UPS技术简介总结

1、模块化模块化UPSUPS技术简介技术简介 模块化模块化UPSUPS技术简介技术简介 一、概述一、概述二、二、三、三、四、四、五、五、 UPSUPS应用领域应用领域 UPSUPS分类分类 UPSUPS发展概况发展概况 UPSUPS工作原理工作原理 六、六、M M系列模块化系列模块化UPSUPS技术简介技术简介七、关于七、关于UPSUPS的标准要求的标准要求 八、与同类产品性能比较八、与同类产品性能比较 九、蓄电池九、蓄电池 十、结语十、结语 一、概述一、概述 UPS（ Uninterruptible Power System ），即不），即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成间断电

2、源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。最初是为了适应计算机部分的恒压恒频的不间断电源。最初是为了适应计算机技术的发展而产生，它经历了动态向静态、由晶闸管向技术的发展而产生，它经历了动态向静态、由晶闸管向IGBT、由模拟控制向数字化控制等很长的一段发展过程。、由模拟控制向数字化控制等很长的一段发展过程。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的供电。当市电输入正常时，子设备提供不间断的供电。当市电输入正常时，UPS 将将市电稳压后供应给负载使用，此时的市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是

3、一台交流就是一台交流 市电稳压器，同时它还向系统的电池充电；当市电中市电稳压器，同时它还向系统的电池充电；当市电中断（断（ 事故停电事故停电 ）时，）时，UPS 立即将电池的电能，通过逆立即将电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应交流电，使负载维持正变转换的方法向负载继续供应交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。常工作并保护负载软、硬件不受损坏。 UPS 电源通常电源通常对电压过高或电压过低都能提供保护。对电压过高或电压过低都能提供保护。 目前，目前，UPS经过多年的发展和完善，并随着大功经过多年的发展和完善，并随着大功率、高性能元器件的问世，以及针对计算机等信息技率、高

4、性能元器件的问世，以及针对计算机等信息技术设备对电源质量的要求，各类不间断电源的技术性术设备对电源质量的要求，各类不间断电源的技术性能指标不断提高，功能越来越齐全。能指标不断提高，功能越来越齐全。 二、二、UPSUPS应用领域应用领域 随着信息经济技术的飞速发展，随着信息经济技术的飞速发展，UPS的应用更加广泛，的应用更加广泛，而科学技术的日新月异，使而科学技术的日新月异，使UPS的性能愈加完善。由以前的性能愈加完善。由以前的只给计算机供电发展到今天，已深入到国民经济的各个的只给计算机供电发展到今天，已深入到国民经济的各个领域。在通讯部门、银行金融管理、办公自动化管理、航领域。在通讯部门、银行

5、金融管理、办公自动化管理、航空航天、计算机网络直到以信息高速公路为代表的信息产空航天、计算机网络直到以信息高速公路为代表的信息产业中，为确保数据传输、程序运行和图像处理的安全，必业中，为确保数据传输、程序运行和图像处理的安全，必须使用须使用UPS。 UPS不但直接用于计算机上，凡配有计算机的设备，不但直接用于计算机上，凡配有计算机的设备，（如医疗行业许多高科技尖端仪器设备）、医院手术室、（如医疗行业许多高科技尖端仪器设备）、医院手术室、军事通讯系统、雷达站、程控电话系统、自动控制生产线军事通讯系统、雷达站、程控电话系统、自动控制生产线等均使用等均使用UPS代替发电机作后备供电使用。代替发电机作

6、后备供电使用。 近几年，模块化近几年，模块化UPS由于性能稳定可靠，因此在银行、由于性能稳定可靠，因此在银行、医疗、工业、交通、广电、科研院所等领域得到广泛应用。医疗、工业、交通、广电、科研院所等领域得到广泛应用。 三、三、UPSUPS的分类的分类 ? 按工作原理分：按工作原理分： 动态式：带有直动态式：带有直-交流发电机的所谓动态发电机组的交流发电机的所谓动态发电机组的UPS； 静态式：后备式（静态式：后备式（OFF LINE）、在线式（）、在线式（ON LINE） 在线互动式（在线互动式（ON LINE INTERACTIVE）。）。 ? 按输入输出方式分：按输入输出方式分： 单相输入单相

7、输入/单相输出；单相输入单相输出；单相输入/三相输出；三相输出； 三相输入三相输入/单相输出；三相输入单相输出；三相输入/三相输出；三相输出； ? 按容量分：按容量分： 小功率小功率 5KVA以下以下 ； 中功率中功率 5KVA30KVA； 大功率大功率 30KVA以上；以上； ? 根据后备时间：根据后备时间： 标准机标准机 、长效机、长效机 四、四、UPSUPS发展概况发展概况 早期的早期的UPS被称为旋转式（动态）被称为旋转式（动态）UPS，是由整流，是由整流器、电池、直流电动机、柴（汽）油机、飞轮和发电机器、电池、直流电动机、柴（汽）油机、飞轮和发电机组成。系统庞大，操作不便，而且效率低

8、，噪声大，电组成。系统庞大，操作不便，而且效率低，噪声大，电力品质不高。随着电脑网络、医疗器械和精密仪器的不力品质不高。随着电脑网络、医疗器械和精密仪器的不断涌现及大量应用，旋转式断涌现及大量应用，旋转式UPS已难以满足要求，所以已难以满足要求，所以静态变换（电池式）式静态变换（电池式）式UPS便应运而生，这是我们目前便应运而生，这是我们目前最常见到的最常见到的UPS类型，也是绝大多数人对于类型，也是绝大多数人对于UPS的概念。的概念。 国外UPS发展简况 国外国外UPS已有多年的发展历史。已有多年的发展历史。 随着电力电子和微随着电力电子和微电子技术的进步，使得电子技术的进步，使得UPS产品

