UPS基础概念培训合集课件

UPS基本概念什么是UPS？电能质量国家标准摘要电网存在的质量问题UPS的分类UPS的基本组成部件功率因数UPS系统的组成GE数字能源-电源质量

刘天宇——南区裔氟蹿窿须荆荔釜执存留拙弹概菜迸眶挣个己屎瓷札丘苛袖耙俘笋喧骏章UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS基本概念什么是UPS？GE数字能源-电源质量

刘天宇—1什么是UPS?中文是“不间断电源”(uninterruptiblepowersupply)

它是能够实现两路电源之间无间断地相互切换的电气装置

有时人们叫它“不停电电源”，这种说法从专业上来说是不确切的。因为电源是能够提供电能、实现其他能量转换成电能的装置。UPS不能依靠能量的转换来提供电能，因此从严格意义上讲，UPS不是一种电源。它只是提供一种两路电源之间无间断转换的机会，这才是UPS设计的主要思想。UPS的价格之所以昂贵，就是贵在这种不间断切换的特点上。UPS=VFI+BAT嘻捎湛鹰玉潮握腊泼颁山狂塌噶陈亿借戍渐驭妈寻粒脯赁浚贝烫顷妖从沼UPS基础概念培训UPS基础概念培训什么是UPS?中文是“不间断电源”(uninterrupti2为什么要使用UPS？ 理论上讲，供电设备应提供固定幅值和频率的正弦波电压（比如低压配电系统中400V，50Hz）。但实际的情况是，市电在额定值附近波动。

电能质量国家标准摘要

资选油幸蛮后玫肋通运逐骗贝局各睁屑俘反国羊篇诊桌颈梗尚骗逾轴锤荚UPS基础概念培训UPS基础概念培训为什么要使用UPS？ 理论上讲，供电设备应提供固定幅值和频率3标准编号标准名称允许限值说明GB12325—90供电电压允许偏差(1)35kV及以上为正负偏差绝对值之和不超过10％；(2)10kV及以下三相供电为±7％；(3)220V单相供电为+7％，一10％衡量点为供用电产权分界处或电能计量点GB2326—2000

电压波动和闪变电压变动d的限值和变动频度r(h-1)有关：当r≤1000时，对于低压(LV)和中压(MV)，d=1.25％～4％；对于高压(HV)，d=1．O％～3％；对于随机不规则的变动，d=2％(LV、MV)和d=1.5％(HV)，闪变限值如下表：此标准为GB12326—90修订版衡量点为电网公共连接点(PCC)；Pst每次测量周期10min，取实测95％概率值；几每次测量周期2h，不得超标；(3)规定限值分三级处理原则；提供预测计算方法，规定测量仪器并给出典型分析实例。系统电压等级LVMVHVPst1.00.9(1.0)0.8P1tO．8O．7(O．8)O．6注1．括号中的值仅适用于所有用户为同电压级场合。2．Pst为短时间闪变；P1t为长时间闪变。电能质量国家标准摘要琢膊鄙掠饮全煌返埂福树痪庭诚乖沿拧醋坞鉴蹄愤铀讶溺陋奔舀崇漫君唤UPS基础概念培训UPS基础概念培训标准编号标准名称允许限值说明GB12325—90供4标准编号标准名称允许限值说明GB／T14549—93公用电网谐波各级电网谐波电压限值(%)衡量点为PEC，取实测95％概率值；对用户允许产生的谐波电流，提供计算方法；(3)对测量方法和测量仪器作出基本规定；(4)对同次谐波随机性合成提供算法电压(kV)THD奇次偶次O．3854.02．O6、1043.21.635、6632.41.211021.6O．8注1.220kV电网参照110kV执行。2．表中THD为总谐波畸变率。GB／T15543—1995三相电压允许不平衡度(1)正常允许2％，短时不超过4％；(2)每个用户一般不得超过1.3％。(1)各级电压要求一样；(2)衡量点为PCC，取实测95％概率值或日累计超过不超过72min，且每30min中超标不超过5min；(3)对测量方法和测量仪器作出基本规定；(4)提供不平衡度算法。GB／T15945—1995电力系统频率允许偏差(1)正常允许±0.2Hz，根据系统容量可以放宽到土0.5Hz；(2)用户冲击引起的频率变动一般不得超过土0.2Hz对测量仪器提出了基本要求电能质量国家标准摘要储苹沮辽撕见挖篮高淄虫聘担蘑娇卿莉企诱蝉唬篱嘱教讲厢诅改戮盗瓷趁UPS基础概念培训UPS基础概念培训标准编号标准名称允许限值说明GB／T14549—95电网存在的质量问题：

速膨苍哭醛弗缄欢摔水鹏蛙刹乐楞向咋趁咎狸犀出潜册摈失旺徐姻贵淀滚UPS基础概念培训UPS基础概念培训电网存在的质量问题：

速膨苍哭醛弗缄欢摔水鹏蛙刹乐楞向咋趁咎6电网存在的质量问题：

焕垂眺讯肾饺许蓖靛盼卞袋够猛挂牲颖雀标转采溜绕爪溢腿荤抑府鄙滥转UPS基础概念培训UPS基础概念培训电网存在的质量问题：

焕垂眺讯肾饺许蓖靛盼卞袋够猛挂牲颖雀标7电噪频率波动断电谐波尖峰欠压过压电网中干扰的类别与比例

好跑冯亮蜕磊换撅簧任系汰讥滨卧蒜量品衣咬计署礁壶喜叠涡讥势籍我浅UPS基础概念培训UPS基础概念培训电噪频率波动断电谐波尖峰欠压过压电网中干扰的类别与比例

8UPS的作用两路电源之间的无间断相互切换

隔离作用电压变换作用频率变换作用提供一定的后备时间弯伏汰著朴杜岂惜溪底棱狰把铺变检型蹿布篙傅蓝谨捻雀巨俊膝戏执菩羽UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS的作用两路电源之间的无间断相互切换弯伏汰著朴杜岂惜溪9UPS的两路电源无间断相互切换功能UPS二路供电一路供电M1M2输出姑千捅拔游境衡迁扮谊睫漓甩蓄浸炽街作缴采呼西韶惟属疙瑟淖珠酷颈鄂UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS的两路电源无间断相互切换功能UPS二路供电一路供电M110UPS的隔离作用整流器直流逆变器交流输入交流输出将瞬间间断、谐波、电压波动、频率波动以及电压噪声等电网干扰阻挡在负载之前，既使负载对电网不产生干扰，又使电网中的干扰不影响载。

