UPS基础篇培训

1、UPSUPS基础培训基础培训 山东万博科技股份有限公司山东万博科技股份有限公司信息技术部信息技术部 董斌董斌 1什么是什么是UPS2UPS的功能的功能37654常见常见UPS种类介绍种类介绍UPS基本原理基本原理UPS供电方案供电方案UPS技术指标技术指标电池工作原理电池工作原理8UPS监控系统监控系统910UPS使用和维护使用和维护UPS容量计算容量计算UPS UPS Uninterrupted Power System Uninterrupted Power System 利用电池化学能作为后备能量，在市电断电等电网故障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

2、提供（交流）电能的一种能量转换时，不间断地为用户设备提供（交流）电能的一种能量转换装置。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主机主机波形下限波形下限市电断电市电断电电压浪涌电压浪涌电线噪声电线噪声瞬态尖峰瞬态尖峰频率漂移频率漂移谐波失真谐波失真电网电网为什么用UPS？电网问题为什么用UPS？电网问题电网问题电网问题引发原因引发原因现象现象市电断电市电断电停电、空气开关跳闸停电、空气开关跳闸零电压持续零电压持续2 2个周波以上个周波以上电压浪涌电压浪涌大型设备关闭或雷击引起大型设备关闭或雷击引起电压高于电压高于110%110%额定值，额定值，持续一个或多

3、个周波持续一个或多个周波波形下陷波形下陷大型设备突然启动、电网切大型设备突然启动、电网切换换电压低于电压低于80-85%80-85%额定值，额定值，持续一个或多个周波持续一个或多个周波 瞬态尖峰瞬态尖峰闪电、电子开关工作，电焊闪电、电子开关工作，电焊电压峰值高达电压峰值高达60006000V V，持持续时间一般为续时间一般为0.5-50.5-5个周个周波波谐波干扰谐波干扰电动机、电焊机、广播通信电动机、电焊机、广播通信设备、无线通信设备、微波设备、无线通信设备、微波设备设备频率漂移频率漂移小水电，发电机小水电，发电机电源中断电源中断低压低压高压高压电源问题电源问题尖峰尖峰尖峰及中断尖峰及中断谐

4、波谐波电源问题电源问题电源中断电源中断-给用户造成各种经济损失!1 1，数据丢失，通信中断，商机延误，数据丢失，通信中断，商机延误. 直接损失以每分钟直接损失以每分钟5000-1000005000-100000元计元计2 2，设备停运，仪表失灵，手术中断，设备停运，仪表失灵，手术中断. 间接经济损失无法估量间接经济损失无法估量电源污染电源污染-严重影响网络安全和运行效率! 造成网络传输误码率大增，数据传造成网络传输误码率大增，数据传 输速度低下输速度低下瞬态尖峰、瞬态尖峰、电源浪涌、电源浪涌、高压脉冲、高压脉冲、 造成服务器、路由器、磁盘阵列造成服务器、路由器、磁盘阵列 等设备硬件损坏等设备硬

5、件损坏谐波污染谐波污染线间噪声线间噪声频率漂移频率漂移用投资额用投资额百分之几百分之几的的UPSUPS 保护占投资额保护占投资额百分之九十几百分之九十几的设备的设备 实现客户价值的实现客户价值的不间断不间断增长增长UPSUPS的功能及地位演化的功能及地位演化供电备份供电备份净化电网净化电网提供永久安全电力提供永久安全电力实现用户心中梦想实现用户心中梦想 ! !1什么是什么是UPS2UPS的功能的功能37654常见常见UPS种类介绍种类介绍UPS基本原理基本原理UPS供电方案供电方案UPS技术指标技术指标电池工作原理电池工作原理8UPS监控系统监控系统910UPS使用和维护使用和维护UPS容量计

6、算容量计算1 1、 不停电功能不停电功能 解决解决电网停电问题电网停电问题2 2、 交流稳压功能交流稳压功能 解决解决网压剧烈波动问题网压剧烈波动问题3 3、 净化功能净化功能 解决解决电网与电源污染问题电网与电源污染问题4 4、 管理功能管理功能 解决解决交流交流动力动力维护问题维护问题UPSUPS的四大功能的四大功能1什么是什么是UPS2UPS的功能的功能37654常见常见UPS种类介绍种类介绍UPS基本原理基本原理UPS供电方案供电方案UPS技术指标技术指标电池工作原理电池工作原理8UPS监控系统监控系统910UPS使用和维护使用和维护UPS容量计算容量计算按按工作原理工作原理不同，不同