9、不断推陈出新，其供电系产品不断推陈出新，其供电系统越来越完善，体积越来越小，重量越来越轻，且具有完统越来越完善，体积越来越小，重量越来越轻，且具有完备的自身保护、智能管理和网络通讯等功能。备的自身保护、智能管理和网络通讯等功能。 国外主流品牌如：国外主流品牌如： APC（美国电力转换集团，创于（美国电力转换集团，创于1981年，全球最大的年，全球最大的UPS供应商之一供应商之一 ）1995年底年底APC进入中国，目前已拥有北京、上海、广州、成都、西安、进入中国，目前已拥有北京、上海、广州、成都、西安、 沈阳办事处。沈阳办事处。1998年年APC苏州工厂创立，多年的发展，苏州工厂创立，多年的发展

10、，使使APC成为业界无庸置疑的领导者和高可用电源保护的成为业界无庸置疑的领导者和高可用电源保护的专家，专家，APC至今连续三年蝉联中国至今连续三年蝉联中国UPS市场第一的桂冠，市场第一的桂冠，2007年被施耐德收购。年被施耐德收购。 艾默生艾默生Emerson（美国大型跨国集团，于（美国大型跨国集团，于1980年，年，全球领先的工程技术解决方案提供商，世界全球领先的工程技术解决方案提供商，世界500强企业）强企业）是一家多元化的全球制造和技术公司，艾默生已超过是一家多元化的全球制造和技术公司，艾默生已超过14万雇员和大约万雇员和大约265名世界各地的制造业。名世界各地的制造业。 梅兰日兰梅兰日

11、兰MGE（世界上领先的配电品牌，隶属于施（世界上领先的配电品牌，隶属于施耐德电气集团）配电领域的国际标准主要开拓者。耐德电气集团）配电领域的国际标准主要开拓者。 施耐德施耐德UPS属世界上领先的品牌，全球能效管理专属世界上领先的品牌，全球能效管理专家。施耐德电气（家。施耐德电气（Schneider Electric）为）为100多个国家多个国家的能源及基础设施、工业、数据中心及网络、楼宇和住的能源及基础设施、工业、数据中心及网络、楼宇和住宅市场提供整体解决方案，宅市场提供整体解决方案， 其中在能源与基础设施、工其中在能源与基础设施、工业过程控制、楼宇自动化和数据中心与网络等市场处于业过程控制、

12、楼宇自动化和数据中心与网络等市场处于世界领先地位，在住宅应用领域也拥有强大的市场能力。世界领先地位，在住宅应用领域也拥有强大的市场能力。 国内UPS发展简况 美国美国APC进入中国后引领中国的进入中国后引领中国的UPS市场，经历了市场，经历了从配件产品、到主流渠道，继而成为一个庞大电源保护产从配件产品、到主流渠道，继而成为一个庞大电源保护产业的发展阶段。目前国内的业的发展阶段。目前国内的UPS生产厂家比较多，主要有生产厂家比较多，主要有厦门厦门科华科华、深圳、深圳科士达科士达、北京、北京动力源动力源、广东、广东易事特易事特、广州广州柏克柏克等。模块化等。模块化UPS的主流厂商，先控捷联、英飞腾

13、、志的主流厂商，先控捷联、英飞腾、志成冠军等。成冠军等。 厦门科华恒盛股份有限公司（简称科华）中国本土最厦门科华恒盛股份有限公司（简称科华）中国本土最大的高端大的高端UPS电源制造商之一，成立于电源制造商之一，成立于1999年，是以研年，是以研 究电力电子技术为核心的究电力电子技术为核心的 高科技企业，是高科技企业，是“重点国家级火重点国家级火炬计划项目（炬计划项目（UPS）” 的承担者。的承担者。 深圳科士达科技股份有限公司，成立于深圳科士达科技股份有限公司，成立于1993年专注年专注于电力电子及新能源领域，产品涵盖于电力电子及新能源领域，产品涵盖UPS不间断电源、逆不间断电源、逆变电源、机

14、房一体化设备、太阳能光伏逆变器的国家级高变电源、机房一体化设备、太阳能光伏逆变器的国家级高新技术企业，中国领先的机房一体化集成制造商。新技术企业，中国领先的机房一体化集成制造商。 先控捷联电源（先控捷联电源（SCUPower）设备有限公司，是拥）设备有限公司，是拥有数十年研发、制造、销售电源保护装置的专业经验的国有数十年研发、制造、销售电源保护装置的专业经验的国家级高新技术企业。家级高新技术企业。 近几年，先控专注于模块化近几年，先控专注于模块化UPS电源产品的制造，电源产品的制造，单台模块容量有单台模块容量有3KVA、5KVA、6KVA、10KVA、15KVA、20KVA、25KV、40KV

15、A多种，单套系统容量从多种，单套系统容量从3KVA到到640KVA多种产品一应俱全。先控从模块化多种产品一应俱全。先控从模块化UPS到电池到电池、配电柜等配套产品种类齐全。、配电柜等配套产品种类齐全。CMS-640是先控研制的是先控研制的第五代模块化不间断电源产品，是模块化第五代模块化不间断电源产品，是模块化UPS 领域功率领域功率密度最大、容量最大的产品，该系统可实现密度最大、容量最大的产品，该系统可实现4台并联，使台并联，使系统的最大容量可扩展至系统的最大容量可扩展至2560KVA。 广东志成冠军集团有限公司始创于广东志成冠军集团有限公司始创于1992年年8月是月是 一家集科、工、贸、投资

