UPS简介-张岩

1、1 UPS简介简介 2015年年3月月18日日 张岩张岩 2021-8-6第2页 什么是 什么是UPS UPS UPS Uninterruptible Power SystemUninterruptible Power System 不间断电源，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。 负载 蓄电池 市电或燃油发电机 UPS主机 2021-8-6第3页 为什么需要 为什么需要UPS 高频噪音干扰 “切换瞬变”尖峰 纯净稳定的正弦波 “振铃式”瞬态干扰 电压下陷 电压上涌 “换相失真”干扰 市电停电 频率不稳 2021-8-6

2、第4页 为什么需要 为什么需要UPS u电网预安排停电：电网预安排停电：限电，电源系统改造和维护； u电网故障停电；电网故障停电；超负荷、供电线路和设备故障； u自然原因停电：自然原因停电：火灾、雷电、水灾、施工等； u电源质量故障：电源质量故障： 电涌、高压尖脉冲、瞬态高压干扰、电压下陷、电线噪声、 频率偏移、闪变、电压不平衡、谐波畸变、暂态停电、持 续欠电压或过电压、系统接地故障和和泄漏电流形成的安 全性故障、谐波电流与零地电压差问题。 常见电源故障常见电源故障 2021-8-6第5页 为什么需要 为什么需要UPS 市电中断：市电中断：市电中断通常是指市电输出零电压，并持续两个周期以上。市

3、电中断 的原因主要有配电空气开关跳闸、供电回路短路、电源设备故障等等。 电压浪涌：电压浪涌：电压高于110%额定值且持续一个或多个周波称为电压浪涌。大功率用 电设备的退出或者电网受雷击干扰均可能造成电压浪涌。 电压波形下陷：电压波形下陷：但电源电压低于80-85%额定值且持续一个或多个周波称为电压波 形下陷，通常是由大功率用电设备的启很冲击造成。 高压尖脉冲：高压尖脉冲：由闪电、电子开关、电焊设备、静电放电等原因造成，高压脉冲峰 值电压可高达6000V，持续时间一般为0.55个周波。 瞬态高压：瞬态高压：通常由雷电、电子开关、电焊设备、静电放电等原因引起，电压峰值 高达20000V，持续时间为

4、0.55个周波 谐波干扰：谐波干扰：由整流设备、电动机、继电器、通信设备、电焊机等产生的RFIEMI。 频率漂移：频率漂移：频率漂移是指电源的频率不能稳定在额定值，而是在额定值附近波动 。企业备用发电机组和小型水电站输出的交流电源经常会出现频率漂移的现 象。 持续高低压：持续高低压：电网持续高压或者是持续低压主要是由于电网变压器或者是电力线 路容量有限，且电网变压器性能不佳，电网负荷过大或者是电网负荷过小的 原因造成。 2021-8-6第6页 1、 不停电功能 解决电网停电问题 2、 交流稳压功能 解决网压剧烈波动问题 3、 净化功能 解决电网与电源污染问题 4、 管理功能 解决交流动力维护问

5、题 为什么需要为什么需要UPS 2021-8-6第7页 UPS的组成的组成 UPS由整流模块、逆变器、蓄电池、静态开关等部 件组成，除此还有间接向负载提供市电的旁路装置。 UPS的三种工作方式：正常市电方式、电池逆变方 式、旁路工作方式 整流/升压逆变 充电 市电 市电开关 负载 旁路 旁路开关 维修旁路 维修开关 转换开关 电子 2021-8-6第8页 UPS分类分类 按不同，分为： 小功率（60kVA） 按不同，分为： 单相输入单相输出、三相输入单相输出、三相 输入三相输出 按不同，UPS分为：后备式、互动式、 在线式 2021-8-6第9页 UPS分类分类 市电正常时，向负载提供变压器稍

6、加稳压处理的“低质量”交流电， 逆变器不工作，蓄电池由独立的充电器充电。 当市电超出规定范围时，负载由继电器转为电池逆变供电。 2021-8-6第10页 UPS分类分类 优点 体积小，效率高，价格低廉，运行费用低。在正常情况下逆变器处于非工作 状态，电网电能直接供给负载，因此后备式UPS的电能转换效率很高。 缺点 转换时间较长，输出电压不能调整，输出频率取决于交流输入电源的频率， 也不能调整。 2021-8-6第11页 UPS分类分类 互动式有一个双向变换器，当需要进行变压器抽头调整时，首先启动双 向变换器处于逆变工作状态，再进行抽头换接。待抽头换接完毕后，停 止双向变换器的逆变工作状态，进入

7、电池充电整流状态。 2021-8-6第12页 UPS分类分类 优点： 电路简单，成本低，可靠性高，效率高。 缺点： 在市电供电时，输出电压只是幅度有改善，输入的失真、干扰等传递给了输 出端。对电网适应范围窄，如要提高精度和适应范围，则必须增加变压器抽 头数。UPS有转换时间，不适合发电机组供电和市电不稳定的环境。 2021-8-6第13页 UPS分类分类 电网供电正常时，电网输入的电压进入整流器进行整流和滤波，并将交流电 转换为平滑直流电，然后分为两路，一路进入充电器对蓄电池充电，另一路 供给逆变器，而逆变器又将直流电转换成220V，50Hz的交流电供负载使用。 电池组 DC 2021-8-6第14页 UPS分类分类 当市电中断时，交流电的输入已被切断，整流器不再工作，此时蓄电池放电 把能量输送到逆变器，再由逆变器把直流电变成交流电，供负载使用。因此， 对负载来说，尽管市电已不复存在，但此时负载并未因市电中断而停运，仍 可以正常运行。 电池组 DC 2021-8-6第15页 UPS分类分类 优点： 输出电压稳定，波形失真系数小，市电中断时切换时间为零，真正实现对负 载的不间断供电。 缺点： 成本较高 电池组 DC 2021-8-6第16页 常见常见UPS比较比较 在线式在线式互动式互动式后备式后备式 市电模式下市电模式下 逆变器状态逆变器状态 工作热