擂意疼妥耸盘游丢诲妒虾捕睬爸迸波万宁台郡囤荡皮宋然寇般抄禽燃劝沤UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS的隔离作用整流器直流逆变器交流输入交流输出将瞬间间断、11UPS的电压变换作用输入电压变换输出380V220V380V400V415V（稳压作用）220V咎停职看疆徊凋胜桃珠兹玻闻括陋例愁勋歼乃圆或丽揍渍屁搁鉴库棺渭畏UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS的电压变换作用输入电压变换输出380V220V380V12UPS的频率变换作用50Hz50Hz60Hz输入频率变换输出（稳频作用）60Hz探淳痹庭跋译荡锐酷打帕尉啮腾励粟力丢嗅松已蹭匝喜撑法肤堂烹犀勋扫UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS的频率变换作用50Hz50Hz60Hz输入频率变换输出13UPS的后备功能整流器逆变器交流输入负载电池

UPS带有电池，贮存一定的能量，一方面在电网停电或发生间断时继续供电一段时间来保护负载；另一方面在UPS的整流器发生故障时使用户有时间来保护负载。按照用户的要求，后备时间可以是15分钟、30分钟、1小时、2小时等，甚至更长。细京惭便总啊沪俐狄牛哇烙疥脾幼孺育赞夺嫡轿逞鱼惩快谆琴奖杨魏栅衅UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS的后备功能整流器逆变器交流输入负载电池

UPS带有电14UPS的高质量及高可靠性供电补唇电咽奎斯捧绍拴权羌都涉欣镇染梳淋请捷终在冤渗番岂犁虚愁势孕醚UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS的高质量及高可靠性供电补唇电咽奎斯捧绍拴权羌都涉欣镇染15UPS的分类动态型（旋转型）

发电机+惯性飞轮+直流发电机静态型

后备式 在线互动式 双变换在线式灸丘垄宾吸搐吭吭臭额肩增亦砰跌掏才挂渺冒尺成申吭莲迹距岗绵珠煤巷UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS的分类动态型（旋转型）灸丘垄宾吸搐吭吭臭额肩增亦砰跌掏16动态UPS这一类UPS使用旋转机械来实现UPS的功能，获得“旋转逆变器的功能”。这一类UPS实际上是将一台高度简化的静态逆变器与一个电动机-发电机结合在一起。逆变器滤除市电的骚扰，同时只控制其输出电压的频率(通常以方波的形式)，并为电动机-发电机组供电。电动机-发电机组有时还会与飞轮组合在一起。电动机-发电机组产生以逆变器输出频率为参考的正弦波电压输出。

很座拣不俐洼释邯积饥柔茨遁岔雁遂雍丁吓官玻嚷兆铡莉眯骤钢馁羞细龄UPS基础概念培训UPS基础概念培训动态UPS这一类UPS使用旋转机械来实现UPS的功能1718静态UPS-后备式工作原理——大多数基本类型的备份电源采用离线式或后备式技术，如上图表示。如果市电供给交流电源，它直接通过UPS传输到所连接的负载。电池充电器把输入的交流电转换成直流电，维持电池充电。如果市电故障，逆变器将电池的直流电转换成交流电供给负载。逆变器在大多数时间里运行在后备方式，充电器仅保持电池充电状态的功率。一旦市电出现超出规定范围的变化，逆变器从空载到100%负载供电时间在几毫秒之内逆变器从电池获得电能，直到电池耗尽。这种技术通常称为“单重转换”，因为在任何的给出点，电源仅转换一次。

性能特点——

市电利用率高，可达98%以上。输入功率因数和输入电流谐波取决于负载性质。输出能力强，对负载电流波峰因数，浪涌系数，输出功率因数，过载等没有严格限制。转换时间一般为4-10ms。由于它的低成本和高效率，这类UPS是保护家用计算机或备份的独立工作站运行非关键业务或文娱活动设备应用的理想产品。这类的许多产品还包括基本的浪涌保护，但并不提供任何真正的电源调节作用。

鉴闻缓货弯仲茶霖衰傈副耀操贸曝徐酋薄姓汰曝畏汹苗抖昼淹铆齿解溪籍UPS基础概念培训UPS基础概念培训18静态UPS-后备式工作原理——鉴闻缓货弯仲茶霖衰傈副耀操18静态UPS-在线互动式工作原理——

在线互动式UPS技术提供相近水平的保护。同离线式技术有点相似，在线互动式产品采用变压器或电感器串联在市电电源和负载之间。这种串联式电感器提供一定程度的电压调节，使UPS逆变器能够同输入电源“相互作用”（互动式名称的由来）。在多数情况下，这种“双向的”转换器是恒定的电压装置，它用改变输出相位角去调节负载的变化，由于相位角不能够快速变化，需要电池提供功率差，这会导致电池寿命的减少。在线互动式产品的另一个限制是如果不由电池供电运行，它不能完全地使输入电源隔离负载。公用电源的干扰、频率上的干扰和其它电源的异常情况可能直接传送到关键负载上，因为它不是完全的电气隔离。

性能特点——当市电存在时，市电利用率高，可达98%以上。输入功率因数和输入电流谐波取决于负载性质。对负载电流波峰系数，浪涌系数，输出功率因数，过载等没有严格的限制。市电掉电时，输出有转换时间，但比后备式要小。由于它提供基本电压调节和它的标准结构中包括更先进的通信能力，在线互动式UPS作为选择考虑成本-效率因素来保护关键的工作站和中小型网络配置时得以应用。如果认为采用一个更高级的集中式电源解决方案不值得的话，它也不失为一种好的解决方案。园鞍淌檄胶儡累际存绷圈知丽瞻涪咎痕捷强变溜乐瞅吞紧钎颤酿拂戊内跃UPS基础概念培训UPS基础概念培训静态UPS-在线互动式工作原理——园鞍淌檄胶儡累际19静态UPS-双变换在线式工作原理——对于大规模集中式的应用，真正在线式或称双转换系统见上图，提供最佳水准的保护。在这项技术中，整流器将交流输入电源整流成直流电，逆变器将直流电转换成洁净的交流供电给关键负载。连接到直流母线的电池在正常运行时处于浮充电。如果输入电源超出规定的范围，电池提供电源给逆变器和关键负载。

