UPS电源基础汇总

1、UPS电源基础 为交流不间断供电电源系统的英文缩写 UPS UPS Uninterrupted Power System Uninterrupted Power System 系统原理： 系统由整流模块、逆变器、蓄电池、静态开关等组成。整流模块（AC/DC）和逆变器（DC/AC）都为能量变换装置，蓄电池为储能装置。除此还有间接向负载提供市电电源（或备用电源）的旁路装置。 系统两大功能： 一是在市电掉电时，系统由蓄电池供电，并输出纯净交流电。 二是在市电供电时，系统输出无干扰的工频交流电。 1 1、UPSUPS系统基础知识系统基础知识 UPSUPS的分类：的分类：按按工作原理工作原理不同，不同，

2、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 6 100 100kVAkVA1 1、UPSUPS系统基础知识系统基础知识 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

3、行方式多机运行方式不同，不同，UPSUPS分为：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UPS (UPS (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UPSUPS 1 1、UPSUPS系统基础

4、知识系统基础知识 UPSUPS的分类：的分类：1 1、UPSUPS系统基础知识系统基础知识 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，逆变器不工作；另外，市有市电时，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。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

5、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1 1、UPSUPS系统基础知识系统基础知识 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。即逆变电路始终处于工作状态。1

6、 1、UPSUPS系统基础知识系统基础知识 功率等级功率等级0.7-15000.7-1500KVAKVA左右左右UPS的重要概念的重要概念 UPS在正常运行情况下都是由逆变器产生的交流电给负载供电。在正常运行情况下都是由逆变器产生的交流电给负载供电。但由于逆变器是由但由于逆变器是由IGBT绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管组成的，组成的，IGBT本身的过载本身的过载能力是有限的。对于较小的过载能力是有限的。对于较小的过载( 1.6In)，逆变器是可以承受的，但对逆变器是可以承受的，但对于较大的过载或是某一于较大的过载或是某一 部分负载的短路则是不能承受的。但部分负载的短路则是不能承受的。但UPS

7、本身本身又是一种电源，它不能象一般负载那样一旦过载就保护停电，这就失又是一种电源，它不能象一般负载那样一旦过载就保护停电，这就失去了电源的意义。为了解决这一矛盾，通常是在较大过载发生的时候去了电源的意义。为了解决这一矛盾，通常是在较大过载发生的时候将负载从逆变器切换到旁路市电上供电。将负载从逆变器切换到旁路市电上供电。 因为市电的内阻较小，可以允许充分大的电流，提供足够的承受因为市电的内阻较小，可以允许充分大的电流，提供足够的承受时间使过载部分的电路开关跳闸断电以保护其它路的负载时间使过载部分的电路开关跳闸断电以保护其它路的负载 能够继续工能够继续工作。作。 UPS的重要概念的重要概念 静态开

8、关电路为负载由逆变器向市电的切换提供了一条电气通静态开关电路为负载由逆变器向市电的切换提供了一条电气通路。它通常是由无触点、无机械动作的电子开关制成路。它通常是由无触点、无机械动作的电子开关制成 。逆变器与电逆变器与电源源2之间进行不间断切换的条件是电压幅值、频率、相位必须一致。之间进行不间断切换的条件是电压幅值、频率、相位必须一致。但电源但电源2是市电的电网电压，它受当地供电情况及负载特性的影响，是市电的电网电压，它受当地供电情况及负载特性的影响，幅值、频率、相位幅值、频率、相位(波形波形)时时刻刻都在变化。时时刻刻都在变化。 为了保证在随机的任意时刻，逆变器与电源为了保证在随机的任意时刻，

9、逆变器与电源2之间的切换总能之间的切换总能成功，逆变器产生的正弦波就应与电源成功，逆变器产生的正弦波就应与电源2同步，即每时每刻都随着同步，即每时每刻都随着电源电源2的变化而变化。也就是所谓的的变化而变化。也就是所谓的锁相锁相。 UPS主机现场应放置操作指南，指导现场操作。 UPS的各项参数设置信息应全面记录、妥善归档保存并及时更新。 检查各种自动、告警和保护功能均应正常。 定期进行UPS各项功能测试，检查其逆变器、整流器的启停、UPS与市 电的切换等是否正常。 定期检查主机、电池及配电部分引线及端子的接触情况，检查馈电母 线、电缆及软连接头等各连接部位的连接是否可靠，并测量压降和温升。 经常

10、检查设备的工作和故障指示是否正常。 定期查看UPS内部的元器件的外观，发现异常及时处理。 定期检查UPS各主要模块和风扇电机的运行温度有无异常。 保持机器清洁，定期清洁散热风口、风扇及滤网。2 2、UPSUPS系统维护规程介绍系统维护规程介绍 定期检查并记录UPS控制面板中的各项运行参数，便于及时发现UPS异 常状态。其中电池自检参数宜每季记录一遍，如设备可提供详尽数据 的，可作为核对性容量试验的参数，以此作为电池状态的定性参考依 据。 经常察看告警和历史信息，发现告警及时处理并分析原因。 当输入频率波动频繁且速率较高，超出UPS跟踪范围时，严禁进行逆变 /旁路切换的操作。在油机供电时，尤其应

