powerware-UPS相关基础知识

UPS相关基础知识,Powerware,主讲人：(伊顿爱克赛电源）庞理想的市电供电,造成电源故障的原因,“这么长的距离”从发电厂最终用户,电力输送过程中对供电质量的的影响:电站停机高压电网闪电台风、洪水及人为破坏变压器开关配电柜开关.,电源的质量同样受到用电设备的影响.,电磁干扰,UPS,造成电源故障的原因,现实环境中的供电质量,电是如此的重要！同时又潜藏着无法预测的问题？,九种主要电源故障,九种主要电源故障,断电-彻底失去电源,产生原因：雷击电力传输电缆故障自然灾害等,九种主要电源故障,电源下陷-短时间低电压,产生原因：大负载启动市电切换供电设备容量小,电源下陷-可能导致设备损坏,九种主要电源故障,电源浪涌-瞬时超过正常电压110%,产生原因：由雷电引起,导致在火线出现超过6000V的高压,电源浪涌-可能导致数据丢失和硬件损坏。,九种主要电源故障,持续欠压-在几分钟或几天里线电压持续便低正常值,产生原因：用电高峰负载超出电网的供电能力,持续欠压-可能导致设备损坏,九种主要电源故障,持续过压-在几分钟或几天内电压持续偏高,产生原因：大的负载突然关闭市电切换,持续过压-可能导致设备损坏,九种主要电源故障,电子干扰-由RFI或EMI高频噪音干扰,产生原因：闪电，可控硅设备，电机，微波等设备产生的噪音干扰,九种主要电源故障,频率扰动-频率的波动,产生原因：柴油发电机供电小型并网电站，负载跃变,频率扰动-可能导致设备误动作、数据丢失、操作系统混乱，设备故障等。,九种主要电源故障,瞬态切换-电压快速升高(纳秒级),产生原因：电弧，静态放电，开关切换,九种主要电源故障,谐波失真-由非线性负载引起的电源波形变化,产生原因：由非线性负载如开关电源，调速电机复印机，传真机等,谐波失真-可能导致通讯故障、设备过热，损坏等。,电源故障所造成的影响,突然断电的影响用电设备停止运行对计算机等相关设备造成的影响：操作系统由于无法及时关闭打开的系统文件，保存系统内核配置到特殊的文件系统将会造成系统启动区文件损坏，系统配置文件损坏,系统崩溃，导致下次系统无法正常启动。解决方法：重新恢复配置文件，重新修复启动引导文件，重新安装(或紧急恢复)操作系统内核系统应用系统及数据库系统无法及时将内存缓冲区内的数据真正物理记录到磁盘等介质上，关闭打开的数据文件将会导致数据丢失，文件损坏，应用程序及数据库系统无法正常使用。解决方法：重新安装(配置)应用系统和数据库系统，丢失的数据将无法弥补,电源故障所造成的影响,突然断电的影响用电设备停止运行对计算机等相关设备造成的影响：磁盘阵列等设备造成磁盘盘片划痕导致出现坏区(或坏道)，降低磁盘容量甚至磁盘报废，存储的数据损坏。解决方法：更换损坏的磁盘，损坏的数据将无法恢复(除非配有容错机制或有数据备份)网络连接设备寄存器中的数据将全部丢失，网络传送的数据将出现无法预料的结构。解决方法：重新发送所有的网络数据,电源故障所造成的影响,供电质量问题所造成的影响对用电设备硬件造成的影响：设备部分部件损坏设备出现误操作设备工作异常，仪表、仪器精度降低对网络系统造成的影响网络设备硬件的损坏或老化速度加快数据传送误码率增加，网络流量增加。网络速率越高，误码率越大计算机设备死机,UPS,系统中断数据丢失或被破坏硬件损坏,供电无中断数据安全硬件被保护,UPS的作用-提高用电设备的供电质量,市电,市电,早期的UPS系统(1),电动机发电机惯性储能飞轮的动态UPS,交流电动机,市电供电,交流发电机,惯性飞轮储存动能,负载,主要应用与当时大型计算机系统的断电保护，惯性飞轮储存的动能带动交流发电机提供35秒种的电能，为计算机系统提供现场数据保存时间。缺点：能耗高，效率低，体积大，噪音高，保护时间短,早期的UPS系统(2),整流器电池电动机发电机的动态UPS,直流电动机,市电供电,交流发电机,负载,主要应用与当时大型计算机系统的断电保护，电池的储能在断电时为直流电动机提供电能，从而带动发电机继续工作。