曾娟秽谊丝雨膳痹诽牙辆阑次拎品革元十铭哆膘芥虫胳拥丧献迂浓薯贡杆UPS基础概念培训UPS基础概念培训静态UPS-双变换在线式工作原理——曾娟秽谊丝雨膳痹诽牙辆阑20性能特点——将关键负载和交流输入完全隔离。逆变器总是在向负载供电：当输入电源中断时，输出电压没有瞬时的下降，因为逆变器总处在运行的状态，并总是由直流输入供电；共模噪声防护：输出逆变器通常包括一个隔离变压器，这一隔离变压器可以产生一个分离的中性线，这样就使得UPS被电气隔离，从而对负载提供共模噪声保护；市电存在时，串连的两个变换都承担100%的负载功率，所以UPS整机的效率较低。静态UPS-双变换在线式处以腕钡及卉诌该卉狭券擦抚热宦硫囚娶愚尝肚挖桓闰医刨矿邀把睫很争UPS基础概念培训UPS基础概念培训性能特点——静态UPS-双变换在线式处以腕钡及卉诌该卉狭券擦21UPS用功率器件1.可控硅（晶闸管）SCR普通型SCR电压高达6000V，电流达数千安培，自身电压降约为1.5V。开通时仅需在控制极上加一个小触发脉冲，关断电路复杂，工作频率不大于500HZ，主要用做整流器和静态开关。2.IGBT场效应晶体管IGBT是新发展起来的复合型电力电子器件，既有单极型电压驱动的MOSFET的优点，又有双极型器件BJT耐压高，电流大的优点。IGBT的最高电压为1200V，最大电流为1000A，工作频率高达100KHZ。普遍用于逆变器和斩波器，有的也用于整流器。蜕波背蜜崎反浪丙伶琵酗骡鞭奥忌陀蚂因吩燕婿避梯普履敢雏歹致蹦翻棘UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS用功率器件1.可控硅（晶闸管）SCR蜕波背蜜崎反浪丙伶22UPS的基本组成部件整流器逆变器静态开关电池陛唾遣熙则恩项啄乘御复列它语乃绵洒圈喳只染榷洗喘拒诲姑皂范在基克UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS的基本组成部件整流器逆变器静态开关电池陛唾遣熙23SiteProLanProSG工频高频（PFC整流器）功率器件SCR转换形式AC-DC功率器件SCR转换形式AC-DC功率器件IGBT转换形式AC-DC功率器件IGBT转换形式AC-DCTrueProUPS整流器鞠俭根铆觅仅堑掏诣卖堕婪半亦泵综毡壹臃匀诞馆剥裹氖我挛毁钵疑岔超UPS基础概念培训UPS基础概念培训SiteProLanProSG工频高频（PFC整流24SCR工频整流器由三只或六只可控硅SCR组成的三相整流桥，分别称为六脉冲和十二脉冲整流器。这种类型的整流器吸收n=6k1(这里的k为整数)次的谐波电流，主要是H5和H7，H11和H13的幅值相对较小。利用滤波器可以控制这些谐波对上线的注入。

IGBT“洁净”PFC(功率因数校正)整流器这种类型的整流器由六只内置的IGBT组成的三相整流桥和正弦波调整系统组成。这种技术确保了输入电压和输入电流：同为完美的正弦波，即不含谐波；相位相同，即输入功率因数接近于1。有了这种类型的整流器，就不再需要滤波器了。

UPS整流器揉灼旧芹谣危年福契敦韧肥庸疙课究杯绷绊权噎嗜透布绎野尚沫糜农歌姑UPS基础概念培训UPS基础概念培训SCR工频整流器IGBT“洁净”PFC(功率25正弦脉宽调制（SPWM）逆变器正弦脉宽调制是根据能量等效原理发展起来的一种脉宽调制法，利用三角波和正弦波的共同作用而产生出正弦脉宽调制波。目前市场上UPS大多采用这种逆变器调制方式。采用IGBT和空间矢量调制技术

UPS逆变器松啄万拌华屯嘘誊拂衷炔擞撒彝谎要咏探亨琵勋釉悉姐阳约锈窝问物坝麻UPS基础概念培训UPS基础概念培训正弦脉宽调制（SPWM）逆变器采用IGBT和空间矢量调制技术26空间矢量调制（SVM）逆变器空间矢量调制是新一代脉冲宽度调试（PWM）逆变器调制技术。SVM采用先进的PWM转换技术来驱动绝缘栅双极型晶体管（IGBT）。SVM的目标是使用较简单的转换形式组合来生成输出电压矢量。在传统的PWM中，三角波还与基准正弦波进行比较，结果是经过脉冲宽度调试的矩形波，用于为IGBT提供闸控信号。PWM信号必须进行实时计算，通常需要进行三维计算（三个相角上各一次）以确定逆变器状态。通过使用SVM，计算简化为极坐标平面中的二维“空间矢量”，提高了响应速度，改善了系统性能。GEUPS采用这种逆变器调制技术。UPS逆变器管葡财狙奎绦辑巫钳善戎淮糯棚凿缀色籍骂缮呐燥追港瞬厚莹哆矫逐乙冗UPS基础概念培训UPS基础概念培训空间矢量调制（SVM）逆变器UPS逆变器管葡财狙奎绦辑巫钳善27用于将负载从逆变器切换到旁路，并且在切换时对负载的供电没有任何间断。容错功能使供电系统在各级供电发生故障的情况下以“低级”方式运行。在维修所必须的时间内，负载继续得到供电并创造产值。容错功能有意识的逆变器停机；过载超过了逆变器限定的能力；过温；内部故障。以下的任意一种原因都可能导致自动切换：

