UPS电源概述.doc

UPS电源概述、使用电源系统必要性电子时代有两个无法回避的不幸现实：市电无法为敏感的电子元件提供所需的稳定持续的电源，而用户却最终要对自己设备的正常运作和安全操作负责。网络系统对市电的依赖性越来越强，而市电的负荷已超出了它们的承受能力。尽管现代个人计算机的功能有所发展，但瞬时的停电就会引起数据丢失，而更危险的是，如果计算机在存储文件时遭遇电源问题，则可能会导致先前写入的文件乃至整个硬盘的丢失。向磁盘持续书写的网络服务器对此尤为敏感。本次UPS设备采购正是为了解决电源安全的问题。信息化智能设备供电状况:在不断前进的信息社会中，通信、交通、新闻媒体、金融和电力等关系到国计民生的关键性行业一天天更加依赖于信息系统，而供电系统的稳定性和可靠性直接关系到信息系统数据存储和信息设备的稳定性和可靠性，离开了稳定可靠的供电系统的支持和保证，整个信息系统的可用性和信息网络系统建立的必要性都要大打折扣。目前，众多的公司和政府部门都在建立庞大的电子数据库，从自己经营管理的各个方面收集、存储和处理有关管理、销售、财务及运作的数据和信息。Internet的兴起和信息化高速公路的提出激发了更大的信息量的需求。特别是随着经济的不断增长，各种高精尖电子和智能化设备的开发和应用越来越广，其应用深度和广度可以一日千里描述，整个国家和社会对于电力供应的数量和质量都提出了更多要求，银行金融系统、邮电系统、新闻媒体、交通运输、大型企业等重要部门和行业的管理和经营系统如果供电系统出现秒级的断电或波动都会对政府形象、国家和人民的生命财产造成巨大损失和极坏的影响。相对于其他基础设施的蓬勃发展，电力系统建设的相对滞后，已经成为我国经济可持续发展的瓶颈，加强电力系统的建设，特别是加强高新技术领域的供电系统的建设，已经成为各级政府和社会各界的共识。由于我国的市电网络发电及用电情况比较复杂，设备落后，管理不善，造成我们使用的交流电质量较差，电压波动范围大，从170250伏（320450伏 三相）大范围变化，电磁和谐波干扰严重，同时，由于电力紧缺，很多地区停电现象时有发生。研究表明，每台PC机平均每月受到雷击、浪涌、低压、噪音或断电等电源问题的侵害多达120次，如果不能及时地解决这些问题，系统中的宝贵数据（或程序）将有丢失的危险。对于医院医疗设备系统，电网的不正常所造成的影响将更加严重。归纳起来，我们认为市电会出现九种对负载不利的情况，我们称之为九大市电问题，下面分述如下：、中断市电 市电完全中断，电压为零，时间超过40毫秒产生原因及危害 雷击、配电回路故障、跳闸等。数据丢失。、电压下陷 电压低于额定值的8085%，持续时间超过20毫秒。产生原因及危害 大型负载设备的突然启动。数据错误、内存丢失、屏幕闪烁。、电源浪涌 电压高于额定值110%，持续时间超过20毫秒。产生原因及危害 大型设备的突然关闭。数据错误、内存丢失、屏幕闪烁。、持续低压 电压低于额定值相对固定百分比，持续时间从几分钟到几天。产生原因及危害 用电高峰期或负载超出电网供电能力。初级硬件故障，数据丢失。、电源干扰 由射频干扰或电磁干扰引起的高频杂波。产生原因及危害 闪电、打印机、硅整流设备、电动机、继电器、电机控制装置、微波、 广电传输设备等。计算机系统死机，键盘锁死。、电源突波 电压快速上升到6000伏持续时间10100毫秒。、频率波动 电源频率发生波动，变化范围大于3赫兹。产生原因及危害 发电机系统或小型并网电站。硬盘崩溃，键盘锁死，屏幕抖动。、交换瞬变 电压尖峰快速上升到2万伏，持续时间10100毫秒。产生原因及危害 闪电、电弧、静电放电、开关切换。程序出错，屏幕抖动。、谐波失真 由非线形负载引起的电源波形变化。产生原因及危害 由非线形负载引起开关电源、调速电机、复印机、传真机等引起。通讯错误，设备过热。以上这些电源问题会使负载设备断电、损坏、误操作、工作性能变差、软件数据丢失或错误、网络数据传输速率降低、计算机网络不能正常运行等。