7、，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 按按供电体系供电体系不同，不同，UPSUPS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按按输出功率输出功率不同，不同，UPSUPS分为：分为： 微型微型 10100 0kVAkVA按按电池位置电池位置不同，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） 电池外置式电池外置式UPSUPS（长延时机型）长延时机型）按按多机运行方式多机运行方式不同，不同，UPSUPS分为：

8、分为： 串联热备份串联热备份UPSUPS（用于中小功率机器）用于中小功率机器） 交替串联热备份交替串联热备份UPSUPS（中小中小UPS)UPS) 直接并联直接并联UPSUPS ( (用于中大功率）用于中大功率） 按按变压器特点变压器特点不同，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）按按输出波形输出波形不同，不同，UPSUPS分为：分为： 方波输出方波输出UPSUPS 阶梯波（准正弦波）阶梯波（准正弦波）UPSUPS 正弦波输出正弦波输出UPSUPS1什么是什么是UPS2UPS的功能的功能37654常见常见UPS种类介绍种类

9、介绍UPS基本原理基本原理UPS供电方案供电方案UPS技术指标技术指标电池工作原理电池工作原理8UPS监控系统监控系统910UPS使用和维护使用和维护UPS容量计算容量计算后备式后备式UPSUPS运行原理运行原理有市电时，市电通过开关后直接供给负载，有市电时，市电通过开关后直接供给负载，逆变器不工作逆变器不工作；另外，市；另外，市电通过充电器给电池充电。电通过充电器给电池充电。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

10、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；输出通过变压器的抽头跳变，实现分段稳压输出通过变压器的抽头跳变，实现分段稳压市电 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，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

11、。即逆变电路始终处于工作状态。功率等级功率等级0.7-15000.7-1500KVAKVA左右左右功率等级功率等级10-48010-480KVAKVA左右左右市电负载主变换器电池组Delta变换器175264V220410V补偿变压器DeltaDelta变换变换UPSUPS运行原理运行原理DeltaDelta变换器和补偿变压器实现稳压功能，主变换器是双向变换器变换器和补偿变压器实现稳压功能，主变换器是双向变换器。不能稳定频率。不能稳定频率。较低中等 较高较高成本5ms12ms4ms左右零零切换时间低（供电差、仅是不停电功能）中等（分段稳压、滤除部分干扰）较好（稳压、滤除部分干扰）最高（稳压、滤

12、除电网所有干扰）输出电源质量后备 热备 热备工作市电模式下逆变器状态后后备备式式互互动动式式 Delta变变换换式式在在线线式式四种四种UPSUPS的比较的比较1什么是什么是UPS2UPS的功能的功能37654常见常见UPS种类介绍种类介绍UPS基本原理基本原理UPS供电方案供电方案UPS技术指标技术指标电池工作原理电池工作原理8UPS监控系统监控系统910UPS使用和维护使用和维护UPS容量计算容量计算一个完备的一个完备的UPSUPS供电供电系统，是由系统，是由前端配电（市电，发电机，配电柜），前端配电（市电，发电机，配电柜），UPSUPS主机、电池、后端配电组成，附加主机、电池、后端配电组

13、成，附加后台监控或网络监控软后台监控或网络监控软/ /硬件等单元。硬件等单元。ATSPD/UPS+-主从机串联主从机串联“热备份热备份”市电负载AC/DC-DC/ACAC/DC-DC/AC主机从机主机旁路从机输出SSSS优点：两台甚至多台两台甚至多台UPSUPS基本处于相对独立、互不干扰的运行状态。基本处于相对独立、互不干扰的运行状态。对于对于UPSUPS同步跟踪性能要求较低。同步跟踪性能要求较低。采用不同型号、不同容量采用不同型号、不同容量UPSUPS构成串联热备份方式。构成串联热备份方式。缺点：从机长期处于空载运行状态、效率低。从机长期处于空载运行状态、效率低。机电池组长期处于浮充状态，得

