UPS_交流不間斷電源系統(tǒng)

1、交流不間斷電源系統(tǒng)本本 章章 內內 容容vUPSUPS發(fā)展概述發(fā)展概述vUPSUPS組成、銘牌、分類、我裝置組成、銘牌、分類、我裝置UPSUPS方框圖以方框圖以及主要性能和技術指標及主要性能和技術指標vUPSUPS逆變工作原理及切換方式圖逆變工作原理及切換方式圖vUPSUPS人機操作界面人機操作界面vUPSUPS操作操作vUPSUPS日常維護日常維護1 UPS1 UPS發(fā)展概述發(fā)展概述vUPS的發(fā)展經(jīng)歷了初期的旋轉型、60年代可控硅靜止型、80年代巨型功率晶體管（UR）靜止型，到了90年代絕緣柵雙極晶體管（IGBT）制成的UPS，其技術性能在不斷提高，在通信電源系統(tǒng)中的地位和重要性也在逐步提高

2、，現(xiàn)在已經(jīng)成為通信電源日常維護的一個重點。2.1 UPS組成組成vUPS在市電供電時，系統(tǒng)輸出無干擾工頻交流電。當市電掉電時，UPS系統(tǒng)由蓄電池通過逆變供電，輸出工頻交流電。vUPS由整流模塊、逆變器、蓄電池、靜態(tài)開關等部件組成，除此還有間接向負載提供市電（備用電源）的旁路裝置。2.2銘牌銘牌2.3 UPS2.3 UPS分類分類v按輸入輸出相數(shù)分：單進單出、三進單出和三進三出UPS。 v按功率等級分：微型（3KVA）、小型（3KVA10KVA）、中型（10KVA100KVA）和大型（100KVA）。 v按電路結構形式分：有后備式、在線互動式、三端口式（單變換式）、在線式等。v按輸出波形的不同分

3、：可分為方波和正弦波二種。 2.4我裝置使用在線式我裝置使用在線式UPS單機使用架構 檢修旁路檢修旁路開關開關靜態(tài)旁路開關靜態(tài)旁路開關主路輸入主路輸入開開關關主路輸入電源主路輸入電源旁路輸入電源旁路輸入電源輸出開關輸出開關電池開關電池開關并機(共享旁路)1234ABCD4321DCBALoadUPS 2UPS 工作模式2.52.5主要性能和技術指標主要性能和技術指標 v輸入特性輸入特性v輸出特性輸出特性v保護性能保護性能輸入特性輸入特性1、輸入電壓范圍 指保證UPS不轉入電池逆變供電的市電電壓范圍。在此電壓范圍內，逆變器（負載）電流由市電提供，而不是電池提供。輸入電壓范圍越寬，UPS電池放電的

4、可能性減小，這有益于電池使用壽命的延長。目前UPS輸入電壓范圍一般為（1510）Ue之間。2、頻率輸入范圍 指UPS能自動跟蹤市電、保持輸出電壓與輸入電壓同步的頻率范圍。UPS的輸入頻率范圍一般為505%Hz，YD/T1095-2000規(guī)定UPS的輸入頻率范圍為504%Hz。輸入特性輸入特性3、輸入功率因數(shù) 輸入功率因數(shù)高低是衡量是否對電網(wǎng)存在污染的一個重要電性能指標。輸入功率因數(shù)低時，不僅在吸取有功功率的同時，還要吸收無功功率，其結果增大了系統(tǒng)配電容量，影響系統(tǒng)供電質量。 4、輸入電流諧波 因為可控硅的關斷和開通， UPS的輸入電流中含有豐富的諧波成分，它形成輸入的無功功率，是造成UPS輸入

5、功率因數(shù)低的一個重要因素。因此在電路設計時，有的UPS加入了PFC電路。輸入特性輸入特性5、輸入頻率范圍 指UPS能自動跟蹤市電、保持輸出電壓與輸入電壓同步的頻率范圍。UPS輸出電壓對輸入電壓的跟蹤主要是為了保證UPS在必須時能夠順利地進行旁路切換，避免由于輸入輸出電壓相差過大引起逆變器模塊電源和交流旁路電源間出現(xiàn)很大的環(huán)流而損害。6、頻率跟蹤速率 指UPS在一秒鐘內能夠完成的輸出頻率變化范圍。頻率跟蹤速度可以表征UPS對輸入頻率變化的適應能力，特別是在柴油發(fā)電機供電的時候，由于柴油發(fā)電機的頻率穩(wěn)定度不是很好，如果UPS的頻率跟蹤速率過低，UPS就會出現(xiàn)頻率不同步告警，控制電路就會禁止UPS進