为了解决上述问题，计算机、程控交换机、数据通讯处理系统、航空管理和医用诊断系统等精密仪器对交流供电系统都提出了不间断和可靠性的要求，使UPS在技术成熟程度、产品质量和销售量等方面都有了长足的发展。 UPS不间断电源设备和技术作为计算机与互联网络和高精尖系统的重要组成部分，无论是过去、还是现在将来，在国民经济和国家安全方面的作用变的越来越重要。我国对UPS的需求量将大于西方，原因是： （1）计算机的普及和大量应用。 （2）市电质量比西方国家差，电网供电不足、电压波动大、干扰严重是长 期问题。 （3）现代化的进展，CAD/CAM系统的应用已提到议事日程上来，对UPS的需求将与日俱增。电气设备对电源的要求UPS广泛用于各类精密电气设备，在各行各业中 UPS发挥极其重要的作用： 、电力系统：行业特殊性，一旦因电力因素使电力设备如DCS不能正常运作，电厂除遭受经济损失外，同时对锅炉的安全性产生巨大的危机，尤其对核电站更是危险，其社会损失不可估量。、通信、邮电系统：现在是高信息时代，信息的发展离不开电源，电信、邮电是一个信息的服务中心，如果电信、邮电一旦断电，整个通信将处于瘫痪状态，其中的损失将是无法用金钱来衡量。、政府办公机房、金融、证券等系统：此行业对电源的要求十分严格，所有数据处理均通过电脑来完成，因而对电源的要求必须24小时不间断，任何不稳定或突然断电将是一个致命的打击。、医疗系统：医院行业特殊性，一旦因电力因素供各种检测仪器如CT/MRI机损坏或停电不能正常运作，医院除遭受经济损失外，同时延缓对病人病情的确诊，影响医院的信誉，其社会损失不可估量。、高速公路收费，隧道、桥梁供电系统：现在是速度的时代，路通财通， 高速公路在国家、地方经济、社会发展中有着十分重要的战略地位。如果高速公路的管理中心，收费系统，隧道、桥梁供电系统，交通简控系统一旦断电，整个地方的交通将处于瘫痪状态，社会安定将无法保证，对社会、地方的影响将是无法想象。 电源安全问题分析电源问题是数据丢失的最主要原因 l 电源故障/浪涌：45.3%l 暴风雨（雪）损坏：9.4%l 火灾或爆炸：8.2%l 硬件/软件故障：8.2%l 水灾和水患：6.7%l 地震：5.5%l 网络运转中止：4.5%l 人为故障/故意破坏：3.2%l 资料来源：Contingency PlanningUPS系统可以保障用户的计算机系统在停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘，使系统不致因停电而影响工作或丢失数据。它在计算机系统和网络应用中，主要起到两个相当重要的作用：一是应急使用，防止突然断电而影响正常工作，给您的计算机造成损害；二是消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电线噪声和频率偏移等“电源污染”，改善电源质量，为用户的计算机系统提供高质量的电源。对于电脑来说，显示器及主机工作都需要正常的电力供应。尤其是内存，对电源的要求更高。它是一种依赖电能的存储设备，需要不断地刷新动作来保持存储内容。一旦断电，所保存的内容立即消失。如果非正常断电，导致内存中的信息来不及保存到硬盘等存储设备上，就会造成信息因完全丢失或变得不完整而失去价值，从而浪费大量的工作精力、时间、甚至造成巨大的经济损失。而UNIX这样的操作系统，如果不正常关机，内存中的系统信息没有回写到硬盘上，还可能造成系统崩溃，无法再次启动。此外，电脑中的硬盘，虽然应用的是磁存储介质，不会因断电而损失信息，但突然的电力故障会使正在进行读写工作的硬盘物理磁头损坏，或者系统文件在维护文件系统时，造成文件分配表错误，从而造成整个硬盘的报废。另外，现在的操作系统大都能设置虚拟内存，由于突然的断电，使系统来不及取消虚拟内存，从而造成硬盘中的“信息碎片”，不仅浪费了硬盘存储空间，还会导致机器运行缓慢。电脑电源是一种整流电源，过高的电压可能会造成整流器烧毁。而电压尖脉冲和暂态过电压以及电源杂讯等干扰都可能通过整流器进入主机板，影响机器的正常工作，甚至烧毁主机线路。