大型UPS如何选型

1、如何选择如何选择UPS如何选择如何选择UPS您将了解到您将了解到如何选择如何选择UPS造成电源故障的原因造成电源故障的原因“这么长的距离这么长的距离” 从从发电厂最终用户发电厂最终用户电源故障所造成的影响电源故障所造成的影响电源故障所造成的影响电源故障所造成的影响电源故障所造成的影响电源故障所造成的影响 UPS UPSUPS的作用- 提高用电设备的供电质量 市电市电市电市电如何选择如何选择UPSUPS后备式在线互动式在线式后备式后备式UPS系统系统滤波器滤波器电池电池(充电中充电中)+-逆变器逆变器D CA C电池充电器电池充电器AC/DC负载负载转换开关转换开关浪涌电压吸收器浪涌电压吸收器市

2、电供电市电供电正常工作时正常工作时后备式后备式UPS系统系统滤波器滤波器电池电池(放电中放电中)+-逆变器逆变器D CA C电池充电器电池充电器AC/DC负载负载转换开关转换开关浪涌电压吸收器浪涌电压吸收器市电供电市电供电电池工作时电池工作时后备式后备式UPS的主要特点的主要特点滤波器滤波器电池电池(充电中充电中)+-双向转换器双向转换器（充电器）（充电器）D CA C负载负载浪涌电压吸收器浪涌电压吸收器市电供电市电供电正常工作时正常工作时调压器调压器在线互动式在线互动式滤波器滤波器电池电池(放电中放电中)+-双向转换器双向转换器（逆变器）（逆变器）D CA C负载负载浪涌电压吸收器浪涌电压吸

3、收器市电供电市电供电电池工作时电池工作时调压器调压器线路交互式线路交互式UPS的主要特点的主要特点负载负载市电供电市电供电正常工作时正常工作时 滤波器滤波器+-逆变器逆变器DCAC浪涌电压吸收器浪涌电压吸收器整流器整流器ACDC转换开关转换开关在线式在线式负载负载市电供电市电供电电池工作时电池工作时 滤波器滤波器+-逆变器逆变器DCAC浪涌电压吸收器浪涌电压吸收器整流器整流器ACDC转换开关转换开关在线式在线式不同类型不同类型UPS对比对比 功率范围功率范围( (kVAkVA) )电压特性电压特性 成本成本/ VA/ VA 效率效率逆变器逆变器总在运行总在运行后备式后备式0 - 1低低非常高不

4、在线互动式在线互动式0.5 - 6基于设计 中非常高不双变换在线式双变换在线式1 - 1500高低是高参数参数技术技术转换时间转换时间416 ms410 ms0 后备式后备式在线互动式在线互动式双变换在线式双变换在线式参数参数技术技术输出波形输出波形(市电工作市电工作)受输入影响大受输入影响大极好输出稳定度输出稳定度 10% 10% 1% 3%如何选择如何选择UPS单机结构框图QS1QS2QS3QS4QS9整流器整流器逆变器逆变器静态开关静态开关静态开关静态开关CH1CH2锁相同步同步跟踪集中并联HFC 并联模块并联模块并联End并联方式原理并联方式原理每台UPS有一路旁路UPS 输出直接连接

5、到负载End1Page运行模式ReserveLineReserveLineReserveLineReserveLineReserveLineReserveLineReserveLineReserveLineTo LoadMainsMainsMainsMainsMainsMainsMainsMains模块式并联配置模块式并联配置TO THE LOADMAIN INPUTUPS BAC/DCDC/ACOUTPUTUPS BS.SRESERVE INPUTUPS BUPS BBYPASSMAIN INPUTUPS AAC/DCDC/ACS.SRESERVE INPUTUPS AUPS AOUTPUT

6、UPS ABYPASS正常运行旁路运行example with 2 unitsEnd1Page模块式并联配置模块式并联配置TO THE LOADMAIN INPUTUPS BAC/DCDC/ACOUTPUTUPS BS.SRESERVE INPUTUPS BUPS BBYPASSMAIN INPUTUPS AAC/DCDC/ACS.SRESERVE INPUTUPS AUPS AOUTPUTUPS ABYPASSexample with 2 units正常运行旁路运行End1Page模块式并联配置模块式并联配置TO THE LOADMAIN INPUTUPS BAC/DCDC/ACOUTPUT

7、UPS BS.SRESERVE INPUTUPS BUPS BBYPASSMAIN INPUTUPS AAC/DCDC/ACS.SRESERVE INPUTUPS AUPS AOUTPUTUPS ABYPASSexample with 2 units正常运行旁路运行End1Page模块式并联配置模块式并联配置集中并联集中并联HFC 并联模块并联End并联方式原理并联方式原理整个系统有一个公用旁路UPS输出连接到公用输出柜End运行模式1PageReserve LineC.O.CTo Load集中式并联配置集中式并联配置To the LoadAC/DCDC/ACS.SUPS BBYPASSAC/