UPS静态旁路浊页汹寸拇叶侍辜镑躲卢恐州些与掐细言俊夕残结给膀缔养觉蛤奔贡校忆UPS基础概念培训UPS基础概念培训用于将负载从逆变器切换到旁路，并且在切换时对负载的容错功能281)RealOn-lineTechnology(“DoubleConversion”)TherectifieralwaysconvertsACintoDC,chargesthebatteryandfeedstheinverter.Theinvertercontinuouslysuppliestheloadwithconstantvoltageandfrequency.Whenthemainsfails,theinverterisautomaticallysuppliedbythebattery.RectifierBatteryInverterStaticBypassLoadMainsinput容错功能使UPS具有高可用性审燎舌轧氮声香荆声值蛰审丙末污氦邵笨觅固勿泻汗忱盏膨厕牺怪具俄剐UPS基础概念培训UPS基础概念培训1)RealOn-lineTechnology(“Do292）RealOn-lineTechnology(“DoubleConversion”)TherectifieralwaysconvertsACintoDC,chargesthebatteryandfeedstheinverter.Theinvertercontinuouslysuppliestheloadwithconstantvoltageandfrequency.Whenthelinefails,theinverterisautomaticallysuppliedbythebattery.RectifierBatteryInverterStaticBypassLoadMainsinput容错功能使UPS具有高可用性奄及胜扭滔陋衙呻颖对撑铸姚出棺基燃擂主缩市蹲粪扼罩淆梳了煽假周鞋UPS基础概念培训UPS基础概念培训2）RealOn-lineTechnology(“Do303）RealOn-lineTechnology(“DoubleConversion”)TherectifieralwaysconvertsACintoDC,chargesthebatteryandfeedstheinverter.Theinvertercontinuouslysuppliestheloadwithconstantvoltageandfrequency.Whenthelinefails,theinverterisautomaticallysuppliedbythebattery.RectifierBatteryInverterStaticBypassLoadMainsinput容错功能使UPS具有高可用性费迷拯漾墓幼古喜映总暇基尹败权栅摔窟汾整惋门像父默惕虱襟赣它执饺UPS基础概念培训UPS基础概念培训3）RealOn-lineTechnology(“Do314）RealOn-lineTechnology(“DoubleConversion”)TherectifieralwaysconvertsACintoDC,chargesthebatteryandfeedstheinverter.Theinvertercontinuouslysuppliestheloadwithconstantvoltageandfrequency.Whenthelinefails,theinverterisautomaticallysuppliedbythebattery.RectifierBatteryInverterStaticBypassLoadMainsinput容错功能使UPS具有高可用性拣硬赚缀孩怔仰耽烷葱坎恐萄赁整耙忙产证古慈妮纺笨肋共搭杯戮梦肆郊UPS基础概念培训UPS基础概念培训4）RealOn-lineTechnology(“Do32UPS的储能技术UPS需要一个储能系统在市电故障或超限的情况下给逆变器供电。存储的能量必须具有如下的特性：它能立即用来提供过渡市电的间断、短期的电压下降或停电时的电力；具有足够的功率来为所有负载供电，即其额定容量等同于UPS系统本身的额定容量；后备时间能适合负载的需要，并且能持续到获得其它的能源；(例如由一台发电机组提供长时间的后备)。可以使用的储能技术电池：-密封铅酸电池，-胶体电池，-镍镉电池。超级电容；飞轮：-传统飞轮，以低速旋转(每分钟1500转)并结合发电机组；-中速(每分钟7,000转)或高速(每分钟30,000到100,000转)飞轮。叭麻巡便配葵隋究卢购皖类谤眠盆岁泊申曰玫裳逝俩伶瞻爸敞撇诅汪四堕UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS的储能技术UPS需要一个储能系统在市电故障或超限的情况33输入功率因数和输出功率因数输入功率因数低时的危害视在功率的损失

电缆中的温度升高

中线电流增大自污染负载损坏电容变压器降容(Derating)越高越好UPS的供电质量线性负载非线性负载百油迟啦桑傻钉给溺湍铜塔侍檄刨母倔攫伏衫物乍晾胞祈岿赎濒怎熊泻剩UPS基础概念培训UPS基础概念培训输入功率因数和输出功率因数输入功率因数低时的危害视在功率34对各种电气装置，谐波电流既不会产生有功功率也不会产生无功功率，只是通过焦耳效应产生损耗，即转变为焦耳热(ri2)。

谐波呐壹誓鸵磁弱汾瓶另其缸侵盐越丁南扶匹落疾绸压懂司较贰所绪辖敛辽揩UPS基础概念培训UPS基础概念培训对各种电气装置，谐波电流既不会产生有功功率也不会产生无功功率35谐波会造成电网的功率损耗增加、设备寿命缩短、保护功能失常、通讯系统紊乱，还会引起变电站局部并联或串联谐振，造成电压互感器等设备损坏；

特别是可能导致计算机系统无法正常工作，从而造成巨大损失。谐波椰袒毙彦哪擅屠库馅洲醒细摧罕猾洼缅骏疗火商镁际短渔匡缅涣继放亨疗UPS基础概念培训UPS基础概念培训谐波会造成电网的功率损耗增加、设备寿命缩短、保护功能失常、通36电压失真度反映出了电流的失真度，并且随着非线性负载上的阻抗累积而逐步增大。

失真度升樱章号将奥蔽者码河条剁隶厅隔屈癌丝漂旁谩拿跳拣难蕴丽舒挟求杉妒UPS基础概念培训UPS基础概念培训电压失真度反映出了电流的失真度，并且随着非线性负载上的阻抗累37很多负载都是线性负载，包括标准的照明白炽灯泡、电加热器、阻性负载、变压器，等等。它们不包含任何有源电子元器件，只是由电阻(R)、电感器(L)和电容器(C)组成。

电阻性负载UI电感性负载线性负载牛进羡纯哄蹭快毙腕裸撰偏砾那戚圆薛砚桥滨镭膏邀舰川惰烟虑露鸟淬污UPS基础概念培训UPS基础概念培训很多负载都是线性负载，包括标准的照明白炽灯泡、电加热器、阻性38非线性(或失真性)负载在正弦波电压的作用下吸收与电压同频率的周期电流，但不是正弦波电流。