16、于一体的国家火炬计划重点一家集科、工、贸、投资于一体的国家火炬计划重点 高新技术企业，也是国内模块化高新技术企业，也是国内模块化之一。之一。 UPS的主流生产厂商的主流生产厂商UPS技术现状技术现状 随着高速功率开关器件、高频磁性元件的出现，高随着高速功率开关器件、高频磁性元件的出现，高频变换技术广泛应用于中、小功率频变换技术广泛应用于中、小功率UPS中，其拓扑结构中，其拓扑结构和控制方法获得了空前的发展。和控制方法获得了空前的发展。 采用高频铁氧体磁芯变采用高频铁氧体磁芯变压器代替硅钢片铁心的工频变压器，使不间断电源的体压器代替硅钢片铁心的工频变压器，使不间断电源的体积和重量大大地减小。采用

17、软件谐波调节器或新型高频积和重量大大地减小。采用软件谐波调节器或新型高频开关控制的整流器等技术，对不间断电源的输入电流进开关控制的整流器等技术，对不间断电源的输入电流进行功率因数调整，使不间断电源的输入功率因数可高达行功率因数调整，使不间断电源的输入功率因数可高达f=0.99，大大提高电能的利用率，同时还可以在技术上，大大提高电能的利用率，同时还可以在技术上 消除了传统的不间断电源对市电电网可能产生的谐波干消除了传统的不间断电源对市电电网可能产生的谐波干扰。高频变换电路拓扑采取与传统扰。高频变换电路拓扑采取与传统UPS完全不同的形式，完全不同的形式，它集高频功率变换技术、功率因数校正技术（它集

18、高频功率变换技术、功率因数校正技术（PFC）、）、微处理器控制于一体的微处理器控制于一体的UPS。实现了更高的能量转换效。实现了更高的能量转换效率和功率密度。率和功率密度。 近几年，近几年，UPS正向高频化、小型化、智能化、模块正向高频化、小型化、智能化、模块化、低成本、高可靠性方向发展。化、低成本、高可靠性方向发展。 传统传统UPS技术线路技术线路 维修旁路开关UPS输出隔离升压变压器旁路静态开关市电输入电压失真输入电压失真 =6/12脉波整流器电池=逆变器电流谐波电流谐波 笨重 损耗大 输入功率因数低 效率低 体积大、重量重、价格高 输入电流谐波大，造成电网电压畸变 对电网的污染及危害对电

19、网的污染及危害 ? 传统的传统的UPS和开关电源设备都会产生电流谐波反和开关电源设备都会产生电流谐波反馈，大量电流谐波注入电网，造成电网电压畸变馈，大量电流谐波注入电网，造成电网电压畸变 电压失真电压失真 电流谐波电流谐波 6/12脉冲整流器脉冲整流器 ?占用电网容量占用电网容量 ?增加线路损耗增加线路损耗 ?增大零线电流增大零线电流 ?电网谐振电网谐振 ?损坏其他用户设备损坏其他用户设备?开关器件误动作开关器件误动作 治理电流谐波方案治理电流谐波方案 有源或者无源滤波器来降谐波 6 脉冲脉冲 (30% THDi) 6 脉冲滤波器脉冲滤波器 (10% THDi) 12 脉冲整流脉冲整流 (8%

20、 THDi) 12 脉冲整流滤波器脉冲整流滤波器 (5-7% THDi) APFC整流技术整流技术 一步到位一步到位 (4% THDi) 升压整流技术升压整流技术 (8-10% THDi) 21 有源滤波器有源滤波器 (THM) (3-10% THDi) 高频高频UPS的技术线路的技术线路 维修旁路开关=PFC/IGBT整流器=电池逆变器UPS输出旁路静态开关谐波没了，没污染 PFC升压，省了隔离变压器 输入功率因数高 输入电流谐波小 效率较高 体积较小 容量小，国产品牌一般小于20kVA, 少数仅达80kVA 五、五、UPSUPS的工作原理的工作原理 后备式和在线式后备式和在线式UPS的原理

21、框图分别见图的原理框图分别见图1、2所示。所示。 图图1 后备式后备式 图图2 在线式在线式 从原理上看，在线式从原理上看，在线式UPS同后备式同后备式UPS的主要区别的主要区别在于，后备式在于，后备式UPS在有市电时，仅对市电进行稳压，逆在有市电时，仅对市电进行稳压，逆变器不工作，处于等待状态，当市电异常时，后备式变器不工作，处于等待状态，当市电异常时，后备式UPS会迅速切换到逆变状态，将电池电能逆变成为交流会迅速切换到逆变状态，将电池电能逆变成为交流电对负载继续供电，因此后备式电对负载继续供电，因此后备式UPS在由市电转逆工作在由市电转逆工作时会有一段转换时间，一般小于时会有一段转换时间，

22、一般小于10ms。 而在线式而在线式UPS开机后逆变器始终处于工作状态，因开机后逆变器始终处于工作状态，因此在市电异常转电池放电时没有中断时间，即此在市电异常转电池放电时没有中断时间，即0中断。中断。 在线式在线式UPS采用双变换技术，输出电能质量高。不采用双变换技术，输出电能质量高。不论市电正常与否，负载的全部功率都有逆变器给出，由论市电正常与否，负载的全部功率都有逆变器给出，由于使用于使用IGBT，逆变器一定会采用，逆变器一定会采用SPWM技术，且尽量提技术，且尽量提高调制频率来减小输出谐波分量，并通过输出反馈控制，高调制频率来减小输出谐波分量，并通过输出反馈控制，可向负载提供电压稳定度高

