間內(nèi)供電給逆變器，并凡在額定負(fù)載下，其電壓不應(yīng) 下降到逆變器所能允許的最低電壓以下。由于蓄電池的實(shí)際可供使用容量與放 電電流大小、蓄電池工作環(huán)境溫度、蓄電池存儲(chǔ)時(shí)間的長(zhǎng)短、負(fù)載種類(lèi)和特性（電 阻性、電容性、電感性）等因素密切相關(guān)，只有在充分考慮這些因素之后，才能 正確選擇和確定蓄電池可供使用容量與蓄電池標(biāo)稱(chēng)容量的比率。蓄電池的最人放電電流可由下式求得：_ s cos（6i =其中：sups電源的標(biāo)稱(chēng)輸出功率；cose聲負(fù)載的功率因數(shù)，一般取為0.8；n逆變器的效率，一般也取為0.8；ei蓄電池放電終了電壓。

45、可以先求出所需蓄電池的最大放電電流，再根據(jù)負(fù)載的性質(zhì)以及ups電源 要求蓄電池應(yīng)該提供的放電時(shí)間來(lái)求得蓄電池的容量。為了說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，不妨舉一個(gè)例子：一臺(tái)負(fù)載功率因數(shù)pf=0.8,效率n為80%的lkvaups,在要求后備吋間為 8小時(shí)的情況下，應(yīng)選多大容量的電池多少只？（己知電池額定電壓為12vx7二84v）首先求放電電流la,按照正確的算法是以u(píng)ps關(guān)機(jī)前一瞬間電池的終點(diǎn)電 壓為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)求，意思是說(shuō)：在終點(diǎn)電壓的時(shí)候，電池仍應(yīng)給出100%的負(fù)載容 量，終點(diǎn)電壓一般取175v/單元，12v電池是6個(gè)單元相串聯(lián)，故終點(diǎn)電壓 為1.75x6=10. 5v這時(shí)放電電流r looowlxo.8-0.8

46、x7x10.5 （a）求得蓄電池放電電流后，選擇蓄電池容量可根據(jù)設(shè)計(jì)的放電時(shí)長(zhǎng)和環(huán)境溫 度確定。第三節(jié)ups系統(tǒng)設(shè)計(jì)ups設(shè)計(jì)首先要確定系統(tǒng)的規(guī)模、系統(tǒng)的形式、基木的ups單元容量等。如以下圖示, 以2臺(tái)ups并機(jī)為例。對(duì)于任意一個(gè)設(shè)備，同時(shí)捉供二路電源，每路電源均能夠滿(mǎn)足該設(shè) 備需求。二路電源中一個(gè)為常用電源，另一個(gè)為備用電源，二路電源同步。當(dāng)常用電源斷 電或者電源質(zhì)量不能滿(mǎn)足設(shè)備要求時(shí)，設(shè)備nj以立即從備用電源獲得供電，確保設(shè)備運(yùn)行 的連續(xù)性。二路電源均由配電總柜提供，toups-atit ups-bmupsmups 翻ups 制 2第四節(jié)ups維護(hù)ups2-b1250kva n=(0u+

47、0lo毎二avzsimups 刑ups 軸2一、ups使用中應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題（一）ups的功率問(wèn)題ups不宜帶感性負(fù)載，ups的輸出功率與功率因素關(guān)系密切，在容性負(fù)載條 件下，ups的輸出功率可以達(dá)到標(biāo)稱(chēng)功率，在感性負(fù)載條件下，ups的輸出功率 則大大下降。即使在功率因索為0.8 （感性）吋，其輸出功率也只能達(dá)到標(biāo)稱(chēng) 功率的50%。ups的負(fù)載，一般都是計(jì)算機(jī)負(fù)載，而計(jì)算機(jī)負(fù)載內(nèi)部電源大都是 開(kāi)關(guān)電源，在開(kāi)關(guān)電源負(fù)載條件下，瞬時(shí)功率很高，但平均實(shí)際功率卻很小。 故一般ups在開(kāi)關(guān)電源作負(fù)載時(shí)，其功率因素只能達(dá)到0. 65左右，而ups的負(fù) 載功率因素指標(biāo)，一般為0.8,按此指標(biāo)來(lái)帶動(dòng)開(kāi)關(guān)電源負(fù)載