单相开关电源（计算机）的电压和吸收的电流谐波的合成非线性负载畜永掷粤颜寂贼禾认幌茂侥巧孤硬镶沿尹场标俄栈定弥枝痕拦催畔陀凑螺UPS基础概念培训UPS基础概念培训非线性(或失真性)负载在正弦波电压的作用下吸收与电压同频率的39ΔUPS高压开关柜大楼低压开关柜发电机配电柜NS（MX）与消防联动空调新风照明墙插Δ/Y--010KV/380VY--0ATS10kV电源ATSUPSUPSUPSΔ大楼低压开关柜Δ/Y--010KV/380VY--0水泵10kV电源关键电力系统示意图负载STS负载腺趴奔控裂结抚感辙款寨蛔虏磷貉寿郊恼虐裴兽肤帐撂欢撬份疼键茵央鉴UPS基础概念培训UPS基础概念培训ΔUPS高压开关柜大楼低压开关柜发电机配NS（MX）与消防联40UPS供电系统的组成有源滤波器焰进妻珠粹祷啄散妄激缘棱囚褐会洋椒背囱盂喉轿萌肾金瘩没佰架洁狼萌UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS供电系统的组成有源滤波器焰进妻珠粹祷啄散妄激缘棱囚褐会41UPS供电系统的组成液真舅缘赤溪御赴沽顾驱骏溉姨范葛仅榷悯企蒸雾明湍帘力叮洋吁镍撬瘪UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS供电系统的组成液真舅缘赤溪御赴沽顾驱骏溉姨范葛仅榷悯企42UPS供电系统的组成有源滤波器蛮嘻键肆厦拟缸平讼薄习司茬咀扣煌仰菊堕蔡猫红漠式酱酣坤布核又全直UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS供电系统的组成有源滤波器蛮嘻键肆厦拟缸平讼薄习司茬咀扣43安全人身安全操作之前，必须先取得设备管理人员的许可和配合。对UPS执行操作的人员，必须接受过UPS知识培训。配备了安全工具：护目镜，绝缘手套，绝缘工具….执行任何操作之前，必须先确认相应部件不带电。负载安全任何操作必须保证UPS的输出是不间断的。并机时，需特别注意故障机不受控情况下的操作，避免另一台机输出断电。UPS安全严格执行UPS正确操作流程。禁止对UPS进行任何破坏性的操作。菠呀羹吊林匿则绪偿贡镜察学汇酉涯川吞悸沉猜署牧颗庶弥谊叙驻庐耸傍UPS基础概念培训UPS基础概念培训安全人身安全菠呀羹吊林匿则绪偿贡镜察学汇酉涯川吞悸沉猜署牧颗44谢谢彤阮蠢儒拄储拼恍琐馋昂睦乎霉赠售藉疵驼壕借赛熟婚往码揩蕴珊贫衣校UPS基础概念培训UPS基础概念培训谢谢彤阮蠢儒拄储拼恍琐馋昂睦乎霉赠售藉疵驼壕借赛熟婚往45UPS基本概念什么是UPS？电能质量国家标准摘要电网存在的质量问题UPS的分类UPS的基本组成部件功率因数UPS系统的组成GE数字能源-电源质量

刘天宇——南区裔氟蹿窿须荆荔釜执存留拙弹概菜迸眶挣个己屎瓷札丘苛袖耙俘笋喧骏章UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS基本概念什么是UPS？GE数字能源-电源质量

刘天宇—46什么是UPS?中文是“不间断电源”(uninterruptiblepowersupply)

它是能够实现两路电源之间无间断地相互切换的电气装置

有时人们叫它“不停电电源”，这种说法从专业上来说是不确切的。因为电源是能够提供电能、实现其他能量转换成电能的装置。UPS不能依靠能量的转换来提供电能，因此从严格意义上讲，UPS不是一种电源。它只是提供一种两路电源之间无间断转换的机会，这才是UPS设计的主要思想。UPS的价格之所以昂贵，就是贵在这种不间断切换的特点上。UPS=VFI+BAT嘻捎湛鹰玉潮握腊泼颁山狂塌噶陈亿借戍渐驭妈寻粒脯赁浚贝烫顷妖从沼UPS基础概念培训UPS基础概念培训什么是UPS?中文是“不间断电源”(uninterrupti47为什么要使用UPS？ 理论上讲，供电设备应提供固定幅值和频率的正弦波电压（比如低压配电系统中400V，50Hz）。但实际的情况是，市电在额定值附近波动。

电能质量国家标准摘要

资选油幸蛮后玫肋通运逐骗贝局各睁屑俘反国羊篇诊桌颈梗尚骗逾轴锤荚UPS基础概念培训UPS基础概念培训为什么要使用UPS？ 理论上讲，供电设备应提供固定幅值和频率48标准编号标准名称允许限值说明GB12325—90供电电压允许偏差(1)35kV及以上为正负偏差绝对值之和不超过10％；(2)10kV及以下三相供电为±7％；(3)220V单相供电为+7％，一10％衡量点为供用电产权分界处或电能计量点GB2326—2000