23、，波形畸变率小，频率稳定可向负载提供电压稳定度高，波形畸变率小，频率稳定以及动态响应速度快的高质量的供电电压。目前大容量以及动态响应速度快的高质量的供电电压。目前大容量UPS都采用在线双变换电路拓扑。都采用在线双变换电路拓扑。 UPS除了以上两种类型外，还有一种称为在线互动式。除了以上两种类型外，还有一种称为在线互动式。 图图3 在线互动式在线互动式UPS原理框图原理框图 在线互动式，即逆变器双向工作。当交流输入电源在线互动式，即逆变器双向工作。当交流输入电源正常时，逆变器反相工作给电池充电，停电时转换开关正常时，逆变器反相工作给电池充电，停电时转换开关断开，电池提供输出。同后备式断开，电池提

24、供输出。同后备式UPS相比，由于该相比，由于该UPS的逆变器和输出总是处于连通状态，因而它能对电源起的逆变器和输出总是处于连通状态，因而它能对电源起到滤波及削波作用。逆变器还有稳压、调压作用，否则到滤波及削波作用。逆变器还有稳压、调压作用，否则电压过低会强迫电压过低会强迫UPS切换到电池供电方式，因而这种切换到电池供电方式，因而这种UPS在电源质量很差的地方照样能正常运行。逆变器的在电源质量很差的地方照样能正常运行。逆变器的设计使得即使它发生故障，仍然能由交流输入电源直接设计使得即使它发生故障，仍然能由交流输入电源直接提供输出，消除提供输出，消除“一处失灵，全局崩溃一处失灵，全局崩溃”的隐患，

25、有效的隐患，有效 地提供了两个独立的电源通道。在线互动式地提供了两个独立的电源通道。在线互动式UPS效率很效率很高，即逆变器处于热备用状态，正弦波输出。同时兼有高，即逆变器处于热备用状态，正弦波输出。同时兼有对电池充电的功能。提高了后备式对电池充电的功能。提高了后备式UPS的功率容量，缩的功率容量，缩短了市电掉电时的转换时间，加强了对输出电压的滤波短了市电掉电时的转换时间，加强了对输出电压的滤波作用。具有输入电压范围宽及自动调压功能，包括在线作用。具有输入电压范围宽及自动调压功能，包括在线升压与降压。它集在线式优点，去掉后备式的缺点。升压与降压。它集在线式优点，去掉后备式的缺点。 六、模块化六

26、、模块化UPSUPS技术简介技术简介 “航天青半航天青半” UPS电源类电源类 产品规格齐全，目前已产品规格齐全，目前已形成系列化、标准化。产品功率范围在形成系列化、标准化。产品功率范围在10KVA-300KVA。通过模块化。通过模块化 UPS 标准标准 YDT2165-2010 认证，且认证，且技技术指标均达术指标均达 I I类类。产品具有多制式，完全刷新了传统。产品具有多制式，完全刷新了传统UPS系统输入、输出相位固定的单一性，满足所有场合系统输入、输出相位固定的单一性，满足所有场合下的供电需求。最具优势的产品为下的供电需求。最具优势的产品为M1、M25、M3系列系列模块化模块化UPS。

27、M系列模块化系列模块化UPS荣誉资质荣誉资质 ? ?30 首家通过首家通过YDT 2165-2010模块化模块化UPS标准：标准：各项指标为各项指标为类标准类标准 通过中国节能产品认证通过中国节能产品认证 1项发明专利项发明专利 2项新型实用专利项新型实用专利 3项软件著作权项软件著作权 产品主要特性产品主要特性 宽输入电压范围，对电网宽输入电压范围，对电网有很好的适用性有很好的适用性 标准正弦波输出，锁相标准正弦波输出，锁相 期间为市电频率期间为市电频率 全面负载适用性，可带马全面负载适用性，可带马达等感性、容性、阻性及达等感性、容性、阻性及混合负载混合负载 智能化电池智能化电池 管理，有效

28、管理，有效延长电池使用寿命延长电池使用寿命 优化三电平 模块 逆变技术 热拔插 标准化设计 并机技术 智能 智能化 监控系统 航天青半航天青半 数字控制 创新科技创新科技 ABM 虚拟阻抗 电池管理 并联技术 智能风扇 APFC 冷却设计 整流技术 ? ? 1、高可靠设计、高可靠设计 模块化设计：系统由监控模块、功率模块、配电单元模块化设计：系统由监控模块、功率模块、配电单元 等组成，结构简单，稳定可靠；等组成，结构简单，稳定可靠； N+X冗余设计：冗余设计： 功率模块采用并联冗余，消除了系统功率模块采用并联冗余，消除了系统 中的单点故障瓶颈；中的单点故障瓶颈；X为多配置的热备份功率模块。为多

29、配置的热备份功率模块。 分散逻辑控制：各功率模块均独立控制，冗余性好分散逻辑控制：各功率模块均独立控制，冗余性好 ； 虚拟阻抗并联设计：通过为逆变器提供电压指令值，产生虚拟阻抗并联设计：通过为逆变器提供电压指令值，产生一个等效电阻，限制模块之间的环流；一个等效电阻，限制模块之间的环流； 两种逆变模式运行：低电压输入时，整流逆变和电池逆两种逆变模式运行：低电压输入时，整流逆变和电池逆 变可同时工作，使输出不降额，并延长电池放电时间。变可同时工作，使输出不降额，并延长电池放电时间。 2、绿色节能、绿色节能 ? 整流技术：采用整流技术：采用IGBTIGBT整流设计，输入功率因数高，整流设计，输入功率

30、因数高，低谐波电流，减小无功损耗；低谐波电流，减小无功损耗； 高效拓扑结构：采用三电平逆变技术，减小电流的开高效拓扑结构：采用三电平逆变技术，减小电流的开 关损耗、电感损耗和谐波电流；关损耗、电感损耗和谐波电流； 智能风扇冷却：根据负载功率大小自动调节风扇转速，智能风扇冷却：根据负载功率大小自动调节风扇转速，节能降噪。节能降噪。 蓄电池冷启动：最低蓄电池冷启动：最低1:11:1匹配发电机供电。匹配发电机供电。 （通常发电机配比，高频机（通常发电机配比，高频机2 2：1 1，工频机，工频机3 3：1 1） APFC APFC 低能耗设计（电路拓扑）低能耗设计（电路拓扑） +BUSQ9Vg1V5Q

