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UPS技术交流 基础篇 艾默生网络能源有限公司 UPS基础培训 一 UPS概述 一 UPS概述 什么是UPS为什么使用UPSUPS的功能 UPS UPS UninterruptedPowerSystem交流不间断电源系统 信息及网络设备 蓄电池 市电 什么是UPS 什么是UPS UPS 利用电池化学能等作为后备能量 在市电断电等电网故障时 不间断地为用户设备提供 交流 电能的一种能量转换装置 为您重要的设备提供灵活且完善的电源保护 电源线 电源线 网线 网线 通讯线 网络总线 市电 柴油机 什么是UPS UPS系统组成 一个完备的UPS系统 是由UPS主机 电池 市电 发电机 后台监控或网络监控软 硬件等单元共同组成的 UPS 计算机 监控平台 计算机 监控平台 一 UPS概述 什么是UPS为什么使用UPSUPS的功能 为什么用UPS 电网问题 瞬态尖峰 频率漂移 谐波失真 电网 为什么用UPS 电网问题 一 UPS概述 什么是UPS为什么使用UPSUPS的功能 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 UPS基础培训 二 UPS原理 二 UPS原理 常见四种架构UPS原理在线式UPS工作模式UPS主要模块功能介绍常见大型UPS原理架构 负载 逆变器 电池组 充电器 175 264V 220 4 10 V 功率等级0 25 3KVA左右 后备式UPS的基本原理 一 市电正常时 它向负载提供的是抽头变压器稍加稳压处理的 低质量 交流电 逆变器不工作 蓄电池由独立的充电器充电 当市电超出规定范围时 负载由继电器转为电池逆变供电 后备式UPS的基本原理 二 负载 低通滤波器 逆变器 充电器 降压绕组 升压绕组 电池组 175 264V 150 175V 264 276V 功率等级0 7 20KVA左右 互动式UPS的基本原理 一 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的基本原理 二 功率等级10 480KVA左右 负载 主变换器 电池组 Delta变换器 175 264V 220 4 10 V 补偿变压器 Dalta变换UPS的基本原理 一 Dalta变换UPS的基本原理 二 市电正常时 85 能量有市电直接提供 15 能量有一个逆变器提供 当市电异常时 100 能量有电池提供 无法解决市电上的谐波污染 比如 频率异常 浪涌 噪声等 将直接输入到重要负载 整流 逆变 充电器 电池组 输入EMI 输出EMI 负载 市电 维修开关 旁路输入空开 市电输入空开 切换开关 1234 功率等级0 7 1500KVA左右 在线式UPS的基本原理 一 不管电网电压是否正常 输出交流电压都要经过逆变器 即逆变器始终处于工作状态 在线式UPS的基本原理 二 22 可编辑 四种架构UPS性能对比 二 UPS原理 常见四种架构UPS原理在线式UPS工作模式UPS主要模块功能介绍常见大型UPS原理架构 在主路市电正常时 UPS一方面通过整流器 逆变器给负载在线提供高品质交流电源 另一方面通过整流器为电池充电 将能量储存在电池中 如图 市电逆变工作模式 当主路市电掉电或不正常时 系统自动无间断地切换到电池工作模式 由电池逆变出用户所需的三相四线交流电源向负载供电 市电恢复后系统自动无间断地恢复到正常工作模式 如图 电池逆变工作模式 旁路工作方式有两种 一种能自动恢复到正常工作模式 另一种需人工干预才能回到正常工作模式 在逆变器过载延时时间到 逆变器受大负载冲击等情况下 系统自动无间断切换到静态旁路电源向负载供电 在UPS恢复正常后 系统自动恢复正常供电方式 当用户关机 或主路市电掉电 或不正常 且电池储能耗尽 或发生严重故障等情况下 逆变器关闭 系统会停留在旁路工作模式 此后若需恢复到正常工作模式 则需要用户重新开机 如图 静态旁路工作模式 需要对UPS电源及电池等进行全面检修或设备故障需维修时 可以通过闭合维护开关Q3BP 将负载转向维修旁路直接供电 以实现对UPS不停电维护 维修需要断开UPS内部的主路 旁路输入电源和电池输入开关以及输出开关 实现UPS内部不带电而对负载仍然维持供电的维修工作模式 如图 维修工作模式 二 UPS原理 常见四种架构UPS原理在线式UPS工作模式UPS主要模块功能介绍常见大型UPS原理架构 整流器 功能将市电AC电源转换成稳定的DC电源 直流稳压电源 输送足够能量供给逆变器带负载和给电池充电 缓启动 功率爬升 主要组成整流桥中 小容量UPS采用二极管 IGBT 双向SCR中 大容量UPS采用SCRDC滤波电容PFC功率因数校正电路 逆变器 功能 把整流器或电池送来的DC电源变换成电压稳定 额定值 1 频率稳定 额定值 1 2 本机振荡精度可达额定值 0 05 谐波含量少 THD 5 在峰值因数为3 1 干净的再生正弦波AC电源供给负载 允许DCV变化范围 320V 490V 组成 IGBT三相逆变桥 AC输出滤波电容 输出变压器 控制逻辑电路 静态开关 功能 在发生以下情况时 无中断地 同步 把负载电源转接到旁路电源 UPS输出端发生过载 甚至短路 逆变器故障 包括过温 超 欠压 具有比逆变器更强过载能力 100 可达200ms 组成 用SCR做成无触点开关 在旁路和逆变器侧各有一组 正因为无触点 开关整速度快 从而保证转换无中断 不会产生因电弧引起的高频干扰 影响负载运行 手动维修旁路 功能 为在不中断负载电源情况下 检修UPS 辅助触点发出信号 禁止逆变器启动 组成 加锁的手动开关 控制 手动控制 严格按操作步骤 把负载从逆变器供电转到手动维修旁路及恢复逆变器供电 电池 功能 当市电中断或超限时 供给逆变器能量 DC电源 保证负载电源不会中断 组成 阀控铅酸电池 VRLA 全密封免维护电池 电池柜或电池架电池开关安装在电池柜内或电池房内温度传感器 UPS基础培训 三 UPS高可靠性的供电方案 适用范围 中小功率机型优点 价格便宜 安装方式简单可靠 缺点 从机电池寿命缩短 对单机抗阶跃负载能力要求高 没有扩容能力 市电 负载 主路 从机 旁路 从机输出 方案一 主从机串联 热备份 方案 适用范围 大功率机型优点 多台UPS平均分摊负载 可靠性高 缺点 控制电路复杂 成本高 形式较多 直接并机 N 1 并机柜方式 并机旁路柜 导航型方式 热同步方式 市电 负载 主机 从机 从机输出 并机逻辑控制 方案二 直接并机型冗余供电 并联的目的 1 可以组成很大容量的交流电源系统 2 可以组成冗余系统以提高系统的可靠性 3 可以灵活配置系统的容量 便于扩容 并降低用户的初始投资 4 系统具有很好的可维护性 并联的基本条件 除并机系统各单机必须满足机型和容量相同 软件和硬件版本需一致外 还需满足以下条件 电压幅值相等输出滤波器参数一致电压频率一致控制系统稳定电压相位一致均流一致 方案二 直接并机型冗余供电 冗余并机扩