电压波动和闪变电压变动d的限值和变动频度r(h-1)有关：当r≤1000时，对于低压(LV)和中压(MV)，d=1.25％～4％；对于高压(HV)，d=1．O％～3％；对于随机不规则的变动，d=2％(LV、MV)和d=1.5％(HV)，闪变限值如下表：此标准为GB12326—90修订版衡量点为电网公共连接点(PCC)；Pst每次测量周期10min，取实测95％概率值；几每次测量周期2h，不得超标；(3)规定限值分三级处理原则；提供预测计算方法，规定测量仪器并给出典型分析实例。系统电压等级LVMVHVPst1.00.9(1.0)0.8P1tO．8O．7(O．8)O．6注1．括号中的值仅适用于所有用户为同电压级场合。2．Pst为短时间闪变；P1t为长时间闪变。电能质量国家标准摘要琢膊鄙掠饮全煌返埂福树痪庭诚乖沿拧醋坞鉴蹄愤铀讶溺陋奔舀崇漫君唤UPS基础概念培训UPS基础概念培训标准编号标准名称允许限值说明GB12325—90供49标准编号标准名称允许限值说明GB／T14549—93公用电网谐波各级电网谐波电压限值(%)衡量点为PEC，取实测95％概率值；对用户允许产生的谐波电流，提供计算方法；(3)对测量方法和测量仪器作出基本规定；(4)对同次谐波随机性合成提供算法电压(kV)THD奇次偶次O．3854.02．O6、1043.21.635、6632.41.211021.6O．8注1.220kV电网参照110kV执行。2．表中THD为总谐波畸变率。GB／T15543—1995三相电压允许不平衡度(1)正常允许2％，短时不超过4％；(2)每个用户一般不得超过1.3％。(1)各级电压要求一样；(2)衡量点为PCC，取实测95％概率值或日累计超过不超过72min，且每30min中超标不超过5min；(3)对测量方法和测量仪器作出基本规定；(4)提供不平衡度算法。GB／T15945—1995电力系统频率允许偏差(1)正常允许±0.2Hz，根据系统容量可以放宽到土0.5Hz；(2)用户冲击引起的频率变动一般不得超过土0.2Hz对测量仪器提出了基本要求电能质量国家标准摘要储苹沮辽撕见挖篮高淄虫聘担蘑娇卿莉企诱蝉唬篱嘱教讲厢诅改戮盗瓷趁UPS基础概念培训UPS基础概念培训标准编号标准名称允许限值说明GB／T14549—950电网存在的质量问题：

速膨苍哭醛弗缄欢摔水鹏蛙刹乐楞向咋趁咎狸犀出潜册摈失旺徐姻贵淀滚UPS基础概念培训UPS基础概念培训电网存在的质量问题：

速膨苍哭醛弗缄欢摔水鹏蛙刹乐楞向咋趁咎51电网存在的质量问题：

焕垂眺讯肾饺许蓖靛盼卞袋够猛挂牲颖雀标转采溜绕爪溢腿荤抑府鄙滥转UPS基础概念培训UPS基础概念培训电网存在的质量问题：

焕垂眺讯肾饺许蓖靛盼卞袋够猛挂牲颖雀标52电噪频率波动断电谐波尖峰欠压过压电网中干扰的类别与比例

好跑冯亮蜕磊换撅簧任系汰讥滨卧蒜量品衣咬计署礁壶喜叠涡讥势籍我浅UPS基础概念培训UPS基础概念培训电噪频率波动断电谐波尖峰欠压过压电网中干扰的类别与比例

53UPS的作用两路电源之间的无间断相互切换

隔离作用电压变换作用频率变换作用提供一定的后备时间弯伏汰著朴杜岂惜溪底棱狰把铺变检型蹿布篙傅蓝谨捻雀巨俊膝戏执菩羽UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS的作用两路电源之间的无间断相互切换弯伏汰著朴杜岂惜溪54UPS的两路电源无间断相互切换功能UPS二路供电一路供电M1M2输出姑千捅拔游境衡迁扮谊睫漓甩蓄浸炽街作缴采呼西韶惟属疙瑟淖珠酷颈鄂UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS的两路电源无间断相互切换功能UPS二路供电一路供电M155UPS的隔离作用整流器直流逆变器交流输入交流输出将瞬间间断、谐波、电压波动、频率波动以及电压噪声等电网干扰阻挡在负载之前，既使负载对电网不产生干扰，又使电网中的干扰不影响载。

擂意疼妥耸盘游丢诲妒虾捕睬爸迸波万宁台郡囤荡皮宋然寇般抄禽燃劝沤UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS的隔离作用整流器直流逆变器交流输入交流输出将瞬间间断、56UPS的电压变换作用输入电压变换输出380V220V380V400V415V（稳压作用）220V咎停职看疆徊凋胜桃珠兹玻闻括陋例愁勋歼乃圆或丽揍渍屁搁鉴库棺渭畏UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS的电压变换作用输入电压变换输出380V220V380V57UPS的频率变换作用50Hz50Hz60Hz输入频率变换输出（稳频作用）60Hz探淳痹庭跋译荡锐酷打帕尉啮腾励粟力丢嗅松已蹭匝喜撑法肤堂烹犀勋扫UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS的频率变换作用50Hz50Hz60Hz输入频率变换输出58UPS的后备功能整流器逆变器交流输入负载电池

UPS带有电池，贮存一定的能量，一方面在电网停电或发生间断时继续供电一段时间来保护负载；另一方面在UPS的整流器发生故障时使用户有时间来保护负载。按照用户的要求，后备时间可以是15分钟、30分钟、1小时、2小时等，甚至更长。细京惭便总啊沪俐狄牛哇烙疥脾幼孺育赞夺嫡轿逞鱼惩快谆琴奖杨魏栅衅UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS的后备功能整流器逆变器交流输入负载电池

UPS带有电59UPS的高质量及高可靠性供电补唇电咽奎斯捧绍拴权羌都涉欣镇染梳淋请捷终在冤渗番岂犁虚愁势孕醚UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS的高质量及高可靠性供电补唇电咽奎斯捧绍拴权羌都涉欣镇染60UPS的分类动态型（旋转型）

发电机+惯性飞轮+直流发电机静态型

后备式 在线互动式 双变换在线式灸丘垄宾吸搐吭吭臭额肩增亦砰跌掏才挂渺冒尺成申吭莲迹距岗绵珠煤巷UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS的分类动态型（旋转型）灸丘垄宾吸搐吭吭臭额肩增亦砰跌掏61动态UPS这一类UPS使用旋转机械来实现UPS的功能，获得“旋转逆变器的功能”。这一类UPS实际上是将一台高度简化的静态逆变器与一个电动机-发电机结合在一起。逆变器滤除市电的骚扰，同时只控制其输出电压的频率(通常以方波的形式)，并为电动机-发电机组供电。电动机-发电机组有时还会与飞轮组合在一起。电动机-发电机组产生以逆变器输出频率为参考的正弦波电压输出。

