UPS技术培训教材

1、UPS技术培训教材 1 什么是UPS 2 九种电源故障 3 UPS的基本知识 4UPS种类介绍 5 UPS基本原理 6 UPS输入特性 7 UPS输出特性 8 UPS保护特性 9 MOTU产品介绍MOTU不间断电源不间断电源 利用电池化学能作为后备能量，在市电断电等电网故障时，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。不间断地为用户设备提供（交流）电能的一种能量转换装置。用户设备用户设备蓄电池蓄电池市电或燃油发电机市电或燃油发电机UPSUPS主机主机目前考虑使用目前考虑使用UPS的主要因素。的主要因素。电源断电电源断电 电压下陷电

2、压下陷 电源浪电源浪涌涌持续欠压持续欠压 持续过压持续过压 电子干扰电子干扰 频率漂移频率漂移 瞬态高压瞬态高压 谐波失谐波失真真市电中断-彻底失去电源市电中断：市电中断： 市电中断通常是指市电输出零电压，并持续两个周波至数小时。市电中断的原因主要有配电空气开关跳闸、市电供应中断、电网故障等故障等等。TImax数值大小和方向都按正弦波的规律 周而复始循环变化的电流正弦电流的三要素：最大值初相位角频率1个周波，20ms电压下陷-短时间低电压产生原因：大负载启动市电切换供电设备容量小电源下陷-可能导致设备损坏电源浪涌-瞬时超过正常电压110%电源浪涌-可能导致数据丢失和硬件损坏。电压浪涌：电压浪涌

3、：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。持续欠压-在几分钟或几天里线电 压持续便低正常值产生原因：用电高峰负载超出电网的供电能力持续欠压-可能导致设备损坏持续过压-在几分钟或几天内电压持续偏高产生原因：大的负载突然关闭市电切换持续过压-可能导致设备损坏电子干扰-由RFI（射频）或EMI（电磁）高频噪音干扰产生原因：闪电，可控硅设备，电机，微波等设备产生的噪音干扰谐波干扰：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-频率的波动产生原因：柴油发电机供电小型并网电站，负载跃变频率漂移

4、-可能导致设备误动作、数据丢失、 操作系统混乱，设备故障等。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。瞬态高压-电压快速升高(纳秒级)产生原因：电弧，静态放电，开关切换瞬态高压：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6000V-20000V，持续时间为万分之一秒到二分之一周期（10ms）；谐波失真-由非线性负载引起的电源波形变化产生原因：由非线性负载如开关电源，调速电机复印机， 机等谐波失真-可能导致通讯故障、设备过热，损坏等。欧姆定律:在同一电路中，

5、导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。在同一电路中，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。U=IR 电电 压压 = = 电电 流流 电电 阻阻 （伏特（伏特V V）= =（安培（安培A A） （欧姆（欧姆）电功率计算公式：电功率计算公式：P=W/t =UI；公式中的P表示功率，单位是“瓦特”，简称“瓦”，符号是W。W表示功，单位是“焦耳”，简称“焦”，符号是J。T表示时间，单位是“秒”，符号是s“P是有功功率，U表示电压，I表示电流；星形连接的负载线电压和相电压间的关系是ULL=3ULN=1.732ULN以市电电压为例， 单相电压220V 相间电压2201.

6、73=380V若总负载15KVA（对称负载）则：每相负载15/3=5KVA 相电流=5000/220=22.73AL1L2L3N380V380V220V 整流：交流AC 直流DC 逆变：交流AC 直流DC串联串联并联并联视在功率视在功率S（单位：（单位：VA）指负载从交流电源吸取电流有效值与电源电压有效值的代数乘积。有功功率有功功率P（单位：（单位：W）指负载从交流电源吸取的全部用以做功消耗的功率。无功功率无功功率Q（单位：（单位：Var）指在交流电源与负载之间来回转换，但不被负载消耗的那部分功率。功率因数功率因数cos指负载从交流电源吸取的有功功率与视在功率的比。S=UICOS=P/S S