14、到定期带载放电维护机会少，会影响电池机电池组长期处于浮充状态，得到定期带载放电维护机会少，会影响电池寿命。寿命。从机必须有良好的带阶跃负载能力。从机必须有良好的带阶跃负载能力。长期运行，主机逆变器长期运行，主机逆变器= =静态旁路转换功能良好是关键静态旁路转换功能良好是关键无扩容功能。无扩容功能。相对于相对于“并联并联”冗余系统平均无故障时间偏低。冗余系统平均无故障时间偏低。市电负载AC/DC-DC/ACAC/DC-DC/AC从机输出并机逻辑控制并联条件：同型号、同容量同型号、同容量UPSUPS两台逆变器输出必须在同频率，同相位的严格同步跟踪状态。两台逆变器输出必须在同频率，同相位的严格同步跟

15、踪状态。两台逆变器输出电压幅值必须相等。两台逆变器输出电压幅值必须相等。优点：完善的锁相同步技术保证多台完善的锁相同步技术保证多台UPSUPS直接并联时可均分负载电流。直接并联时可均分负载电流。良好的扩容性能（良好的扩容性能（N+1N+1）避免了避免了“串联串联”热备份方式的缺点。热备份方式的缺点。缺点：对设备本身同步锁相技术要求高对设备本身同步锁相技术要求高对设备制造技术要求高对设备制造技术要求高输出阻抗接近。输出阻抗接近。对逆变器输出电压调节性能要求高对逆变器输出电压调节性能要求高分相调节分相调节UPSUPS必须同型号、同容量。必须同型号、同容量。多台并联时，旁路也需增加多台并联时，旁路也

16、需增加“均流电感均流电感”双母线供电：双母线供电：解决单母线运行方式存在的单点解决单母线运行方式存在的单点“瓶颈瓶颈”问题。进一步提高系统问题。进一步提高系统可靠性。可靠性。系统配置复杂，投资大，系统配置复杂，投资大，安装调试要求高。安装调试要求高。BCB电子切换开关母线一母线二重要负载一般负载UPS1UPS21什么是什么是UPS2UPS的功能的功能37654常见常见UPS种类介绍种类介绍UPS基本原理基本原理UPS供电方案供电方案UPS技术指标技术指标电池工作原理电池工作原理8UPS监控系统监控系统910UPS使用和维护使用和维护UPS容量计算容量计算v输入特性：输入特性：v1、输入电压范围

17、、输入电压范围 输入电压范围宽可减小电池放电输入电压范围宽可减小电池放电机会，延长电池寿命。机会，延长电池寿命。v2、输入功率因数、输入功率因数 功率因数低，输入无功功率大，功率因数低，输入无功功率大，谐波电流污染电网，影响干扰其它设备。谐波电流污染电网，影响干扰其它设备。v3、主电源频率允许范围。、主电源频率允许范围。v4、输入电流谐波分量。（、输入电流谐波分量。（PFC、6/12脉冲变压器）脉冲变压器）输出特性：输出特性：1 1、静态稳定度。大型为、静态稳定度。大型为1%1%，中小型为，中小型为2%2%。2 2、输出瞬态特性。大型、输出瞬态特性。大型5%5%，中小型，中小型8%8%。3 3

18、、输出过载能力。（如：过载、输出过载能力。（如：过载125% 5125% 5MIN;150% 10S)MIN;150% 10S)4 4、输出功率因数。、输出功率因数。 （0.60.6、0.70.7、0.80.8）5 5、输出电压谐波失真度。典型、输出电压谐波失真度。典型3%3%以内。以内。 VAVA（伏安）与伏安）与W W（瓦特）的区别瓦特）的区别VA-VA-视在功率视在功率 W-W-表示用电器的实际表示用电器的实际(或者是额定功率或者是额定功率)。 UPSUPS容量单位容量单位- - VA VA 负载容量单位负载容量单位- - W W、VAVA功率因数一般在功率因数一般在0.6-0.70.6

19、-0.7注意：注意：对对UPS而言，输出功率因数并不是越高越好。而言，输出功率因数并不是越高越好。W=VA*功率因数功率因数1什么是什么是UPS2UPS的功能的功能37654常见常见UPS种类介绍种类介绍UPS基本原理基本原理UPS供电方案供电方案UPS技术指标技术指标电池工作原理电池工作原理8UPS监控系统监控系统910UPS使用和维护使用和维护UPS容量计算容量计算电池工作原理PbO2 + 2H2SO4 +PbPbSO4 + 2H2O + PbSO4放放电电充充电电正正极极活活物物质质电电解解液液负负极极活活物物质质正正极极活活物物质质电电解解液液负负极极活活物物质质PbO2 + 2H2S