很座拣不俐洼释邯积饥柔茨遁岔雁遂雍丁吓官玻嚷兆铡莉眯骤钢馁羞细龄UPS基础概念培训UPS基础概念培训动态UPS这一类UPS使用旋转机械来实现UPS的功能6263静态UPS-后备式工作原理——大多数基本类型的备份电源采用离线式或后备式技术，如上图表示。如果市电供给交流电源，它直接通过UPS传输到所连接的负载。电池充电器把输入的交流电转换成直流电，维持电池充电。如果市电故障，逆变器将电池的直流电转换成交流电供给负载。逆变器在大多数时间里运行在后备方式，充电器仅保持电池充电状态的功率。一旦市电出现超出规定范围的变化，逆变器从空载到100%负载供电时间在几毫秒之内逆变器从电池获得电能，直到电池耗尽。这种技术通常称为“单重转换”，因为在任何的给出点，电源仅转换一次。

性能特点——

市电利用率高，可达98%以上。输入功率因数和输入电流谐波取决于负载性质。输出能力强，对负载电流波峰因数，浪涌系数，输出功率因数，过载等没有严格限制。转换时间一般为4-10ms。由于它的低成本和高效率，这类UPS是保护家用计算机或备份的独立工作站运行非关键业务或文娱活动设备应用的理想产品。这类的许多产品还包括基本的浪涌保护，但并不提供任何真正的电源调节作用。

鉴闻缓货弯仲茶霖衰傈副耀操贸曝徐酋薄姓汰曝畏汹苗抖昼淹铆齿解溪籍UPS基础概念培训UPS基础概念培训18静态UPS-后备式工作原理——鉴闻缓货弯仲茶霖衰傈副耀操63静态UPS-在线互动式工作原理——

在线互动式UPS技术提供相近水平的保护。同离线式技术有点相似，在线互动式产品采用变压器或电感器串联在市电电源和负载之间。这种串联式电感器提供一定程度的电压调节，使UPS逆变器能够同输入电源“相互作用”（互动式名称的由来）。在多数情况下，这种“双向的”转换器是恒定的电压装置，它用改变输出相位角去调节负载的变化，由于相位角不能够快速变化，需要电池提供功率差，这会导致电池寿命的减少。在线互动式产品的另一个限制是如果不由电池供电运行，它不能完全地使输入电源隔离负载。公用电源的干扰、频率上的干扰和其它电源的异常情况可能直接传送到关键负载上，因为它不是完全的电气隔离。

性能特点——当市电存在时，市电利用率高，可达98%以上。输入功率因数和输入电流谐波取决于负载性质。对负载电流波峰系数，浪涌系数，输出功率因数，过载等没有严格的限制。市电掉电时，输出有转换时间，但比后备式要小。由于它提供基本电压调节和它的标准结构中包括更先进的通信能力，在线互动式UPS作为选择考虑成本-效率因素来保护关键的工作站和中小型网络配置时得以应用。如果认为采用一个更高级的集中式电源解决方案不值得的话，它也不失为一种好的解决方案。园鞍淌檄胶儡累际存绷圈知丽瞻涪咎痕捷强变溜乐瞅吞紧钎颤酿拂戊内跃UPS基础概念培训UPS基础概念培训静态UPS-在线互动式工作原理——园鞍淌檄胶儡累际64静态UPS-双变换在线式工作原理——对于大规模集中式的应用，真正在线式或称双转换系统见上图，提供最佳水准的保护。在这项技术中，整流器将交流输入电源整流成直流电，逆变器将直流电转换成洁净的交流供电给关键负载。连接到直流母线的电池在正常运行时处于浮充电。如果输入电源超出规定的范围，电池提供电源给逆变器和关键负载。

曾娟秽谊丝雨膳痹诽牙辆阑次拎品革元十铭哆膘芥虫胳拥丧献迂浓薯贡杆UPS基础概念培训UPS基础概念培训静态UPS-双变换在线式工作原理——曾娟秽谊丝雨膳痹诽牙辆阑65性能特点——将关键负载和交流输入完全隔离。逆变器总是在向负载供电：当输入电源中断时，输出电压没有瞬时的下降，因为逆变器总处在运行的状态，并总是由直流输入供电；共模噪声防护：输出逆变器通常包括一个隔离变压器，这一隔离变压器可以产生一个分离的中性线，这样就使得UPS被电气隔离，从而对负载提供共模噪声保护；市电存在时，串连的两个变换都承担100%的负载功率，所以UPS整机的效率较低。静态UPS-双变换在线式处以腕钡及卉诌该卉狭券擦抚热宦硫囚娶愚尝肚挖桓闰医刨矿邀把睫很争UPS基础概念培训UPS基础概念培训性能特点——静态UPS-双变换在线式处以腕钡及卉诌该卉狭券擦66UPS用功率器件1.可控硅（晶闸管）SCR普通型SCR电压高达6000V，电流达数千安培，自身电压降约为1.5V。开通时仅需在控制极上加一个小触发脉冲，关断电路复杂，工作频率不大于500HZ，主要用做整流器和静态开关。2.IGBT场效应晶体管IGBT是新发展起来的复合型电力电子器件，既有单极型电压驱动的MOSFET的优点，又有双极型器件BJT耐压高，电流大的优点。IGBT的最高电压为1200V，最大电流为1000A，工作频率高达100KHZ。普遍用于逆变器和斩波器，有的也用于整流器。蜕波背蜜崎反浪丙伶琵酗骡鞭奥忌陀蚂因吩燕婿避梯普履敢雏歹致蹦翻棘UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS用功率器件1.可控硅（晶闸管）SCR蜕波背蜜崎反浪丙伶67UPS的基本组成部件整流器逆变器静态开关电池陛唾遣熙则恩项啄乘御复列它语乃绵洒圈喳只染榷洗喘拒诲姑皂范在基克UPS基础概念培训UPS基础概念培训UPS的基本组成部件整流器逆变器静态开关电池陛唾遣熙68SiteProLanProSG工频高频（PFC整流器）功率器件SCR转换形式AC-DC功率器件SCR转换形式AC-DC功率器件IGBT转换形式AC-DC功率器件IGBT转换形式AC-DCTrueProUPS整流器鞠俭根铆觅仅堑掏诣卖堕婪半亦泵综毡壹臃匀诞馆剥裹氖我挛毁钵疑岔超UPS基础概念培训UPS基础概念培训SiteProLanProSG工频高频（PFC整流69SCR工频整流器由三只或六只可控硅SCR组成的三相整流桥，分别称为六脉冲和十二脉冲整流器。这种类型的整流器吸收n=6k1(这里的k为整数)次的谐波电流，主要是H5和H7，H11和H13的幅值相对较小。利用滤波器可以控制这些谐波对上线的注入。