31、10Vg2NVtOutput_LQ11Vg3V6Q12Vg4N(0V)-BUS逆变器三电平拓扑 35 K1旁路输入Q1系统输出逆变输出K2旁路切换拓扑 采用采用32位全数字化位全数字化DSP控制控制 ? ? 36 集成度高，简化电路结构，降低故障率。集成度高，简化电路结构，降低故障率。 处理速度快，事件处理及时、准确。处理速度快，事件处理及时、准确。 避免了模拟控制固有的硬件差异及参数漂移等缺陷。避免了模拟控制固有的硬件差异及参数漂移等缺陷。三相独立数字控制，带不平衡负载能力强，输出三相独立数字控制，带不平衡负载能力强，输出 整机内部无任何电位器！整机内部无任何电位器！ DSP 电压失真度极低

32、。电压失真度极低。 M1系列模块化系列模块化UPS 显示模块显示模块 功率模块功率模块 配电单元配电单元 旁路模块旁路模块 ?功率模块容量：功率模块容量：10kVA/8kW ?效率：效率：94% ?多制式工作：多制式工作： 支持支持3/1、3/3、1/1、1/3 ?支持双电源供电支持双电源供电 ?支持远程监控支持远程监控 ?最大容量：最大容量：120kVA ?支持热拔插运行支持热拔插运行 M1系列模块化系列模块化UPS系统构造系统构造 旁路电源旁路输入开关维修旁路开关UPS输出支持双电源供电支持双电源供电 PFC整流及充电整流及充电 =PFC/IGBT整流器功率模块1整流电源=输出开关逆变器集

33、中旁路模块逆变逆变 旁路模块旁路模块 旁路逆变切换旁路逆变切换 =PFC/IGBT整流器功率模块2逆变器电池功率模块功率模块 38 =PFC/IGBT整流器功率模块N=逆变器双电源输入结构图双电源输入结构图 供电电源 1整流器输入UPS输出M系列UPS供电电源 2旁路输入负载总线电池? 单电源输入易于设计和安装，但其容错性不如分别提供整流器单电源输入易于设计和安装，但其容错性不如分别提供整流器 单独输入和旁路输入的双入单独输入和旁路输入的双入UPS。 ? 单电源输入系统的输入断路器或开关可能出现单点故障。单电源输入系统的输入断路器或开关可能出现单点故障。 M1系列模块化系列模块化UPS主机规格

34、主机规格 M1A-G30kVA （3模块） M1A-G60kVA （6模块） 1012模块） M1A-G120kVA （ M25M3系列模块化系列模块化UPS ?功率模块容量：功率模块容量：25kVA25kW 30kVA27kW ?效率：效率：95% ?支持无旁路模块运行支持无旁路模块运行 ?电池灵活配置（电池灵活配置（3050节）节） 配电单元配电单元 触摸屏显示触摸屏显示 旁路模块旁路模块 ?支持远程监控支持远程监控 功率模块功率模块 ?最大容量：最大容量： 250kVA 300kVA ?支持支持4机架并联机架并联 ? 正负电池供电，并机共用正负电池供电，并机共用 M25M3系列系列UPS

35、系统构造系统构造 旁路电源旁路输入开关维修旁路开关UPS输出输出开关=PFC/IGBT整流电源=充电器整流器功率模块1逆变器旁路模块逆变直接输出逆变直接输出 整机无任何单点故障 =PFC/IGBT充电器整流器功率模块2逆变器电池接入输入侧电池接入输入侧 电池42 =PFC/IGBT整流器=充电器逆变器功率模块NM25系列模块化系列模块化UPS主机规格主机规格 M25-T75kVA （3模块） 43 M25-T125kVA （5模块） M25-T200kVA （810模块） M3系列模块化系列模块化UPS主机规格主机规格 M3-T90kVA 44 （3模块） M3-T150kVA （5模块） 8

36、10模块） M3-T240kVA （M系列主要结构系列主要结构 M1系列显示模块系列显示模块 M25/M3系列显示模块系列显示模块 触摸式大屏显示触摸式大屏显示LED+LCD 人机交互式界面人机交互式界面 显控软件管理功能显控软件管理功能 通讯口设计（通讯口设计（M1） 45 ?M系列主要结构系列主要结构 M1系列功率模块系列功率模块10KVA M25M3系列功率模块系列功率模块 25KVA 30KVA ? 在线式双变换技术，标准正弦波交流电在线式双变换技术，标准正弦波交流电压输出，确保输出质量压输出，确保输出质量 ? 采用多级分散式控制技术，在线更换而采用多级分散式控制技术，在线更换而不影响

37、系统运行，可完全抑制电网中各不影响系统运行，可完全抑制电网中各种浪涌干扰对设备和负载的冲击种浪涌干扰对设备和负载的冲击 ? 模块内部具备完整的模块内部具备完整的 UPS 功能，集整流功能，集整流、逆变、充电和控制于一体，具备完善、逆变、充电和控制于一体，具备完善的保护功能及智能通信接口的保护功能及智能通信接口 ? 具有热插拔功能，允许在不关闭系统、具有热插拔功能，允许在不关闭系统、不切断电源的情况下取出和更换模块不切断电源的情况下取出和更换模块 ? 便于现场维护，易于扩容便于现场维护，易于扩容 46 M系列主要结构系列主要结构 M1系列旁路模块系列旁路模块 M25/M3系列旁路模块系列旁路模块