11、注意避免这种情况的发生。 UPS宜使用开放式电池架，以利于蓄电池的运行及维护。 对于UPS使用的蓄电池，应按照产品技术说明书以及本规程中关于蓄电 池维护的要求，定期维护。2 2、UPSUPS系统维护规程介绍系统维护规程介绍 UPSUPS单机逆变器停机故障处理单机逆变器停机故障处理 当发生当发生UPSUPS单机逆变器停机故障时，首先查看负载是否已由该系统中的其他单机逆变器停机故障时，首先查看负载是否已由该系统中的其他UPSUPS分担。然后，根据告警提示等判断该分担。然后，根据告警提示等判断该UPSUPS逆变器停机原因。在排除逆变器故障逆变器停机原因。在排除逆变器故障或厂方认可后方可恢复运行。如果

12、无法立即恢复运行，应加强对该系统的保障力或厂方认可后方可恢复运行。如果无法立即恢复运行，应加强对该系统的保障力度。度。 UPSUPS单机整流器停机故障处理单机整流器停机故障处理 当发生当发生UPSUPS单机整流器停机故障时，首先查看该单机整流器停机故障时，首先查看该UPSUPS蓄电池组放电是否正常。蓄电池组放电是否正常。然后，根据告警提示等判断该然后，根据告警提示等判断该UPSUPS整理器停机原因。如果为输入电源的问题，应尽整理器停机原因。如果为输入电源的问题，应尽快恢复对该快恢复对该UPSUPS的正常供电。如果为整流器故障，在排除整流器故障方可恢复运行。的正常供电。如果为整流器故障，在排除整

13、流器故障方可恢复运行。如果无法立即恢复运行，应加强对该如果无法立即恢复运行，应加强对该UPSUPS蓄电池组放电情况的观察力度。根据放电蓄电池组放电情况的观察力度。根据放电情况，做好停该情况，做好停该UPSUPS逆变器的准备。逆变器的准备。 3 3、UPSUPS系统常见故障处理系统常见故障处理 UPS系统旁路电源超限告警处理 当发生UPS系统旁路电源超限告警时，首先分析超限的原因。然后，针对原因尽快使旁路电源恢复正常。在旁路电源未恢复之前，严禁进行UPS手动切换到旁路电源的工作，同时应加强对该UPS系统主用电源的保障力度。 UPS系统主用电源告警处理 当发生UPS系统主用电源告警时，首先查看该系

14、统蓄电池组放电是否正常。然后，分析告警的原因，针对原因在15分钟之内使主用电源恢复正常。在主用电源未恢复之前，应加强对该系统蓄电池组放电情况的观察力度。 3 3、UPSUPS系统常见故障处理系统常见故障处理 UPS系统转旁路电源告警处理 在UPS系统正常运行期间出现突然转旁路电源运行时，首先要检查UPS系统负载是否出现超载、短路等情况。确认上述情况已经排除后，遵照具体设备的操作步骤使负载恢复到UPS输出电源上。 3 3、UPSUPS系统常见故障处理系统常见故障处理 蓄电池组蓄电池组当两种金属（通常是性质有差异的金属）浸没于电解液之中，它们可以导电，并在两极之间产生一定电动势电池一种电的存储装置

15、。可以有各种形状、大小、电压和容量的电池。电能 化学能v=1个单体具有更高正电动势的极板定义为正极板12v-+-+12v=24v负极板 正极板6个单体=12 V铅酸蓄电池v正极：二氧化铅（PbO2）v负极：铅（Pb）v电解液：硫酸（H2SO4）溶液 蓄电池通过串联获得所需电压； 通过并联获得所需容量。构成2V电动势单体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“Double sulfate”theory 电解液中硫酸不仅是导电用之电解质也是反应之反应物 阳极的PbO2与阴极的Pb于放电反应后皆产生PbSO4 放电PbO22H2SO4Pb PbSO42H2OPbSO4 充电（二氧

16、化铅） （硫酸） （海绵状铅） （硫酸铅） （水） （硫酸铅） 正极活物质 电解液 负极活物质 正极活物质 电解液 负极活物质v 蓄电池处于连续充电状态，电 压相对较低，注意充电电流。v 蓄电池重复充、放电使用时的充电方法，电压相对较高，注意充电时间。放电之后应立即充电放电之后应立即充电（防止（防止PbSO4重结晶）重结晶）电池均浮充管理1、均充限流：0.1C2、浮充转均充：0.05C 均充转浮充：0.01CUPS电池的配置组内电池串联，满足电组内电池串联，满足电UPSUPS池组额定电压的要求池组额定电压的要求各组电池并联，满足各组电池并联，满足UPSUPS系统对电池容量的要求系统对电池容量的要求单组电池应配置电池开关，便于安装、维护以及电池保护单组电池应配置电池开关，便于安装、维