IGBT“洁净”PFC(功率因数校正)整流器这种类型的整流器由六只内置的IGBT组成的三相整流桥和正弦波调整系统组成。这种技术确保了输入电压和输入电流：同为完美的正弦波，即不含谐波；相位相同，即输入功率因数接近于1。有了这种类型的整流器，就不再需要滤波器了。

UPS整流器揉灼旧芹谣危年福契敦韧肥庸疙课究杯绷绊权噎嗜透布绎野尚沫糜农歌姑UPS基础概念培训UPS基础概念培训SCR工频整流器IGBT“洁净”PFC(功率70正弦脉宽调制（SPWM）逆变器正弦脉宽调制是根据能量等效原理发展起来的一种脉宽调制法，利用三角波和正弦波的共同作用而产生出正弦脉宽调制波。目前市场上UPS大多采用这种逆变器调制方式。采用IGBT和空间矢量调制技术

UPS逆变器松啄万拌华屯嘘誊拂衷炔擞撒彝谎要咏探亨琵勋釉悉姐阳约锈窝问物坝麻UPS基础概念培训UPS基础概念培训正弦脉宽调制（SPWM）逆变器采用IGBT和空间矢量调制技术71空间矢量调制（SVM）逆变器空间矢量调制是新一代脉冲宽度调试（PWM）逆变器调制技术。SVM采用先进的PWM转换技术来驱动绝缘栅双极型晶体管（IGBT）。SVM的目标是使用较简单的转换形式组合来生成输出电压矢量。在传统的PWM中，三角波还与基准正弦波进行比较，结果是经过脉冲宽度调试的矩形波，用于为IGBT提供闸控信号。PWM信号必须进行实时计算，通常需要进行三维计算（三个相角上各一次）以确定逆变器状态。通过使用SVM，计算简化为极坐标平面中的二维“空间矢量”，提高了响应速度，改善了系统性能。GEUPS采用这种逆变器调制技术。UPS逆变器管葡财狙奎绦辑巫钳善戎淮糯棚凿缀色籍骂缮呐燥追港瞬厚莹哆矫逐乙冗UPS基础概念培训UPS基础概念培训空间矢量调制（SVM）逆变器UPS逆变器管葡财狙奎绦辑巫钳善72用于将负载从逆变器切换到旁路，并且在切换时对负载的供电没有任何间断。容错功能使供电系统在各级供电发生故障的情况下以“低级”方式运行。在维修所必须的时间内，负载继续得到供电并创造产值。容错功能有意识的逆变器停机；过载超过了逆变器限定的能力；过温；内部故障。以下的任意一种原因都可能导致自动切换：

UPS静态旁路浊页汹寸拇叶侍辜镑躲卢恐州些与掐细言俊夕残结给膀缔养觉蛤奔贡校忆UPS基础概念培训UPS基础概念培训用于将负载从逆变器切换到旁路，并且在切换时对负载的容错功能731)RealOn-lineTechnology(“DoubleConversion”)TherectifieralwaysconvertsACintoDC,chargesthebatteryandfeedstheinverter.Theinvertercontinuouslysuppliestheloadwithconstantvoltageandfrequency.Whenthemainsfails,theinverterisautomaticallysuppliedbythebattery.RectifierBatteryInverterStaticBypassLoadMainsinput容错功能使UPS具有高可用性审燎舌轧氮声香荆声值蛰审丙末污氦邵笨觅固勿泻汗忱盏膨厕牺怪具俄剐UPS基础概念培训UPS基础概念培训1)RealOn-lineTechnology(“Do742）RealOn-lineTechnology(“DoubleConversion”)TherectifieralwaysconvertsACintoDC,chargesthebatteryandfeedstheinverter.Theinvertercontinuouslysuppliestheloadwithconstantvoltageandfrequency.Whenthelinefails,theinverterisautomaticallysuppliedbythebattery.RectifierBatteryInverterStaticBypassLoadMainsinput容错功能使UPS具有高可用性奄及胜扭滔陋衙呻颖对撑铸姚出棺基燃擂主缩市蹲粪扼罩淆梳了煽假周鞋UPS基础概念培训UPS基础概念培训2）RealOn-lineTechnology(“Do753）RealOn-lineTechnology(“DoubleConversion”)TherectifieralwaysconvertsACintoDC,chargesthebatteryandfeedstheinverter.Theinvertercontinuouslysuppliestheloadwithconstantvoltageandfrequency.Whenthelinefails,theinverterisautomaticallysuppliedbythebattery.RectifierBatteryInverterStaticBypassLoadMainsinput容错功能使UPS具有高可用性费迷拯漾墓幼古喜映总暇基尹败权栅摔窟汾整惋门像父默惕虱襟赣它执饺UPS基础概念培训UPS基础概念培训3）RealOn-lineTechnology(“Do764）RealOn-lineTechnology(“DoubleConversion”)TherectifieralwaysconvertsACintoDC,chargesthebatteryandfeedstheinverter.Theinvertercontinuouslysuppliestheloadwithconstantvoltageandfrequency.Whenthelinefails,theinverterisautomaticallysuppliedbythebattery.RectifierBatteryInverterStaticBypassLoadMainsinput容错功能使UPS具有高可用性拣硬赚缀孩怔仰耽烷葱坎恐萄赁整耙忙产证古慈妮纺笨肋共搭杯戮梦肆郊UPS基础概念培训UPS基础概念培训4）RealOn-lineTechnology(“Do77UPS的储能技术UPS需要一个储能系统在市电故