前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的UPS電源在建筑電氣中運用思考，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

摘　要：站在現階段建筑電氣領域角度來看，應急電源的應用主要有ups電源、EPS電源、柴油發電機組、市電雙電源等。本文將主要針對UPS電源在建筑電氣當中的應用展開探討。

關鍵詞：UPS；應急電源；建筑電氣

引言

隨著時代的不斷發展，電子計算機和電子通訊設備得到廣泛應用，在房屋、樓宇控制、醫院診所、高校等各種工程建筑中已成為標準配置設備，隨著新技術的發展，智能系統設備也提高了對供電質量的要求，電子設備的可靠穩定運行是系統安全穩定運行的主要保障，UPS電源可以提供可靠而且不間斷的供電保障。因此，在控制室、數據中心，以及一些為消費者重要設備供電的場所，越來越多地安裝了UPS（不間斷電源）供電系統。

1UPS電源設置場所

參照相關標準和規范后可以得知：對于不允許電源瞬時中斷的負荷，應設置UPS不間斷電源裝置供電。在工程建筑的配電設計中，UPS電源多用于保證實時數據處理系統的機房電子設備、消防安全控制室的圖像顯示設備（顯示屏）、通信設備等重要設備的供電。

2建筑電氣領域中應急電源的應用現狀

目前在建筑電氣領域中應用比較常見的應急電源，主要有：UPS電源、EPS電源、柴油發電機組、市電雙電源幾種。市電雙電源轉換開關（ATS）,可以做到自動切換時間為0.3-3秒；柴油發電機組一般配置自啟動模塊，要求在30秒內自啟動成功；EPS電源的轉換時間一般＜0.25秒。以上幾種均存在一定時長的應急切換時間，無法滿足“不允許電源瞬時中斷的負荷”重要設備的供電安全保障。在工作實踐中，尤其需要認真區分UPS和EPS。EPS（EmergencyPowerSystem）是一種允許短時電源中斷的應急電源裝置，一般情況是作為消防或生產在緊急情況下使用的電源，例如在人多、出口少、自然光源有限的高層建筑、商場、醫院、地下防空工程等場合。UPS(UninterruptiblePowerSystem)不間斷電源，是一種含有儲能裝置，以逆變器、整流器為主要組成部分的恒電壓、恒頻率的不間斷電源。其主要作用是通過UPS系統，對計算機網絡系統或其他電力電子設備可靠而不間斷地進行供電。UPS和EPS的基本原理基本相同，兩者都使用蓄電池作為儲能備用電源。但由于負載的特性不同，轉換時間和應用場合也不同。EPS供電對象是電力保障及消防安全，負載性質為感性、容性等非線性負載或兼而有之，而且有些負載是停市電后才投入工作的，因而要求EPS能提供很大的沖擊電流，要求輸出動態特性要好，抗過載能力更強，轉換時間要求不高。UPS供電對象是電子計算機及網絡設備，負載性質為容性負載和阻性負載。要求UPS可以提供恒電壓、恒頻率的不間斷電源，轉換時間要求高，甚至不允許有轉換時間。UPS電源可以解決和排除電源斷電、電源浪涌、電壓波動、頻率波動、諧波失真等多種電網缺陷和故障，因此在工程建筑電氣領域得到更加廣泛的應用。

3UPS電源的分類和特點

3.1按照市電正常時逆變器的工作狀態分類

一般可分為后備式UPS電源、在線交互式UPS電源和雙轉換在線式UPS電源。(1)后備式UPS電源：當市電供電正常時，市電電源向負載直通供電。當市電電壓波動幅值超過其工作允許范圍或斷電時，由機內逆變器電源向負載提供方波穩壓電源。后備式是針對逆變器而言的，當市電供電正常時，機內的逆變器電源并沒有工作，處于關機待命狀態，逆變器僅在市電供電不正常時，才啟動運行。后備式UPS的優點是結構比較簡單、體積小、成本低，輸入電流電壓工作范圍窄，輸出電壓精度低；輸出功率一般在2000VA以下。轉換時間一般為5-10毫秒。(2)在線交互式UPS電源：當市電正常時，市電電源向負載直通供電，當市電電壓略低或略高時，在UPS電源的邏輯控制電路作用下，將市電電源經內置穩壓器穩壓后輸出；當市電異常或斷電時，逆變器啟動工作，轉為電池逆變供電輸出。市電恢復正常后，UPS逆變器反方向運行工作，切換為整流器為蓄電池充電。在線交互式UPS的優點是允許輸入電流和電壓幅值范圍寬，噪音較低，體積較小。輸出波形為正弦波形，但精度較差，也有一定轉換時長。(3)雙轉換在線式UPS：市電正常時，機內整流器將市電交流電源整流轉換為直流電源，對蓄電池組進行補充電，同時提供給逆變器，經逆變器轉換為交流電源，為負載提供交流電源。工作期間，輸入的市電交流電源經整流器轉換為直流電源，再經逆變器轉換為交流電源輸出，經過兩次“轉換”，也就是所謂的“雙轉換”。當市電出現異常或斷電時，逆變電源由蓄電池組提供直流電源，經逆變器轉換為交流電源后輸出；系統運行工作期間，逆變器一直在線不間斷運行，從而保證輸出不間斷。雙轉換在線式UPS的優點是逆變器始終在線運行，無轉換時間；具有很寬的輸入電流和電壓允許幅值范圍；輸出電壓精度較高；適用于供電規范和要求較高的場所，但相比另外兩種，總體造價較高。隨著科技的發展和電子技術的成熟，現階段輸出功率3000VA以上的UPS應用基本為雙轉換在線式UPS。