总之，电力问题是计算机工作的重大威胁。但是随着计算机和网络应用的日益重要和广泛，安全可靠的电源已是网络设计和管理人员不得不认真面对的重要问题。“需要是社会发展的第一推动力”，在这种背景下，UPS(不间断电源）应运而生，并伴随电力电子技术的发展，不断推陈出新，在十数年间，不仅造就了一个崭新的产业，而且随着时间的推移更将有蓬勃的发展和灿烂的前景。 UPS对电源安全问题的解决办法UPS电源在对数据中心的安全稳定运行至关重要，是保证数据中心安全稳定运行的重要基础。UPS系统是一个多路电源输入的低压多端网络，网络的核心设备逆变器和静态开关等，是一套电子元件自动控制的电力装置，可管理同时不会给计算机网络带来损失，因UPS供电系统中的各个环节的工作可靠性是系统可靠性的基础，它涉及到电子技术、自动控制、通讯技术、计算机技术等多门学科，具有技术密集型、高科技、高技能的管理特点，对机房和网络系统具有可靠的安全性，保护机房系统正常运作，给你一个安全计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的 UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；如：当市电中断( 事故停电 )时, UPS 立即将机内电池的电能,通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏，大大增强了工作不受干扰，保证工作安全稳定运作。UPS( Uninterruptible Power System )，即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的 UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断( 事故停电 )时, UPS 立即将机内电池的电能,通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。 UPS作为保护性的电源设备，它的性能参数具有重要意义，应是我们选购时的考虑重点。市电电压输入范围宽，则表明对市电的利用能力强（减少电池放电）。输出电压、频率范围小，则表明对市电调整能力强，输出稳定。波形畸变率用以衡量输出电压波形的稳定性,而电压稳定度则说明当UPS突然由零负载加到满负载时，输出电压的稳定性。 还有UPS效率、功率因数、转换时间等都是表征UPS性能的重要参数，决定了对负载的保护能力和对市电的利用率。性能越好，保护能力也越强，总的来说，后备式UPS对负载的保护最差，在线互动式略优之，在线式则几乎可以解决所有的常见电力问题。当然成本也随着性能的增强而上升。因此用户在选购UPS时，应根据负载对电力的要求程度及负载的重要性不同,而选取不同类型的UPS。UPS对电源保护主要有以下几种方式：1.停电保护-一瞬间停电时立即由UPS将电池直流电源转换成交流电继续供电。2.电压保护-市电电压过高或过低时UPS内建稳压器(AVR)将做适当的调整,使市电的电压保持在可使用的范围,若电压过低或过高超过可使用范围,UPS将电池直流电源转换成交流电继续供电,以保护用户设备。 3.波形失真处理-由于电力经由输配电线路传送至客户端,各种机器设备的使用,往往造成市电电压波形的失真,因为波形失真将产生谐波干扰设备且会使电力系统变压器温度升高,一般要求失真率5%,一般UPS设计失真率3%。4.稳压稳频-市电频率分为50Hz/60Hz两种,所谓频率就是每一秒变动的周期,50Hz就是每秒50周次,台湾市电的频率是60Hz,大陆是50Hz。发电机运转时受到客户端用电量的突然变化造成转速的变动将使转换出来的电力频率飘移不定,UPS转换的电力可提供稳定的频率;电压稳定-市电电压易受电力输送线路品质的影响,离变电所较近的用户电压较高约130120V,离变电所较远的用户电压较低约10090V,电压太高或太低会使用户设备缩寿命,严重时会烧毁设备,使用在线式U