38、 ? 可靠性高，过载能力强：可靠性高，过载能力强：1000%1000%，1 1 分钟分钟 ? 切换时间：切换时间：1ms 1ms ? 具备很强自检、互锁、保护功能具备很强自检、互锁、保护功能 ? 可靠性高，过载能力强：可靠性高，过载能力强：1000% 1000% ，10ms 10ms ? 切换时间：切换时间：0ms 0ms ? 具备很强自检、互锁、保护功能具备很强自检、互锁、保护功能 ? 通讯口设计（通讯口设计（M25M3） 47 M系列主要结构系列主要结构 双双 DSP+双双 CPLD 全数字全数字 化控制化控制 强大的运算能力可以将传强大的运算能力可以将传 统统 UPS 中大部分由硬件中大

39、部分由硬件 完成的控制功能全部由软完成的控制功能全部由软 件实现，真正实现全数字件实现，真正实现全数字 化控制。化控制。 48 ?M1、M25、M3系列模块化系列模块化UPS不同点不同点 类型类型 接线接线 方式方式 多制式多制式 输入输入 市电市电 电池电池 节数节数 电压电压 旁路旁路 切换切换时间时间 输出输出 功率功率 因数因数 安装安装 维护维护 并机并机 情况情况 最大最大 单机单机 容量容量 M1 1/1 1/1 1/3 1/3 3/1 3/1 3/3 3/3 标配双路标配双路 市电输入市电输入 6464节节/ /组组 384V 384V 0 0 显示模块显示模块 功率模块功率模

40、块 可热插拔可热插拔 不能不能 ( (不可调不可调) ) 1ms 1ms 0.8 0.8 并机并机 120KVA 120KVA M25 M3 3/3 3/3 标配单路标配单路 市电输入市电输入 选配双路选配双路 4040节节/ /组组 30305050节节 ( (可选可选) ) 1 1 0.9 0.9 旁路模块旁路模块 可热插拔可热插拔 并联并联 功率模块功率模块 可可4 4机机 250KVA 250KVA 300KVA 300KVA 市电输入市电输入 49 七、关于七、关于UPSUPS的标准要求的标准要求 电流谐波污染的标准要求电流谐波污染的标准要求 标准标准 指标指标 输入输入 功率因数功

41、率因数 输入电流输入电流谐波总失谐波总失真度真度 传统传统UPS YD/T 1095-2008 1 1类产品类产品 （APFCAPFC整流器）整流器） 0.950.95 2 2类产品类产品 3 3类产品类产品 （1212脉冲脉冲+ + （6 6脉冲脉冲+ + 输入滤波）输入滤波） 输入滤波）输入滤波） 0.90 0.90 0.850.85 模块化模块化UPS YD/T 2165-2010 APFCAPFC整流器整流器 0.950.95（半载）（半载） 0.990.99（满载）（满载） 5%5% 15% 15% 25%25% 10%10%（半载）（半载） 5%5%（满载）（满载） 50 UPS效

42、率的标准指标要求效率的标准指标要求 标准标准 指标指标 传统传统UPS UPS YD/T 1095-2008 YD/T 1095-2008 模块化模块化UPS UPS YD/T 2165-2010 YD/T 2165-2010 效率效率(%) (%) ( (满载满载) ) 82 82 效率效率(%) (%) ( (半载半载) ) 效率效率(%) (%) ( (满载满载) ) 87 87 效率效率(%) (%) ( (半载半载) ) 83 83 10kVA 10kVA 10kVA 10kVA 90 90 88 88 92 92 90 90 51 UPS输出性能的标准要求输出性能的标准要求 标准要

43、求标准要求 模块化模块化UPS YDT 2165-2010 传统传统UPS YDT 1095-2008 1 1类类 2 2类类 2%2%（3%3%） 3% 3% 3 3类类 5% 5% 5% 5% 输出电压精度输出电压精度 输出电压输出电压 波形失真度波形失真度 线性负载线性负载 1% 1% 2% 2% 非线性负载非线性负载 电压瞬变恢复时间（电压瞬变恢复时间（mS） 4% 4% 20 20 6% 6% 40 40 8% 8% 60 60 52 八、同类产品性能比较八、同类产品性能比较 与同类模块化与同类模块化UPS谐波性能对比谐波性能对比 输入功率因数 半载半载 航天青半航天青半M1 （10

44、kVA） 航天青半航天青半M25（25kVA） 航天青半航天青半M3 （30 kVA） “先控先控”公司公司20 kVA模块模块 “英飞腾英飞腾”公司公司10 kVA模块模块 “志成冠军志成冠军”公司公司20 kVA模块模块 “艾默生艾默生”公司公司 30 kVA模块模块 53 输入电流谐波 半载半载 4.0% 4.6% 4.1% 4.1% 6.67% 8.7% 2.37% 满载满载 4.3% 4.3% 4.5% 满载满载 0.997 0.999 0.999 0.991 0.995 0.997 0.999 0.995 0.996 0.999 0.995 报告报告 测试：测试：THDui=4%

45、0.997 22.9% 12.1% 与同类模块化与同类模块化UPS带负载能力比较带负载能力比较 输出输出 功率因数功率因数 航天青半航天青半M1（10 kVA） 航天青半航天青半M25（25kVA） 0.8 1 过载能力过载能力 （分钟）（分钟） 输出电压不平衡度输出电压不平衡度 （不平衡负载）（不平衡负载） 10（1类）类） 1.0% 10（1类）类） 0.8% 航天青半航天青半M3（30 kVA） “先控先控”公司公司20 kVA模块模块 “英飞腾英飞腾”公司公司10 kVA模块模块 0.9 0.8 0.8 10（1类）类） 0.3% 1.5（2类）类） 2.35% 1.0（2类）类） 1