3.2按照UPS電源系統后備時間分類

按照UPS系統后備時間，UPS電源一般分為標準機和長延時機。標準機內置蓄電池組，一般配置小容量電池，后備延時時間一般為5-10分鐘，可以滿足系統存盤和正常退出。長延時機，需要另外配置蓄電池組，用戶可以根據自己需要的后備延時時間來選用不同容量的蓄電池組，比如延時0.5小時、1小時、2小時或者更長時間等等。

4UPS電源容量的確定與輸入交流電源系統的要求

一般根據用戶需求和設計圖紙，明確UPS電源所要供應的用電設備，統計機房內設備總數，分別根據設備銘牌標稱功率和經驗估算，計算出設備總負載，預留一定比例冗余容量，從而確定UPS電源系統容量。鑒于UPS電源適用于容性負載和阻性負載的特性，在對用電負載進行統計分析時，首先需要明確用電設備的分類，重點要區分容性負載（如計算機類設備）和感性負載（日光燈、機房空調等），感性負載最好不要由UPS電源供電，直接由市電供電。UPS可為機房負載設備提供輸出精度高、波形偏差小、電壓和頻率穩定的優質電源，同時也能在市電異常或斷電的情況，保證UPS系統不間斷供電，從而保證后端負載設備和系統數據安全。為了保證UPS電源的可靠運行，在輸入交流配電時，一般采用兩路來自不同變電站或變壓器的可靠電源，并選用ATS雙電源轉換設備將UPS設備連接到交流輸入側，從而確保UPS輸入電源可靠性。

5UPS電源及蓄電池容量的計算和配置

UPS電源系統要求：在市電電源斷電時，UPS電源系統能夠為后接負載和重要設備提供穩定可靠的電源，而且可以持續一段時間。要滿足以上要求，電池組的合理選擇和配置顯得尤其關鍵，電池組的直流工作電壓由UPS電源主機型號決定，這個直流電壓同樣也是UPS電源中逆變器的工作電壓。蓄電池組的放電時間則與后接負載電流大小、使用環境溫度、電池組容量和放電終止電壓等因素有關，選型時應充分考慮。以表1某小區的消控網絡機房為例，展示UPS電源系統的選型和配置情況。該消控機房的設備配置如上表所示，累計功率56000W，擬采用UPS集中供電，充分考慮UPS的余量，按30%冗余計算，UPS系統容量應選用8kW，可選用標稱容量為10KVA/8KW的UPS主機。按照相關規范要求和用戶需求，UPS后備延時時間確定為4小時。蓄電池組的容量可按照以下公式估算：所需蓄電池組安時（AH）=UPS電源標稱功率（VA）×后備延時時間（H）÷UPS電源直流工作電壓（V）市場中常見品牌10KVAUPS的直流工作電壓為16×12V=192V（1組16節12V蓄電池串聯連接）；本項目機房擬選用UPS電源主機的標稱功率為10000VA。因此可以按照公式計算出：所需蓄電池組安時（AH）=10000VA×4H÷192V=208AH，可以使用2組12V100AH電池組并聯連（共計32節12V100AH蓄電池），可以滿足后備延時要求。

6UPS電源對土建專業的要求

UPS電源系統一般由輸入配電柜、UPS電源主機、蓄電池組、蓄電池柜（架）和輸出配電柜等設備組成。輸入配電柜、UPS電源主機和輸出配電柜一般布置在配電室，蓄電池組和蓄電池柜（架）則多布置在專門的蓄電池間。現階段UPS配套蓄電池除了少數項目配置鋰電池外，更加常見的配置多為閥控式鉛酸免維護蓄電池，鉛酸電池對使用環境溫度比較敏感，在環境溫度為20～25℃時，使用壽命更長。因此一般要求UPS機房和蓄電池間的溫度保持在20～25℃。按照相關規范要求，UPS機房應設置應急照明和外部防火門窗，房間內層高不應小于2.5米。設置UPS機房時，應考慮到線路接入和日常維護的便利，設置一定寬度的通道。蓄電池間應設置必要的通風排風設施裝置。在設計校核UPS機房和蓄電池間樓板的承載能力時，應重點計算鉛酸蓄電池、蓄電池柜(架)和承重支架的荷載重量。蓄電池間如布置在樓上，最好布置在承重梁上方，如空間允許，最好布置在大樓平面一層。

結語

為了更好地保障數據安全和重要負載的可靠運行，UPS的使用必不可少。如何合理的選用和配置UPS電源系統，保證和提高UPS電源供電系統的穩定可靠性，也是我們目前需要重點關注和研究的內容。

作者：何衛民 單位：福建泉潤建設工程有限公司