7、=P + Q 2 2 2lUPS的容量的容量 指UPS的额定输出规模，通常用VA表示，用以说明UPS额定工作（满载）时输出的视在功率的值；lUPS的输入功率因数的输入功率因数 指UPS作为电网的负载，表现出的功率因数。即UPS从电网吸取的有功功率与视在功率的比；lUPS的输出功率因数的输出功率因数 一般指UPS的有功功率与视在功率之比，其大小由负载性质决定；lUPS的效率的效率 指UPS输出的有功功率在全部输入的有功功率中占的成分，它标志着UPS本身损耗的大小。l输出电压稳定精度（输出电压稳定精度（220 1-3%） 指在市电逆变供电时，当输入电压在设计范围内变化，以及负载在满载负荷内100%

8、变化时，输出电压的变化量与额定值的百分比。负载对此项指标的要求并不高，以计算机类的负载为例，因为机内大多是配置了开关型的直流电源，它容许输入电压在20-30%范围内变化。l输出电压波形失真度（线性输出电压波形失真度（线性5%，非线性，非线性8%） 所谓波形失真度是指计算机输入交流电压中所有高次谐波有效值之和与基波有效值的百分比，数据表明，波形失真度小于10%的情况下就可以满足计算机的要求。l输出电压频率稳定精度（电池供电时）输出电压频率稳定精度（电池供电时）50HZ0.5 UPS输出电压频率的变化量与额定频率（50HZ）的百分比。l输出电压切换时间（市电电池为输出电压切换时间（市电电池为0ms

9、，旁路逆变为，旁路逆变为1-4ms） 市电掉电时UPS由市电逆变供电（或市电稳压直接供电）转换为电池逆变供电过程中，UPS的输出可能出现的短时间的断电时间。l输出电流峰值系数输出电流峰值系数(3) 输出电流峰值与电流基波有效值的比值。典型值为3，大小由负载决定。该指标主要用来衡量UPS的输出能力l频率跟踪速率（频率跟踪速率（0.5-2HZ/秒）秒） 当市电频率变化时，逆变器工作频率跟踪市电频率变化响应能力。按工作原理不同，按工作原理不同，UPSUPS分为：分为： 离线式（后备式离线式（后备式UPSUPS、互动式互动式UPSUPS） 在线式在线式UPS UPS 按供电体系不同，按供电体系不同，U

10、PSUPS分为：分为： 单进单出单进单出UPS UPS 三进单出三进单出UPS UPS 三进三出三进三出UPSUPS按输出功率不同，按输出功率不同，UPSUPS分为：分为： 微型微型 6 100 100kVAkVA按电池位置不同，按电池位置不同，UPSUPS分为：分为： 电池内置式电池内置式UPSUPS（标准机型标准机型S S） 电池外置式电池外置式UPSUPS（长延时机型长延时机型L L）按变压器特点不同，按变压器特点不同，UPSUPS分为：分为： 高频高频UPSUPS（高频机）高频机） 工频工频UPSUPS（工频机）工频机）后备式后备式UPSUPS运行原理运行原理有市电时，市电通过开关后直

11、接供给负载，逆变器不工作；另外，市电通过充电有市电时，市电通过开关后直接供给负载，逆变器不工作；另外，市电通过充电器给电池充电。器给电池充电。停电后，启动逆变器，把电池储存的能量通过逆变器和开关供给负载。停电后，启动逆变器，把电池储存的能量通过逆变器和开关供给负载。充电器逆变器市电 负载 电池组功率等级功率等级0.25-20.25-2KVAKVA左右左右互动式互动式UPSUPS运行原理运行原理在线互动在线互动UPSUPS与后备式比，主要区别在于：逆变器与充电器合二为一与后备式比，主要区别在于：逆变器与充电器合二为一；输出通过输出通过变压器的抽头跳变，实现分段稳压变压器的抽头跳变，实现分段稳压市

