不间断电源系统UPS基础

UPS根底UPS系列培训2EmersonConfidential主要内容3EmersonConfidentialUPS概述什么是UPS为什么使用UPSUPS的功能UPS的分类4EmersonConfidential不间断地为用户设备提供交流电的一种电源设备负载蓄电池UPS什么是UPS？－不间断电源市电UPS－UninterruptiblePowerSupply5EmersonConfidentialUPS概述什么是UPS为什么使用UPSUPS的功能UPS的分类6EmersonConfidential为什么用UPS？－电网问题波形下限市电断电电压浪涌电线噪声瞬态尖峰频率漂移谐波失真……电网7EmersonConfidential为什么用UPS？－电网问题电网问题引发原因现象市电断电停电、空气开关跳闸零电压持续2个周波以上电压浪涌大型设备关闭或雷击引起电压高于110%额定值，持续一个或多个周波波形下陷大型设备突然启动、电网切换电压低于80-85%额定值，持续一个或多个周波

瞬态尖峰闪电、电子开关工作，电焊电压峰值高达6000V，持续时间一般为0.5-5个周波谐波干扰电动机、电焊机、广播通信设备、无线通信设备、微波设备频率漂移小水电，发电机8EmersonConfidential电源中断、电压波动、瞬态尖峰、电源浪涌、高压脉冲——造成效劳器、路由器、磁盘阵列等精密设备数据丧失、设备损坏、死机、停止工作等。谐波污染、线间噪声、频率漂移——造成网络传输误码率大增，数据传输速度低下等。为什么用UPS？－电网问题对设备的危害9EmersonConfidentialUPS概述什么是UPS为什么使用UPSUPS的功能UPS的分类10EmersonConfidential高可靠性不间断供电电网稳压、净化功能电池管理功能智能监控功能UPS的四大功能保证动力的连续性高质量供电、绿色电源延长电池使用寿命解决UPS维护问题11EmersonConfidentialUPS概述什么是UPS为什么使用UPSUPS的功能UPS的分类12EmersonConfidentialUPS分类按工作原理不同，UPS分为：后备式UPS互动式UPS在线式UPS按供电体系不同，UPS分为：单进单出UPS三进单出UPS三进三出UPS按输出功率不同，UPS分为：小功率〔<10kVA〕中等功率〔10至30kVA〕大功率〔>30kVA〕13EmersonConfidential按变压器特点不同，UPS分为：高频UPS〔高频机〕工频UPS〔工频机〕按输出波形不同，UPS分为：方波输出UPS正弦波输出UPSUPS分类〔续〕14EmersonConfidential主要内容15EmersonConfidential后备式UPS工作原理有市电时，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。充电器逆变器市电

负载

电池组功率等级0.25-2KVA左右16EmersonConfidential在线互动UPS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，实现分段稳压互动式UPS工作原理市电双向变换器

电池组

负载

市电正常/整流停电/逆变264-276V150-175V150-264V功率等级0.7-20KVA左右17EmersonConfidential在线式UPS工作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，即逆变电路始终处于工作状态。18EmersonConfidential三种UPS比较后备式在线互动式在线式逆变器状态后备热备工作输出电源质量低（供电差，仅是不停电功能）中等（滤除部分干扰）最高（稳压，滤除所有干扰）切换时间5～12ms4ms0成本低中等较高19EmersonConfidential主要内容20EmersonConfidential21EmersonConfidentialAC－DC整流DC－AC逆变22EmersonConfidential12脉冲整流器移相变压器负载电池和逆变器两个6脉冲整流桥30°23EmersonConfidential三相全桥IGBT整流24EmersonConfidential传统三相SCR整流UPS25EmersonConfidential三相全桥IGBT整流UPS26EmersonConfidential单相半桥逆变电路27EmersonConfidential三相全桥逆变器SR+RNTRSSTT_28EmersonConfidential29EmersonConfidential产生各驱动信号、控制整流器、逆变器、切换逻辑等30EmersonConfidential例：整流逆变DSP控制板31EmersonConfidential32EmersonConfidential主从串联热备份用于中小功率，易于安装调试，没有扩容能力，从机电池寿命缩短。市电负载UPS1UPS2主机从机主机旁路从机输出33EmersonConfidential并机冗余供电用于大功率，多台UPS平均分摊负载，可靠性高，控制电路复杂。市电负载UPS1并机逻辑控制UPS234EmersonConfidential双母线供电电池UPS1ACPPCSTS电池UPSACPPC双电源负载单电源负载LBSUPS2母线1母线235EmersonConfidential36EmersonConfidential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：0.01C37EmersonConfidential电池充放电管理功能T1为恒压均充阶段，T2为浮充阶段，T3为电池逆变供电阶段，T4为限流均充阶段38EmersonConfidential主要内容39EmersonConfidential主要参数输入特性：1、输入电压范围：输入电压范围宽可减小电池放电时机，延长电池寿命。2、旁路允许电压范围：典型10％以内3、输入功率因数：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。4、主电源频率允许范围：通常5％以内5、输入电流谐波分量：〔PFC、6/12脉冲变压器〕40EmersonConfidential主要参数输出特性：1、稳态电压精度：大型为1%，中小型为2%。2、输出瞬态特性：大型5%，中小型8%。3、输出过载能力：〔如：过载125%5min;150%10S)4、输出功率因数：〔0.6、0.7、0.8〕5、输出电压畸变〔THD〕：典型3%以内。6、频率跟踪范围：50HZ±2Hz41EmersonConfidential考虑到用户负载启动时的冲击，一般情况下最正确负载容量应为UPS容量的70%~80%。VA〔伏安〕与W〔瓦特〕的区别VA----视在功率W----实际使用功率＝实际使用功率+无用功率UPS容量单位----VA负载容量单位----W、VAVA〔伏安〕与W〔瓦特〕的换算关系典型计算机负载：1W＝1.5VA42EmersonConfidential主要内容43EmersonConfidential电池工作原理化学能电能44EmersonConfidential电池结构45EmersonConfidential电池电压单体每节电池组30节电池组32节浮充电压2.2513.5405432均充电压2.3514.1423460欠压保护1.8010.8324346终止电压1.671030032046EmersonConfidentialUPS电池与通信用电池比较通信用UPS用设计取向长时间、小电流、深放电短时间、大电流放电、浅放电设计寿命10年以上3～5年铅膏配方长寿命配方，循环寿命长大功率配方，循环寿命短隔板长寿命隔板，较厚大孔径隔板，较薄，小电流深放电易造成枝晶短路，寿命终止。过放电恢复能力板栅合金高锡含量，良好一般密封方式高可靠密封一般容量10小时率20小时率47EmersonConfidential

UPS容量VA×UPS输出功率因数放电电流= 电池组电压V×电池逆变效率电池容量配置〔1〕、计算电池放电电流〔2〕根据放电时间要求查表确认容量系数〔单位：小时〕

〔3〕电池容量Q=放电电流I×容量系数C

48EmersonConfidential〔4〕举例：

现有6kVAUPS，100%载，延时4小时，配多大电池？电池容量配置49EmersonConfidential主要内容50EmersonConfidentialUPS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、网络设备提供平安关机保护；4、能在LAN、WAN及Internet上运行5、具有保密性和平安性51EmersonConfidentialUPS监控系统组成UPS网络监控系统＝智能UPS＋网络＋