6、行旁路切換。輸出特性輸出特性1輸出電壓波形失真度 指UPS輸出波形中諧波分量所占的比率。常見的波形失真有：削頂、毛刺、畸變等。失真度越小，對負載可能造成的干擾或破壞就越小。2輸出電壓穩(wěn)壓精度 指市電逆變供電時，當輸入電壓在設計范圍內，負載在滿負荷內100%變化時，輸出電壓的變化量與額定值的百分比。輸出電壓穩(wěn)定程度越高，UPS輸出電壓的波動范圍越小，也就是電壓精度越高。3輸出功率因數(shù) 指UPS輸出端的功率因數(shù)，表示帶非線性負載能力的強弱。負載功率因數(shù)低時，所吸收的無功功率就大，將增加UPS的損耗，影響可靠性。輸出特性輸出特性4輸出電流峰值因數(shù) 指UPS輸出所能達到的峰值電流與平均電流之比。一般峰

7、值因數(shù)越高，UPS所能承受的負載沖擊電流越大。5三相不平衡能力 對于三進三出的UPS來說，若出現(xiàn)三相的每一相電流不一致，就會造成輸出電壓的不平衡。具有100%負載不平衡能力的UPS，表示該UPS允許一相輸出帶滿載，而其他兩相空載。6、UPS輸出效率 指UPS的輸出有功功率與輸入有功功率之比。UPS的輸出效率越高，表示內部損耗越小，反之則表示UPS本身功耗大，增大機房的空調負荷。此外輸出效率低有可能使電池供電時間變短。保護性能保護性能1輸入保護特性 指交流輸入過壓/欠壓保護，輸入頻率過高過低保護等。當輸入電壓失真度過大，UPS會進入輸入保護模式。對于三相輸入的UPS，還有輸入錯相保護、缺相保護等

8、。2輸出過壓欠壓保護特性 指當UPS逆變單元出現(xiàn)故障時，UPS的輸出電壓超出允許的范圍而產(chǎn)生的保護動作。3輸出過載短路保護 指當UPS輸出回路中出現(xiàn)短路故障或長時間出現(xiàn)過載現(xiàn)象，為了保護UPS的自身安全，通過控制電路將UPS切換到旁路工作模式的保護動作。保護性能保護性能4電池低壓保護 電池容量的大小直接決定UPS在交流停電時能夠保證不間斷輸出的時間長短，因此電池適時的發(fā)出電池低壓告警可以使維護人員能夠了解當前電池的剩余容量和后備保障時間，采取相應的應急措施。一旦電池電壓達到保護值，為保護電池免于過放電造成的永久損傷，UPS就會關閉輸出。5UPS的其他保護性能 UPS為了保證自身系統(tǒng)的安全工作，

9、另有許多的故障監(jiān)測點和相應的告警信息，如器件高溫告警、風扇故障告警、熔絲熔斷告警、整流模塊故障告警、逆變模塊故障告警等。3 UPS3 UPS逆變工作原理及主要技術逆變工作原理及主要技術旁路靜態(tài)開關靜態(tài)開關作用靜態(tài)開關作用v為防止切換時間造成瞬間供電中斷并產(chǎn)生繼電器觸點拉弧打火等現(xiàn)象，在大功率UPS供電系統(tǒng)及切換過程中，采用靜態(tài)開關作為切換元件。 基本工作原理基本工作原理v在圖(b)中，交流旁路與逆變器都采用靜態(tài)開關作為切換開關。當執(zhí)行切換時，封鎖脈沖并檢測流過靜態(tài)開關的電流，當電流為零時觸發(fā)另一靜態(tài)開關的晶閘管，實行二者的轉換。并機時保證同步切換的方法并機時保證同步切換的方法1234ABCD4

10、321DCBALoadUPS 2UPS （1）直接檢測兩電源電壓的相位，以此作為切換時的一個控制信號。（2）檢測兩電源的電壓差，以此間接反映出相位差，產(chǎn)生切換控制信號。（3）為防止切換時感性負載中出現(xiàn)浪涌而損壞元件，可通過檢測主路電源在穩(wěn)態(tài)電流過零時接通旁路電源，以實現(xiàn)安全切換。4 UPS人機界面人機界面按鈕說明：v 顯示器5 UPS5 UPS操作操作v 在線式UPS是通信用較多見的，可處于下列三種運行方式之一： 1、正常運行-所有相關電源開關閉合，維修旁路關斷（且掛鎖），UPS帶載。 2、維修旁路UPS相關開關關斷，負載通過維修旁路開關，連接到負載。 3、關斷-所有電源開關斷開，負載斷電。5