20、O4 +PbPbSO4 + 2H2O + PbSO4放放电电充充电电正正极极活活物物质质电电解解液液负负极极活活物物质质正正极极活活物物质质电电解解液液负负极极活活物物质质v=1个单体具有更高正电动势的极板定义为正极板图1化学能电能电池结构端极柱电池盖电池壳排气阀正极板隔板负极板电池结构图放电特性1246 8 10204060246 8 10208.09.010.011.012.013.025分时12V电池端子电压(V)放电时间3C202C201C200.6C200.4C200.2C200.1C200.05C20 1什么是什么是UPS2UPS的功能的功能37654常见常见UPS种类介绍种类介绍

21、UPS基本原理基本原理UPS供电方案供电方案UPS技术指标技术指标电池工作原理电池工作原理8UPS监控系统监控系统910UPS使用和维护使用和维护UPS容量计算容量计算vW=VA*功率因数vVA=W/功率因数=340*40/功率因数v电池容量计算公式 例题例题1：一个网络教室：一个网络教室40台电脑，台电脑，300W主机，主机，80W17寸纯平寸纯平显示器，总负载单台显示器，总负载单台380W，要求，要求4小时后备供电。请问应选小时后备供电。请问应选择择UPS容量、电池容量及数量分别为多少？容量、电池容量及数量分别为多少？电池容量电池容量=UPS功率因数功率因数UPS额定容量额定容量后备时间后

22、备时间(小时小时)/ UPS启动电压启动电压 v常用电池容量：7，12，17，24，38，65，100，120，150，200AHv常规启动电压（山特）： 2KVA 72V , 3KVA 96V, 6-20KVA 老款240V，新款192V 30KVA以上384VC6KS/C6KS-PC10KS/C10KS-P输输入入输入配线输入配线电压范围电压范围120275V频率范围频率范围4664Hz 50/60HZ自适应自适应 输入功因输入功因0.99输输出出电压范围电压范围220（11%）VAC频率范围频率范围市电模式：市电模式：(4654)Hz / (5664)Hz (与输入市电频率同步与输入市电

23、频率同步);电池模式：电池模式：(50(0.1%)Hz / 60(0.1%)Hz电流峰值比电流峰值比3：1额定功率因额定功率因数数0.8超载能力超载能力Load 105%,长期运行长期运行; 105%1min; 125%30sec效率效率up to 90%电池电压电池电压 16 pcs 12VDC*21什么是什么是UPS2UPS的功能的功能37654常见常见UPS种类介绍种类介绍UPS基本原理基本原理UPS供电方案供电方案UPS技术指标技术指标电池工作原理电池工作原理8UPS监控系统监控系统910UPS使用和维护使用和维护UPS容量计算容量计算 UPS用户机用户机监控平台监控平台电源线电源线网

24、线网线通讯线网络系统 市电 柴油机 UPS监控系统监控平台监控平台也是也是UPSUPS的最重要组成部分之一的最重要组成部分之一UPS监控系统的功能1、实时了解和控制UPS的运行状态, 2、通过故障报告及时对UPS进行维护；3、市电异常、电池电压低时，对计算机、 网络设备提供安全关机保护；4、能在LAN、WAN及Internet上运行5、具有保密性和安全性UPS监控系统组成UPSUPS网络监控网络监控系统智能系统智能UPSUPS网络监控软件网络监控软件网络监控软件含以下网络监控软件含以下三部分：三部分：SNMPSNMP卡卡监控台软件监控台软件安全关机程序安全关机程序UPS监控组网监控界面组态图监控界面状态图监控界面历史事件、控制、数据查询事件处理功能1什么是什么是UPS2UPS的功能的功能37654常见常见UPS种类介绍种类介绍UPS基本原理基本原理UPS供电方案供电方案UPS技术指标技术指标电池工作原理电池工作原理8UPS监控系统监控系统910UPS使用和维护使用和维护UPS容量计算容量计算UPS 使用注意事项使用注意事项1. 应保持环境整齐与洁净。应保持环境整齐与洁净。2. 勿使其曝露到勿使其曝露到雨水、尘垢太重地方雨水、尘垢太重地方。3. 通风通风必必须良好须良好, 环环境温度应保持境温度应保持 2030C。4. 远离可燃