46、.3% 10（1类）类） 0.3% 10（1类）类） 3.14% 10（1类）类） 2.1% “志成冠军志成冠军”公司公司20 kVA模块模块 0.75 “艾默生艾默生”公司公司30kVA模块模块 报告报告 实测实测 1 1 注：不平衡度注：不平衡度3%时，有一相会到时，有一相会到212V，另外两相会到，另外两相会到227V左右左右 54 与其他模块化与其他模块化UPS效率比较效率比较 航天青半航天青半M1（10 kVA） 航天青半航天青半M25（25kVA） 航天青半航天青半M3（30 kVA） “先控先控”公司公司20 kVA模块模块 半载效率半载效率 （%） 93.9 94.9 95.0

47、 95 满载效率满载效率 （%） 93.8 94.9 94.9 93.06 平均效率平均效率 （%） 92.7（200kVA） 93.1 （400kVA） 93.1 （400kVA） “英飞腾英飞腾”公司公司10 kVA模块模块 “志成冠军志成冠军”公司公司20 kVA模块模块 “艾默生艾默生”公司公司 30kVA模块模块 报告报告 实测实测 90.36 92.2 91.9 96.0 95.3 94.9 55 与其他模块化输出性能比较与其他模块化输出性能比较 输出电压输出电压 精度（精度（%） 航天青半航天青半M1（10 kVA） 航天青半航天青半M25（25kVA） 航天青半航天青半M3（3

48、0 kVA） “先控先控”20 kVA模块模块 “英飞腾英飞腾”10 kVA模块模块 “志成冠军志成冠军”20 kVA模块模块 “艾默生艾默生” 30kVA模块模块 报告报告 输出电压波形输出电压波形 失真度（失真度（%） 线性线性 负载负载 非线性非线性 负载负载 1类类(3.3) 1类类(2.5) 1类类(2.6) 2类类(6.0) 2类类(4.67) 2类类(5.9) 2类类(4.5) 电压瞬变电压瞬变 恢复时间恢复时间 （ms） 1类类(0) 1类类(0) 1类类(10) 1类类(0) 3类类(60) 2类类(40) 1类类(10) 1类类(10) 56 1类类(-0.60.3) 1类

49、类(1.2) 1类类(-0.50） 1类类(-0.60） 1类类(1.3) 1类类(1.3) 2类类(-1.12.4) 2类类(2.57) 2类类(-0.91.8) 2类类(2.07) 1类类(-0.20.4) 1类类(0.8) 1类（类（00.4） 1类类(0.8) 1类（类（00.4） 1类类(0.7) 测试测试 九、蓄电池九、蓄电池 1、概述、概述 蓄电池是蓄电池是UPS系统中的一个重系统中的一个重要组成部分，备用时间作为要组成部分，备用时间作为UPS系统系统的关键指标，其可靠程度取决于蓄电的关键指标，其可靠程度取决于蓄电池性能，它也是整个池性能，它也是整个UPS系统中平均系统中平均无故

50、障时间（无故障时间（MTBF）最短的一种器）最短的一种器件。如果能够正确使用和维护，就能件。如果能够正确使用和维护，就能够延长其使用寿命，反之其使用寿命够延长其使用寿命，反之其使用寿命会大大缩短。会大大缩短。 57 2、蓄电池的种类及特点、蓄电池的种类及特点 种类种类 概概 述述 优优 缺缺 点点 ? 充放电时会产生氢气，安置地点须设置充放电时会产生氢气，安置地点须设置 1. 一般型电池，也称为一般型电池，也称为 排风管以免造成危险排风管以免造成危险 铅酸铅酸 汽车用电池汽车用电池 ? 电解液呈酸性，腐蚀金属，需加水维护电解液呈酸性，腐蚀金属，需加水维护 电池电池 2、需加水维护、需加水维护

51、? 价格低廉价格低廉 3、期望寿命、期望寿命13年年 ?铅酸铅酸 1、新型电池、新型电池 ?免维护免维护 2、无需加水、无需加水 ?电池电池 3、期望寿命为、期望寿命为57年年 ?1. 高级电池，用于特殊高级电池，用于特殊场合及特殊设备上场合及特殊设备上 镍镉镍镉 2、需加水、需加水 电池电池 3、期望寿命、期望寿命2040年年 ?密封式充电不会产生任何有害气体密封式充电不会产生任何有害气体 摆设容易，不需考虑地点通风问题摆设容易，不需考虑地点通风问题 免保养，免维护免保养，免维护 放电率高，特性稳定放电率高，特性稳定 价格较高价格较高 水为介质，充放电不会产生有害气体水为介质，充放电不会产生

52、有害气体 失水率低，但需要固定时加水及保养失水率低，但需要固定时加水及保养 放电特性最佳放电特性最佳 可放置于任何恶劣环境，可放置于任何恶劣环境， 价格极高价格极高 58 3、蓄电池的外特性、蓄电池的外特性 目前在目前在UPS电源中所采用的小型铅酸电池。电源中所采用的小型铅酸电池。 电池上电池上标识标识“12V，100AH20HR”其中，其中，12V 表示电池的表示电池的电压；电压；100AH是电池的标准容量，是电流与时间的乘积；是电池的标准容量，是电流与时间的乘积；20HR是电池的放电速率是电池的放电速率C，可以理解为，可以理解为最大输出功率最大输出功率。 100AH20HR =5A，表示允