8、DCDC/ACS.SUPS ABYPASSS.S.C.O.C.BYPASSMAIN INPUTUPS BRESERVE INPUTUPS BMAIN INPUTUPS ARESERVE INPUTUPS ASYSTEM RESERVE INPUT正常运行旁路运行禁止example with 2 unitsEnd1Page集中式并联配置集中式并联配置正常运行旁路运行To the LoadAC/DCDC/ACS.SUPS BBYPASSAC/DCDC/ACS.SUPS ABYPASSS.S.C.O.C.BYPASSMAIN INPUTUPS BRESERVE INPUTUPS BMAIN INPU

9、TUPS ARESERVE INPUTUPS ASYSTEM RESERVE INPUTInhibitedexample with 2 unitsEnd1Page集中式并联配置集中式并联配置Inhibited正常运行旁路运行To the LoadAC/DCDC/ACS.SUPS BBYPASSAC/DCDC/ACS.SUPS ABYPASSS.S.C.O.C.BYPASSMAIN INPUTUPS BRESERVE INPUTUPS BMAIN INPUTUPS ARESERVE INPUTUPS ASYSTEM RESERVE INPUTexample with 2 unitsEnd1Pag

10、e集中式并联配置集中式并联配置集中并联HFC 并联并联模块并联End并联方式原理并联方式原理每台UPS旁路 + 一个公用的旁路UPS输出连接到公用输出柜End1Page2Reserve LineC.O.CTo LoadReserveLineReserveLineReserveLineReserveLineReserveLineReserveLineReserveLineReserveLine高故障清除高故障清除 (HFC)并联配置并联配置正常运行旁路运行To the LoadAC/DCDC/ACS.SUPS BBYPASSAC/DCDC/ACS.SUPS ABYPASSS.S.C.O.C.BY

11、PASSMAIN INPUTUPS BRESERVE INPUTUPS BMAIN INPUTUPS ARESERVE INPUTUPS ASYSTEM RESERVE INPUTexample with 2 unitsEnd1Page高故障清除高故障清除 (HFC)并联配置并联配置正常运行旁路运行To the LoadAC/DCDC/ACS.SUPS BBYPASSAC/DCDC/ACS.SUPS ABYPASSS.S.C.O.C.BYPASSMAIN INPUTUPS BRESERVE INPUTUPS BMAIN INPUTUPS ARESERVE INPUTUPS ASYSTEM RE

12、SERVE INPUTexample with 2 unitsEnd1Page高故障清除高故障清除 (HFC)并联配置并联配置过载或短路过载或短路转换到旁路转换到旁路和公用旁路和公用旁路正常运行旁路运行AC/DCDC/ACS.SUPS BBYPASSAC/DCDC/ACS.SUPS ABYPASSS.S.C.O.C.BYPASSMAIN INPUTUPS BRESERVE INPUTUPS BMAIN INPUTUPS ARESERVE INPUTUPS ASYSTEM RESERVE INPUTexample with 2 unitsEnd1Page高故障清除高故障清除 (HFC)并联配置并

13、联配置并联冗余系统结构的特点并联冗余系统结构的特点LoadUPS 1 load meteringfrequency control load meteringfrequency control UPS并机之间的负载均分并机之间的负载均分Load: 60kVAUPS 1: 60kVA 负载均分负载均分-举例举例Load = 60kVAUPS 1 load 30kVAfrequency control load 30kVAfrequency control 平衡平衡如何选择如何选择UPSUPS的整流技术的整流技术UPS产品中主要半导体开关器件的种产品中主要半导体开关器件的种类类The diode

14、二极管The thyristor 可控硅The BJT 晶体管The MOSFET 场效应管The IGBT IGBT各半导体开关器件的应用范围各半导体开关器件的应用范围各半导体开关器件的应用范围各半导体开关器件的应用范围元器件功率容量开关速度BJT晶体管中中MOSFET场效应管低高IGBTIGBT中中12 脉冲整流脉冲整流(PF0.95)IGBT整流整流（PF0.99）PFC校正技术校正技术(PF0.97)不同整流技术的拓扑结构图功率不同整流技术的拓扑结构图功率因数补偿因数补偿6 脉冲脉冲(PF0.95)12 脉冲整流脉冲整流(8% THDi)IGBT整流整流（3% THDi）不同整流技术的

15、拓扑结构图谐波不同整流技术的拓扑结构图谐波治理治理6 脉冲滤波器脉冲滤波器(7% THDi)6 脉冲脉冲(30% THDi)12 脉冲整流滤波器脉冲整流滤波器(3-5% THDi)升压整流技术升压整流技术(27% THDi)升压整流技术升压整流技术(7% THDi)有源滤波器有源滤波器(3-10% THDi)谐波治理有源滤波器的工作方式谐波治理有源滤波器的工作方式有源滤波器的工作方式有源滤波器的工作方式IsIfAPFAPFIh负载谐波治理复合型滤波器谐波治理复合型滤波器 6 脉冲滤波器脉冲滤波器(7% THDi)有源滤波器的工作方式有源滤波器的工作方式IsIfAPFAPFIh负载+=复合型复合