12、电 双向变换器 电池组 负载 市电正常市电正常/整流整流停电停电/逆变逆变264-276V150-175V150-264V功率等级功率等级0.7-200.7-20KVAKVA左右左右在线式在线式UPSUPS运行原理运行原理不管电网电压是否正常，负载所用的交流电压都要经过逆变电路，即逆变不管电网电压是否正常，负载所用的交流电压都要经过逆变电路，即逆变电路始终处于工作状态。电路始终处于工作状态。功率等级功率等级0.7-15000.7-1500KVAKVA左右左右1、输入电压范围 指保证UPS不转入电池逆变供电的市电电压范围。在此电压范围内，逆变器（负载）电流由市电提供，而不是电池提供。输入电压范围

13、越宽，UPS电池放电的可能性减小，这有益于电池使用寿命的延长。目前UPS输入电压范围一般为（2020）Ue之间。2、频率输入范围 指UPS能自动跟踪市电、保持输出电压与输入电压同步的频率范围。UPS的输入频率范围一般为505%Hz，YD/T1095-2008规定UPS的输入频率范围为504%Hz。3、输入功率因数 输入功率因数高低是衡量是否对电网存在污染的一个重要电性能指标。输入功率因数低时，不仅在吸取有功功率的同时，还要吸收无功功率，其结果增大了系统配电容量，影响系统供电质量。 4、输入电流谐波 因为可控硅的关断和开通， UPS的输入电流中含有丰富的谐波成分，它形成输入的无功功率，是造成UP

14、S输入功率因数低的一个重要因素。因此在电路设计时，有的UPS加入了PFC电路。5、频率跟踪速率 指UPS在一秒钟内能够完成的输出频率变化范围。频率跟踪速度可以表征UPS对输入频率变化的适应能力，特别是在柴油发电机供电的时候，由于柴油发电机的频率稳定度不是很好，如果UPS的频率跟踪速率过低，UPS就会出现频率不同步告警，控制电路就会禁止UPS进行旁路切换。1输出电压波形失真度 指UPS输出波形中谐波分量所占的比率。常见的波形失真有：削顶、毛刺、畸变等。失真度越小，对负载可能造成的干扰或破坏就越小。2输出电压稳压精度 指市电逆变供电时，当输入电压在设计范围内，负载在满负荷内100%变化时，输出电压

15、的变化量与额定值的百分比。输出电压稳定程度越高，UPS输出电压的波动范围越小，也就是电压精度越高。3输出功率因数 指UPS输出端的功率因数，表示带负载功率能力的强弱。负载功率因数低时，所吸收的无功功率就大，将增加UPS的损耗，影响可靠性。4输出电流峰值因数 指UPS输出所能达到的峰值电流与平均电流之比。一般峰值因数越高，UPS所能承受的负载冲击电流越大。5三相不平衡能力 对于三进三出的UPS来说，若出现三相的每一相电流不一致，就会造成输出电压的不平衡。具有100%负载不平衡能力的UPS，表示该UPS允许一相输出带满载，而其他两相空载。6、UPS输出效率 指UPS的输出有功功率与输入有功功率之比

16、。UPS的输出效率越高，表示内部损耗越小，反之则表示UPS本身功耗大，增大机房的空调负荷。此外输出效率低有可能使电池供电时间变短。1输入保护特性 指交流输入过压/欠压保护，输入电流大保护等。当输入电压失真度过大，UPS会进入输入保护模式。对于三相输入的UPS，还有输入错相保护、缺相保护等。2输出过压欠压保护特性 指当UPS逆变单元出现故障时，UPS的输出电压超出允许的范围而产生的保护动作。（告警并转旁路）3输出过载短路保护 指当UPS输出回路中出现短路故障或长时间出现过载现象，为了保护UPS的自身安全，通过控制电路将UPS切换到旁路工作模式的保护动作。4电池低压保护 电池容量的大小直接决定UP