11、.15.1、單臺、單臺UPSUPS開機加載步驟開機加載步驟v 市電、旁路電源已輸入UPS。整流器輸入整流器輸入開開關關靜態(tài)旁路輸入開關靜態(tài)旁路輸入開關檢修旁路檢修旁路開關開關輸出輸出開開關關v合上512低壓配電盤AA34-5 UPS主路電源開關。v合上512低壓配電盤AA11-2 UPS旁路電源開關。v打開UPS 門，以便操作電源開關。 v合整流器輸入開關Q1 ，LCD 將顯示啟動屏，并持續(xù)約30 秒，其間系統(tǒng)加載控制軟件，加載完成后所有LED 閃爍持續(xù)約3 秒，之后面板LED 指示交流輸入正常（2穩(wěn)態(tài)綠燈），逆變器輸出正常指示亮（4-穩(wěn)態(tài)綠燈），電池指示燈閃爍（3），告警燈（13）亮。v合U

12、PS 輸出電源開關Q4，面板上逆變器帶載指示燈（5穩(wěn)態(tài)綠燈）、電池指示燈（3）閃爍，告警燈（13）亮。 v合旁路輸入開關Q2 ，面板上的旁路電源指示燈（1-穩(wěn)態(tài)綠燈）亮，20后，逆變器與市電旁路同步。v在合電池開關前，檢查直流母線電壓，在“電池數(shù)據(jù)”窗口的“電池電壓”即為直流母線電壓。v手動閉合電池開關，面板上電池指示燈（3）滅，電池容量指示（17）根據(jù)實際容量點亮。5.25.2、UPSUPS的復位的復位v 當因某種故障使用了緊急關機（EPO）v 當因某種故障使用了緊急關機（EPO），如下操作6 UPS6 UPS日常維護日常維護v UPS周期維護內容較少，只需要保證環(huán)境條件和清潔。v 檢查和預

13、防的目的是使機器保持最佳的性能并預防將小問題轉變成大故障。v 按維護的周期可分為：日檢、周檢、月檢、年檢。日常巡檢日常巡檢（1）告警監(jiān)視與處理：值機人員在UPS設備安裝現(xiàn)場觀察UPS的控制面板上是否存在告警信息，防止監(jiān)控告警沒有及時上傳到動力監(jiān)控系統(tǒng)而造成事故隱患。一旦發(fā)現(xiàn)告警，立即根據(jù)告警的內容做出相應的處理，并在值班交接本上詳細故障事件和相應的處理措施、處理結果。（2）運行參數(shù)記錄與分析：按照省公司下發(fā)的機房電源巡檢記錄表中關于UPS的相關內容要求，按實抄寫UPS的輸入/輸出電壓、輸出電流、負載比率等內容。并將本次抄寫的數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進行對比分析，如果出現(xiàn)負載突變現(xiàn)象，需要仔細追查負載突變

14、的原因。（3）運行狀況檢查：UPS設備運行狀態(tài)查詢可以在操作顯示面板上完成，可以查詢的狀態(tài)參數(shù)包括主路輸入電壓/電流，輸出電壓/電流，頻率，電池狀態(tài)，電池電壓/電流，告警歷史記錄等。（4）檢查UPS的出風口溫度、檢查UPS室的空調是否正常、室內溫度是否滿足要求。檢查整流模塊、逆變模塊、風扇、變壓器、濾波器有無異常聲音。周檢維護周檢維護項目項目要求要求檢查系統(tǒng)告警功能模擬系統(tǒng)簡單故障，系統(tǒng)應發(fā)出相應告警檢查系統(tǒng)參數(shù)設置系統(tǒng)所有參數(shù)設置正常，無漂移現(xiàn)象檢查系統(tǒng)接地保護工作接地、保護接地的全部連接端連接緊密、無松動。檢查熔絲、開關和結點溫升用紅外點溫儀測量表面溫度，要求溫升50檢查散熱風扇是否正常風扇運轉正常、無卡滯，濾網(wǎng)無積灰清潔/更換系統(tǒng)濾網(wǎng)按需進行檢查電池連接條和交流電纜連接情況連接緊固，無松動、老化、腐蝕現(xiàn)象，電池充放電時連接條無明顯的發(fā)熱現(xiàn)象。檢測單體電池端電壓和極柱溫度殼體無變形、開裂，無漏液痕跡檢查電池外觀清潔系統(tǒng)內外部衛(wèi)生系統(tǒng)內外部清潔，無明顯積灰月檢測月檢測項目項目要求要求檢查設備內部連接和布線插件和電纜連接、固定良好，無擠壓變形、發(fā)熱和老化檢查系統(tǒng)電容運行狀況有無溫升過高、漏液、膨脹變