不間斷電源系統(tǒng)UPS基礎(chǔ)

UPS根底UPS系列培訓(xùn)2EmersonConfidential主要內(nèi)容3EmersonConfidentialUPS概述什么是UPS為什么使用UPSUPS的功能UPS的分類4EmersonConfidential不間斷地為用戶設(shè)備提供交流電的一種電源設(shè)備負(fù)載蓄電池UPS什么是UPS？－不間斷電源市電UPS－UninterruptiblePowerSupply5EmersonConfidentialUPS概述什么是UPS為什么使用UPSUPS的功能UPS的分類6EmersonConfidential為什么用UPS？－電網(wǎng)問(wèn)題波形下限市電斷電電壓浪涌電線噪聲瞬態(tài)尖峰頻率漂移諧波失真……電網(wǎng)7EmersonConfidential為什么用UPS？－電網(wǎng)問(wèn)題電網(wǎng)問(wèn)題引發(fā)原因現(xiàn)象市電斷電停電、空氣開(kāi)關(guān)跳閘零電壓持續(xù)2個(gè)周波以上電壓浪涌大型設(shè)備關(guān)閉或雷擊引起電壓高于110%額定值，持續(xù)一個(gè)或多個(gè)周波波形下陷大型設(shè)備突然啟動(dòng)、電網(wǎng)切換電壓低于80-85%額定值，持續(xù)一個(gè)或多個(gè)周波

瞬態(tài)尖峰閃電、電子開(kāi)關(guān)工作，電焊電壓峰值高達(dá)6000V，持續(xù)時(shí)間一般為0.5-5個(gè)周波諧波干擾電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、廣播通信設(shè)備、無(wú)線通信設(shè)備、微波設(shè)備頻率漂移小水電，發(fā)電機(jī)8EmersonConfidential電源中斷、電壓波動(dòng)、瞬態(tài)尖峰、電源浪涌、高壓脈沖——造成效勞器、路由器、磁盤陣列等精密設(shè)備數(shù)據(jù)喪失、設(shè)備損壞、死機(jī)、停止工作等。諧波污染、線間噪聲、頻率漂移——造成網(wǎng)絡(luò)傳輸誤碼率大增，數(shù)據(jù)傳輸速度低下等。為什么用UPS？－電網(wǎng)問(wèn)題對(duì)設(shè)備的危害9EmersonConfidentialUPS概述什么是UPS為什么使用UPSUPS的功能UPS的分類10EmersonConfidential高可靠性不間斷供電電網(wǎng)穩(wěn)壓、凈化功能電池管理功能智能監(jiān)控功能UPS的四大功能保證動(dòng)力的連續(xù)性高質(zhì)量供電、綠色電源延長(zhǎng)電池使用壽命解決UPS維護(hù)問(wèn)題11EmersonConfidentialUPS概述什么是UPS為什么使用UPSUPS的功能UPS的分類12EmersonConfidentialUPS分類按工作原理不同，UPS分為：后備式UPS互動(dòng)式UPS在線式UPS按供電體系不同，UPS分為：?jiǎn)芜M(jìn)單出UPS三進(jìn)單出UPS三進(jìn)三出UPS按輸出功率不同，UPS分為：小功率〔<10kVA〕中等功率〔10至30kVA〕大功率〔>30kVA〕13EmersonConfidential按變壓器特點(diǎn)不同，UPS分為：高頻UPS〔高頻機(jī)〕工頻UPS〔工頻機(jī)〕按輸出波形不同，UPS分為：方波輸出UPS正弦波輸出UPSUPS分類〔續(xù)〕14EmersonConfidential主要內(nèi)容15EmersonConfidential后備式UPS工作原理有市電時(shí)，市電通過(guò)開(kāi)關(guān)后直接供給負(fù)載，逆變器不工作；另外，市電通過(guò)充電器給電池充電。停電后，啟動(dòng)逆變器，把電池儲(chǔ)存的能量通過(guò)逆變器和開(kāi)關(guān)供給負(fù)載。充電器逆變器市電

負(fù)載

電池組功率等級(jí)0.25-2KVA左右16EmersonConfidential在線互動(dòng)UPS與后備式比，主要區(qū)別在于：逆變器與充電器合二為一，輸出通過(guò)變壓器的抽頭跳變，實(shí)現(xiàn)分段穩(wěn)壓互動(dòng)式UPS工作原理市電雙向變換器