17、S在交流停电时能够保证不间断输出的时间长短，因此电池适时的发出电池低压告警可以使维护人员能够了解当前电池的剩余容量和后备保障时间，采取相应的应急措施。一旦电池电压达到保护值，为保护电池免于过放电造成的永久损伤，UPS就会关闭输出。5UPS的其他保护性能 UPS为了保证自身系统的安全工作，另有许多的故障监测点和相应的告警信息，如器件高温告警、风扇故障告警、熔丝熔断告警、整流模块故障告警、逆变模块故障告警等。1、MOTU HQ RT单进单出系列单进单出系列1K/2K/3K1K/2K/3K机架式机架式2、MOTU HQ R单进单出系列单进单出系列6K/10K6K/10K机架式机架式3、MOTU HQ

18、 T单进单出系列单进单出系列1K/2K/3K/6K/8K/10/12K1K/2K/3K/6K/8K/10/12K塔式塔式4、MOTU HQ T三三进单出系列进单出系列10K/15K/20K10K/15K/20K塔式塔式5、MOTU ZH 三三进三出系列进三出系列10K/15K/20K/30K/40K/60K/80K/100K/120K/160K/20010K/15K/20K/30K/40K/60K/80K/100K/120K/160K/200K/300K/400KK/300K/400K塔式塔式1、MOTU HQ RT单进单出系列单进单出系列1K/2K/3K1K/2K/3K机架式机架式特点：特点

19、：1、机架式立式可转换；2、 LCD显示可以双方向自动转换，重力感应；3、输出功率因数：0.9；4、较宽的输入电压范围220V20%；5、冷启动（直流电源）；6、多功能LCD显示屏，输出电压，旁路等可设置7、智能插槽可选：USB/SNMP/干接点卡；8、 EPO应急电源开关；2、MOTU HQ R单进单出系列单进单出系列6K/10K6K/10K机架式机架式特点：特点：1、19英寸机架式、设计高度为4U；2、先进的DSP数字化控制技术，卓越的性能和超高的稳定性；3、超宽输入频率范围（40-70HZ），和较宽的输入电压范围220V20%；4、智能风扇转速根据负载和温度的变化而变化；5、冷启动（直流

20、电源）和市电启动功能；6、输入192VDC和240VDC直流 ,可轻简单转换；7、先进的N+1并联技术（最多6台）；8、历史事件记录功能100条；3、MOTU HQ T单进单出单进单出1K/2K/3K/6K/8K/10/12K1K/2K/3K/6K/8K/10/12K塔式塔式 三进单出三进单出10K/15K/20K10K/15K/20K塔式塔式特点：特点：1、全新高频双转换，输出功因0.9, 实现更强的带载能力；2、整机效率高达92%，降低UPS的电力损耗，节约用户的使用成本；3、提供宽广的输入电压和频率范围，能适应恶劣的电网环境；4、超宽输入频率范围40-70HZ，使UPS能够适应各种发电机

21、等不同供电设备，可定制35-70HZ 的机型；5、冷启动（直流电源）和市电启动功能；6、超高稳定性和易维护设计（MTBF80000h,MTBR0.5h)；MOTU HQ T单进单出单进单出1K/2K/3K/6K/8K/10/12K1K/2K/3K/6K/8K/10/12K塔式塔式 三进单出三进单出10K/15K/20K10K/15K/20K塔式塔式7、风扇转速随负载及温度变化；8、变频工作模式，满足客户特殊电源的系统要求；9、采用有源功率因数校正技术(PFC)，减少对电网的污染，真正的绿色环保电源；10、电池反接保护功能，正负极接反保护报警；11、易维护设计：故障代码均可显示在LCD面板上，参照对照表，可以迅速的找到故障问题所在；4、MOTU ZH三三进三出系列进三出系列10K/15K/20K/30K/40K/60K/80K/120K/160K/200K/300K/400K10K/15K/20K/30K/40K/60K/80K/12