53、许最大输出电流为，表示允许最大输出电流为5A，电池的放电电流越小，电池输出电压维持稳定的时间越电池的放电电流越小，电池输出电压维持稳定的时间越长；放电电流越大，电池维持其输出电压稳定能力也差。长；放电电流越大，电池维持其输出电压稳定能力也差。 59 智能电池管理智能电池管理 4、蓄电池的充电、蓄电池的充电 ?智能电池充电管理：电池放电后，系统采用 新的蓄电池在安装完毕后，一般要进行一次较长时间新的蓄电池在安装完毕后，一般要进行一次较长时间的充电，这叫初充电（通常蓄电池出厂已完成初充电）。的充电，这叫初充电（通常蓄电池出厂已完成初充电）。蓄电池在放电终了后可进行再充电，这叫正常充电。蓄电池在放电

54、终了后可进行再充电，这叫正常充电。 正常充电时，采用三阶段充电方式，即第一阶段为大正常充电时，采用三阶段充电方式，即第一阶段为大电流恒流充电，快速回充电流恒流充电，快速回充 90%的电量，第二阶段恒压充的电量，第二阶段恒压充电，活化电池特性并将电池完全充满，第三阶段转为浮充电，活化电池特性并将电池完全充满，第三阶段转为浮充阶段，保持电池容量。阶段，保持电池容量。 60 所谓连续浮充制是指充电用的整流器和蓄电池是以所谓连续浮充制是指充电用的整流器和蓄电池是以并联供电的方式来运行的。在浮充的过程中，负载电流并联供电的方式来运行的。在浮充的过程中，负载电流全部用整流器供给，这时蓄电池接受来自整流器的

55、部分全部用整流器供给，这时蓄电池接受来自整流器的部分电流作为补充电池组自身的局部放电的消耗。蓄电池对电流作为补充电池组自身的局部放电的消耗。蓄电池对负载不输出任何能量，在电路中只起平滑滤波的作用。负载不输出任何能量，在电路中只起平滑滤波的作用。 连续浮充除了经常保持一微小充电电流以补偿电池连续浮充除了经常保持一微小充电电流以补偿电池自身的局部放电外，另一方面，当自身的局部放电外，另一方面，当UPS的负载突然增加的负载突然增加时，蓄电池还可以在短期内提供很大的放电电流，有利时，蓄电池还可以在短期内提供很大的放电电流，有利于改善于改善UPS的瞬态响应特性。的瞬态响应特性。 61 5、备用时间及电池

56、容量计算、备用时间及电池容量计算 蓄电池的最大放电电流可由下式计算：蓄电池的最大放电电流可由下式计算： I = PcosEi 其中其中P-是是UPS电源的标称输出功率。电源的标称输出功率。 cos：是负载的功率因数，一般取为：是负载的功率因数，一般取为0.8。 ：是逆变器的效率，一般也取为：是逆变器的效率，一般也取为0.8，在无输出变压，在无输出变压 器高频器高频UPS中，取为中，取为0.9。 Ei：是蓄电池的放电终了电压，高频：是蓄电池的放电终了电压，高频UPS标准配置是标准配置是 12V，其浮充电压为，其浮充电压为13.7V；放电终了电压；放电终了电压10.5V。 62 6、蓄电池的检查和

57、维护、蓄电池的检查和维护 蓄电池都会有自放电现象，如果长期放置不用，会使蓄电池都会有自放电现象，如果长期放置不用，会使能量损失掉，因此需定期进行充放电。免维护电池由于采能量损失掉，因此需定期进行充放电。免维护电池由于采用吸收式电解液系统，在正常使用时不需要人工进行专门用吸收式电解液系统，在正常使用时不需要人工进行专门的维护工作，电池不会产生任何气体，但是如果使用不当的维护工作，电池不会产生任何气体，但是如果使用不当，造成电池过充电，就会产生气体，此时电池内压就会增，造成电池过充电，就会产生气体，此时电池内压就会增大大,会将电池上的压力阀顶开，严重的会使电池鼓涨、变形会将电池上的压力阀顶开，严重

58、的会使电池鼓涨、变形、漏液甚至破裂，这些现象都可以从外观上判断出来，如、漏液甚至破裂，这些现象都可以从外观上判断出来，如发现上述情况应立即更换电池。发现上述情况应立即更换电池。 63 7、蓄电池的使用、蓄电池的使用 1）电池安装）电池安装 电池应安装在清洁、阴凉、通风、干燥的地方，并避电池应安装在清洁、阴凉、通风、干燥的地方，并避免受到阳光、加热器或其他辐射热源的影响。电池正立放免受到阳光、加热器或其他辐射热源的影响。电池正立放置置, 不可倾斜角度，每个电池间端子连接要牢固。不可倾斜角度，每个电池间端子连接要牢固。 2）环境温度）环境温度 环境温度对电池的影响较大，温度过高，会使电池过环境温度

59、对电池的影响较大，温度过高，会使电池过充电产生气体，温度过低，则会使电池充电不足，影响电充电产生气体，温度过低，则会使电池充电不足，影响电池的使用寿命。因此，要求环境温度在池的使用寿命。因此，要求环境温度在25左右，左右，UPS的的浮充电压值通常是按此温度来设定的。浮充电压值通常是按此温度来设定的。 64 3）充放电电流）充放电电流 电池充放电电流一般以电池充放电电流一般以C来表示，来表示，C的实际值与电的实际值与电池容量有关。例如：池容量有关。例如：100AH的电池，松下铅酸免维护的电池，松下铅酸免维护电池的最佳充电电流为电池的最佳充电电流为0.1C左右，充电电流决不能大左右，充电电流决不能大于于0.3C（要与（要与UPS的充电器相匹配）。充电电流过大的充电器相匹配）。充电电流过大或过小都会影响电池的使用寿命。放电电流一般要求或过小都会影响电池的使用寿命。放电电流一般要求在在0.05至至3C，UPS在正常使用中都能满足此