48、，就有損壞ups 設(shè)備的可能。因此，選擇ups的功率時(shí)，一定要考慮負(fù)載的功率因素。（二）蓄電池的使用問(wèn)題蓄電池在ups中占有相當(dāng)重要的地位，蓄電池是“ups的心臟”,因?yàn)樾?電池在ups的生產(chǎn)成本中占有相當(dāng)大的比例，而在實(shí)際使用中，i大i蓄電池問(wèn)題 造成ups不能正常工作的比例，卻比它在生產(chǎn)成本中占的比例更大。在實(shí)際維 修中，人們不重視它，忽視它的現(xiàn)象則更為嚴(yán)重。蓄電池在使用中一般要注意 以下問(wèn)題：1、嚴(yán)禁蓄電池過(guò)度放電，如小電流放電至自動(dòng)關(guān)機(jī)，人為調(diào)低蓄電池最低 保護(hù)值等，均可能造成電池過(guò)度放電。2、對(duì)于頻繁停電，使蓄電池頻繁放電的地區(qū)，耍采取措施，保證蓄電池在 每次放電后有足夠的充電時(shí)間，

49、防止蓄電池長(zhǎng)期充電不足。3、對(duì)于很少停電，蓄電池很少放電的ups,則要每隔23個(gè)月人為地?cái)?市電一次，讓蓄電池放電一段時(shí)間，防止蓄電池“儲(chǔ)存老化”。4、要定期檢查蓄電池的端電壓和內(nèi)阻，及時(shí)發(fā)現(xiàn)“落后”電池，進(jìn)行個(gè)別 處理。（三）ups輕載運(yùn)行問(wèn)題大多數(shù)ups在50%100%負(fù)載時(shí)，其效率最高，當(dāng)負(fù)載低于50%時(shí)，其效率 急劇下降，因此，當(dāng)ups a度輕載運(yùn)行時(shí)，從經(jīng)濟(jì)角度講是不合算的。另外， 有的用戶(hù)總認(rèn)為，負(fù)載越輕，機(jī)器運(yùn)行可靠性就越高，故障率就越低。其實(shí)， 這種概念并不全面，因?yàn)樨?fù)載輕，所以可以降低末級(jí)功率管被損壞的概率，但 對(duì)蓄電池卻極其有害。因?yàn)檫^(guò)度輕載運(yùn)行時(shí)，一旦市電停電以后，如果u

50、ps沒(méi) 有深放電保護(hù)系統(tǒng)，就可能造成蓄電池過(guò)度深放電，造成蓄電池永久性地?fù)p壞。 根據(jù)實(shí)際負(fù)荷選擇適當(dāng)容量的ups才是優(yōu)化系統(tǒng)的口的。蓄電池過(guò)度深放電的原i大i 一般有：1、長(zhǎng)吋間的小屯流放屯。當(dāng)蓄電池放出額定容量的80%吋，就不允許繼續(xù) 放電。如果繼續(xù)放電，就會(huì)造成蓄電池的深放電，如不及時(shí)采取補(bǔ)救措施，就 可能造成蓄電池永久性的損壞。2、長(zhǎng)吋間的頻繁放電。如果在蓄電池放完電后，沒(méi)有足夠的時(shí)間（一般在 10h以上）來(lái)進(jìn)行充電，第二次乂馬上放電，這樣的次數(shù)多了，就可能造成蓄 電池的深放電。ups都具有蓄電池最低電壓保護(hù)值，但蓄電池的端電壓與放電電流的大小 關(guān)系基密，放電電流小，其端電壓就高，達(dá)到最

51、低保護(hù)值時(shí)所放出的實(shí)際容量 就越多。所以，輕載運(yùn)行的ups,應(yīng)盡量避免放電到最低保護(hù)值才關(guān)機(jī)的現(xiàn)象 出現(xiàn)。而長(zhǎng)延時(shí)的ups則應(yīng)適當(dāng)提高放電下限電壓保護(hù)值。（四）ups不宜帶負(fù)載開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)沒(méi)有延遲啟動(dòng)功能的ups,帶負(fù)載開(kāi)機(jī)很容易在啟動(dòng)的瞬間，燒毀逆變器 的末級(jí)驅(qū)動(dòng)元件。i大i為剛開(kāi)啟時(shí)，控制電路的工作還未進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，啟動(dòng)的 瞬間又會(huì)產(chǎn)生較人的浪涌電流，末級(jí)驅(qū)動(dòng)元件有可能承受不了。對(duì)于采用mos 管作為驅(qū)動(dòng)元件的ups來(lái)說(shuō)，更是如此。當(dāng)負(fù)載中包含有電感性負(fù)載時(shí)，帶負(fù) 載關(guān)機(jī)也同樣可能引起末級(jí)驅(qū)動(dòng)元件的損壞。因此，不是緊急情況，不要帶負(fù) 載開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)。二、ups維護(hù)和保護(hù)ups系統(tǒng)的維護(hù)能提高系