16、型滤波器滤波器两种新型整流技术的对比两种新型整流技术的对比新型新型IGBT整流技术整流技术特性：特性：1.PF0.922.THDI0.992.THDI3%3.LC滤波器，滤除滤波器，滤除PWM带带来的谐波！来的谐波！带带PFC功能的功能的12脉冲技术脉冲技术如何选择如何选择UPS阻性负载容性负载感性负载2、例如：电感、变压器、电抗器等均为感性负载。如何选择如何选择UPS隔离隔离 实现电气实现电气上的隔离上的隔离升压升压降压降压可控硅不同整流方式下各位置的电压可控硅不同整流方式下各位置的电压值值输出电压输出电压AC/DCDC/AC静态旁路静态旁路旁路输入旁路输入维护旁路维护旁路输入电压输入电压全

17、桥整全桥整流系数流系数PWM逆逆变系数变系数x=直流母直流母线电压线电压=x逆变输逆变输出电压出电压变压器变压器变比变比380 x=537=x310？38023可控硅不同整流方式下各位置的电压可控硅不同整流方式下各位置的电压值值输出电压输出电压AC/DCDC/AC静态旁路静态旁路旁路输入旁路输入维护旁路维护旁路输入电压输入电压全桥整全桥整流系数流系数PWM逆逆变系数变系数x=直流母直流母线电压线电压=x逆变输逆变输出电压出电压变压器变压器变比变比304x=430=x248？38023可控硅不同整流方式下各位置的电压可控硅不同整流方式下各位置的电压值值输出电压输出电压AC/DCDC/AC静态旁路

18、静态旁路旁路输入旁路输入维护旁路维护旁路输入电压输入电压全桥整全桥整流系数流系数PWM逆逆变系数变系数x=直流母直流母线电压线电压=x逆变输逆变输出电压出电压变压器变压器变比变比0 x=336=x1942.038023结论是：直流电压决定了升结论是：直流电压决定了升压隔离变压器的变比！压隔离变压器的变比！可控硅不同整流方式下各位置的电压可控硅不同整流方式下各位置的电压值值输出电压输出电压AC/DCDC/AC静态旁路静态旁路旁路输入旁路输入维护旁路维护旁路输入电压输入电压全桥整全桥整流系数流系数PWM逆逆变系数变系数x=直流母直流母线电压线电压=x逆变输逆变输出电压出电压变压器变压器变比变比0

19、x=195=x1122.022023可控硅不同整流方式下各位置的电压可控硅不同整流方式下各位置的电压值值输出电压输出电压AC/DCDC/AC静态旁路静态旁路旁路输入旁路输入维护旁路维护旁路输入电压输入电压全桥整全桥整流系数流系数PWM逆逆变系数变系数x=直流母直流母线电压线电压=x逆变输逆变输出电压出电压变压器变压器变比变比？x=243=x1122.022023结论是：结论是：380V的交流输入电压是的交流输入电压是不可能采用的，怎么办？不可能采用的，怎么办？可控硅不同整流方式下各位置的电压值可控硅不同整流方式下各位置的电压值输出电压输出电压AC/DCDC/AC静态旁路静态旁路旁路输入旁路输入

20、维护旁路维护旁路输入电压输入电压全桥整全桥整流系数流系数PWM逆逆变系数变系数x=直流母直流母线电压线电压=x逆变输逆变输出电压出电压变压器变压器变比变比180 x=243=x1122.022023解决办法：解决办法：380V的交流输入电压通的交流输入电压通过输入降压变压器，转换为过输入降压变压器，转换为180V的交流电！的交流电！如何选择如何选择UPSUPS类型确定容量负载类别后备时间如何选择如何选择UPS如何选取如何选取UPS后备电池的计算方法后备电池的计算方法W =-P COS N 6 电池恒功率放电值W UPS电源标称输出功率P 负载的功率因数COS UPS逆变器的效率 UPS所需配备

21、的电池块数（12V）N后备电池的计算方法后备电池的计算方法1、标称的额定输出功率为、标称的额定输出功率为120KVA；2、cos取取0.8,考虑用户为综合负载考虑用户为综合负载,不仅仅是计算机负载；不仅仅是计算机负载；3、电池电压为、电池电压为480V, 电池单体节数为电池单体节数为240节；节；后备电池的计算方法后备电池的计算方法W =-1200000.80.97406=412.37（W）电池恒功率放电表以非凡电池为例，查表所得：以非凡电池为例，查表所得：120KVA UPS后备后备30分钟需要分钟需要40块块12SP230AH蓄电池共一组蓄电池共一组40块。块。后备电池的计算方法后备电池的

22、计算方法Watt per cell to 1.65 VPC ( at 25C )Discharge Time (minutes)TYPE1 5 10 15 20 25 30 45 60 90 120 180 240 300 480 600 1200 6000 12 SP 2617513810686.270.259.451.737.629.922.417.212.49.758.195.614.712.550.5212 SP 3320816212299.684.073.064.347.838.028.421.715.712.410.47.155.983.230.6512 SP 4025219714812110288.478.058.046.134.426.319.115