電池組

負(fù)載

市電正常/整流停電/逆變264-276V150-175V150-264V功率等級(jí)0.7-20KVA左右17EmersonConfidential在線式UPS工作原理不管電網(wǎng)電壓是否正常，負(fù)載所用的交流電壓都要經(jīng)過(guò)逆變電路，即逆變電路始終處于工作狀態(tài)。18EmersonConfidential三種UPS比較后備式在線互動(dòng)式在線式逆變器狀態(tài)后備熱備工作輸出電源質(zhì)量低（供電差，僅是不停電功能）中等（濾除部分干擾）最高（穩(wěn)壓，濾除所有干擾）切換時(shí)間5～12ms4ms0成本低中等較高19EmersonConfidential主要內(nèi)容20EmersonConfidential21EmersonConfidentialAC－DC整流DC－AC逆變22EmersonConfidential12脈沖整流器移相變壓器負(fù)載電池和逆變器兩個(gè)6脈沖整流橋30°23EmersonConfidential三相全橋IGBT整流24EmersonConfidential傳統(tǒng)三相SCR整流UPS25EmersonConfidential三相全橋IGBT整流UPS26EmersonConfidential單相半橋逆變電路27EmersonConfidential三相全橋逆變器SR+RNTRSSTT_28EmersonConfidential29EmersonConfidential產(chǎn)生各驅(qū)動(dòng)信號(hào)、控制整流器、逆變器、切換邏輯等30EmersonConfidential例：整流逆變DSP控制板31EmersonConfidential32EmersonConfidential主從串聯(lián)熱備份用于中小功率，易于安裝調(diào)試，沒(méi)有擴(kuò)容能力，從機(jī)電池壽命縮短。市電負(fù)載UPS1UPS2主機(jī)從機(jī)主機(jī)旁路從機(jī)輸出33EmersonConfidential并機(jī)冗余供電用于大功率，多臺(tái)UPS平均分?jǐn)傌?fù)載，可靠性高，控制電路復(fù)雜。市電負(fù)載UPS1并機(jī)邏輯控制UPS234EmersonConfidential雙母線供電電池UPS1ACPPCSTS電池UPSACPPC雙電源負(fù)載單電源負(fù)載LBSUPS2母線1母線235EmersonConfidential36EmersonConfidential電池均浮充管理1、均充限流：0.1C2、浮充轉(zhuǎn)均充：0.05C均充轉(zhuǎn)浮充：0.01C37EmersonConfidential電池充放電管理功能T1為恒壓均充階段，T2為浮充階段，T3為電池逆變供電階段，T4為限流均充階段38EmersonConfidential主要內(nèi)容39EmersonConfidential主要參數(shù)輸入特性：1、輸入電壓范圍：輸入電壓范圍寬可減小電池放電時(shí)機(jī)，延長(zhǎng)電池壽命。2、旁路允許電壓范圍：典型10％以內(nèi)3、輸入功率因數(shù)：功率因數(shù)低，輸入無(wú)功功率大，諧波電流污染電網(wǎng)，影響干擾其它設(shè)備。4、主電源頻率允許范圍：通常5％以內(nèi)5、輸入電流諧波分量：〔PFC、6/12脈沖變壓器〕40EmersonConfidential主要參數(shù)輸出特性：1、穩(wěn)態(tài)電壓精度：大型為1%，中小型為2%。2、輸出瞬態(tài)特性：大型5%，中小型8%。3、輸出過(guò)載能力：〔如：過(guò)載125%5min;150%10S)4、輸出功率因數(shù)：〔0.6、0.7、0.8〕5、輸出電壓畸變〔THD〕：典型3%以內(nèi)。6、頻率跟蹤范圍：50HZ±2Hz41EmersonConfidential考慮到用戶負(fù)載啟動(dòng)時(shí)的沖擊，一般情況下最正確負(fù)載容量應(yīng)為UPS容量的70%~80%。VA〔伏安〕與W〔瓦特〕的區(qū)別VA----視在功率W----實(shí)際使用功率＝實(shí)際使用功率+無(wú)用功率UPS容量單位----VA負(fù)載容量單位----W、VAVA〔伏安〕與W〔瓦特〕的換算關(guān)系典型計(jì)算機(jī)負(fù)載：1W＝1.5VA42EmersonConfidential主要內(nèi)容43EmersonConfidential電池工作原理化學(xué)能電能44EmersonConfidential電池結(jié)構(gòu)45EmersonConfidential電池電壓?jiǎn)误w每節(jié)電池組30節(jié)電池組32節(jié)浮充電壓2.2513.5405432均充電壓2.3514.1423460欠壓保護(hù)1.8010.8324346終止電壓1.671030032046EmersonConfidentialUPS電池與通信用電池比較通信用UPS用設(shè)計(jì)取向長(zhǎng)時(shí)間、小電流、深放電短時(shí)間、大電流放電、淺放電設(shè)計(jì)壽命10年以上3～5年鉛膏配方長(zhǎng)壽命配方，循環(huán)壽命長(zhǎng)大功率配方，循環(huán)壽命短隔板長(zhǎng)壽命隔板，較厚大孔徑隔板，較薄，小電流深放電易造成枝晶短路，壽命終止。過(guò)放電恢復(fù)能力板柵合金高錫含量，良好一般密封方式高可靠密封一般容量10小時(shí)率20小時(shí)率47EmersonConfidential

UPS容量VA×UPS輸出功率因數(shù)放電電流= 電池組電壓V×電池逆變效率電池容量配置〔1〕、計(jì)算電池放電電流〔2〕根據(jù)放電時(shí)間要求查表確認(rèn)容量系數(shù)〔單位：小時(shí)〕

〔3〕電池容量Q=放電電流I×容量系數(shù)C

48EmersonConfidential〔4〕舉例：

現(xiàn)有6kVAUPS，100%載，延時(shí)4小時(shí)，配多大電池？電池容量配置49EmersonConfidential主要內(nèi)容50EmersonConfidentialUPS監(jiān)控系統(tǒng)的功能1、實(shí)時(shí)了解和控制UPS的運(yùn)行狀態(tài),2、通過(guò)故障報(bào)告及時(shí)對(duì)UPS進(jìn)行維護(hù)；3、市電異常、電池電壓低時(shí)，對(duì)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供平安關(guān)機(jī)保護(hù)；4、能在LAN、WAN及Internet上運(yùn)行5、具有保密性和平安性51EmersonConfidentialUPS監(jiān)控系統(tǒng)組成UPS網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)＝智能UPS＋網(wǎng)絡(luò)＋