52、統(tǒng)的壽命，降低設(shè)備事故的可能。充分利用設(shè)備 的功能，達(dá)到物盡其用的目的，這也是優(yōu)化的宗旨。（1）ups電源在正常使用情況下，主機(jī)的維護(hù)工作很少，主要是防塵和定期 除塵。特別是氣候干燥的季節(jié)，空氣中的灰粒較多，機(jī)內(nèi)的風(fēng)機(jī)會(huì)將灰塵帶入 機(jī)內(nèi)沉積、當(dāng)遇空氣潮濕時(shí)會(huì)引起主機(jī)控制紊亂造成主機(jī)工作失常，并發(fā)生不 準(zhǔn)確告警，大量灰塵也會(huì)造成器件散熱不好。一般每季度應(yīng)徹底清潔一次。其 次就是在除塵時(shí)，檢查各連接件和插接件有無(wú)松動(dòng)和接觸不牢的情況。（2）雖說(shuō)儲(chǔ)能電池組目前都采用了免維護(hù)電池，但這只是免除了以往的測(cè)量 比、配比、定時(shí)添加蒸飾水的工作。但外因工作狀態(tài)對(duì)電池的影響并沒(méi)有改變, 不正常工作狀態(tài)對(duì)電池造成

53、的影響沒(méi)有變，這部分的維護(hù)檢修工作仍是非常重 耍的，ups電源系統(tǒng)的人量維修檢修工作主耍在電池部分。a儲(chǔ)能電池的工作全部是在浮充狀態(tài)，在這種情況下至少應(yīng)每年進(jìn)行一次 放電。放電前應(yīng)先對(duì)電池組進(jìn)行均衡充電，以達(dá)全組電池的均衡。要清楚放電 前電池組已存在的落后電池。放電過(guò)程中如有一只達(dá)到放電終止電壓時(shí)，應(yīng)停 止放電，繼續(xù)放電先消除落后電池后再放。b. 核對(duì)性放電，不是首先追求放岀容量的百分之多少，而是要關(guān)注發(fā)現(xiàn)和 處理落后電池，經(jīng)對(duì)落后電池處理后再作核對(duì)性放電實(shí)驗(yàn)。這樣可防止事故， 以免放電中落后電池惡化為反極電池。c. 平時(shí)每組電池至少應(yīng)有8只電池作標(biāo)示電池，作為了解全電池組工作情 況的參考，對(duì)

54、標(biāo)示電池應(yīng)定期測(cè)量并做好記錄。d. h常維護(hù)中需經(jīng)常檢查的項(xiàng)目有：清潔并檢測(cè)電池兩端電壓、溫度；連 接處有無(wú)松動(dòng)，腐蝕現(xiàn)彖、檢測(cè)連接條壓降；電池外觀(guān)是否完好，有無(wú)殼變形 和滲漏；極柱、安全閥周?chē)欠裼兴犰F逸出；主機(jī)設(shè)備是否正常。e. 免維護(hù)電池耍維護(hù)，不是什么無(wú)稽之談，應(yīng)從廣義的維護(hù)立場(chǎng)出發(fā)，做 到運(yùn)行、日常管理的周到、細(xì)致和規(guī)范性，保證設(shè)備(包括主機(jī)設(shè)備)保持良 好的運(yùn)行狀況，從而延長(zhǎng)使用年限；保證直流母線(xiàn)經(jīng)常保持合格的電壓和電池 的放電容量；保證電池運(yùn)行和人員的安全可靠。這就是電池維護(hù)的口的，也是 電池運(yùn)行規(guī)程中包括的內(nèi)容和進(jìn)行規(guī)則。(3) 當(dāng)ups電池系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)先查明原因，分清是負(fù)載還是ups屯源 系統(tǒng)；是主機(jī)還是電池組。雖說(shuō)ups主機(jī)自故障口檢功能，但它對(duì)面而不對(duì)點(diǎn), 對(duì)更換配件很方便，但要維修故障點(diǎn)，仍需做大量的分析、檢測(cè)工作。另外如 自檢部分發(fā)生故障，顯示的故障內(nèi)容則可能有謀。對(duì)主機(jī)出現(xiàn)擊穿，斷保險(xiǎn)或燒毀器件的故障，一定要查明原i大i并排除故 障后才能垂新啟動(dòng)，否則會(huì)接連發(fā)生相同的故障。(5) 當(dāng)電池組中發(fā)現(xiàn)電壓反極、壓降大、壓并大和酸霧泄漏現(xiàn)彖的電池時(shí)， 應(yīng)及時(shí)采用相應(yīng)的方法恢復(fù)和修復(fù)，對(duì)不能恢復(fù)和修復(fù)的要更換，但不能把不 同容量、不同性能、不同廠(chǎng)家的電池聯(lián)在一起