缺点：能耗高，效率低，体积大，噪音高,电池组,整流器,现代UPS的分类、结构及工作原理,后备式UPS系统(Offline)线路交互式UPS系统(Line-Interactive)Delta变换式UPS系统在线双变换式UPS系统(Online),后备式UPS系统,市电供电,正常工作时,后备式UPS系统,滤波器,电池(放电中),+,-,逆变器,DC,AC,电池充电器,AC/DC,负载,浪涌电压吸收器,市电供电,电池工作时,后备式UPS的主要特点,功率范围：1001000VA工作特点：对市电进行简单的升降压及滤波处理后直接供给负载，当输入电源不符合要求时才由电池供电。在绝大多数时间内负载使用的是市电或经简单处理过的市电供电。优点：成本低、部件少、体积小、效率高缺点：市电/电池供电转换时间：416ms输出精度低、输出波形差、精度低主要应用对象：单台计算机系统的断电保护,线路交互式UPS系统,电池(充电中),+,-,双向转换器（充电器）,DC,AC,负载,浪涌电压吸收器,市电供电,正常工作时,调压器,线路交互式UPS系统,电池(放电中),+,-,双向转换器（逆变器）,DC,AC,负载,浪涌电压吸收器,市电供电,电池工作时,调压器,线路交互式UPS的主要特点,功率范围：0.720KVA，一般为0.76KVA工作特点：对市电进行滤波及一次或二次调压处理后直接供给负载，当输入电源不符合要求时才由电池逆变出高质量的的正弦波电源供电。在绝大多数时间内负载使用的是经简单处理过的市电供优点：效率高、低成本、部件少、有滤波特性、输出电压较好缺点：市电/电池供电转换时间：410ms输入频率影响大，暂态反应能量差主要应用对象：中小型仪器仪表、单台或多台计算机及相关系统的断电保护,Delta变换式UPS系统,负载,浪涌电压吸收器,市电供电,正常工作时,逆变器,DC,AC,电池,+,-,Delta变换器,滤波器,Delta变换式UPS系统,负载,浪涌电压吸收器,市电供电,电池工作时,逆变器,DC,AC,电池,+,-,Delta变换器,滤波器,Delta变换式UPS的主要特点,功率范围：10480KVA工作特点：对市电进行改良后形成交流稳压电源直接供给负载，当输入电源不符合要求时才由电池逆变出高质量的的正弦波电源供电。优点：效率高、良好的电压特性、并机容易、结构简单缺点：频率影响大，正常工作与电池工作输出电源质量有差别主要应用对象：仪器仪表、计算机及网络系统、工业系统的断电保护,双变换在线式UPS系统,负载,市电供电,正常工作时,+,-,浪涌电压吸收器,转换开关,双变换在线式UPS系统,负载,市电供电,电池工作时,+,-,浪涌电压吸收器,转换开关,双变换在线式UPS的主要特点,功率范围：0.71500KVA工作特点：市电经过整流转换为直流，由逆变器调制出稳定的正弦波。优点：负载端与市电输入端处于优良的”电隔离“状态之中、输出波形良好、输出质量高、无论负载突变或负载稳定时均呈现优异的带载特性。缺点：效率低、成本高主要应用对象：计算机及网络系统、精密仪器仪表、工业系统的断电保护,不同类型UPS的对比,后备式,在线互动式,双变换在线式,Delta变换式,参数,技术,UPS的基本构造和部件,整流器、直流母线、电池组、逆变器、静态开关、旁路开关、内置维修旁路开关、外置维修旁路开关,UPS的基本配置方法,单机系统串联冗余系统并联冗余系统,单机系统保护,串联冗余系统,基本结构,主机,从机,串联冗余系统,主机工作、从机备份,主机,从机,串联冗余系统,主机故障，从机工作,主机,从机,串联冗余系统结构的特点,结构简单，实现容易，无技术上的特殊要求不需要额外控制/通信部件，成本相对较低无机型和容量上的特殊要求，不同功率、不同型号的UPS可组成冗余系统利用率低主机、从机老化不一直主机/从机切换时可能出现410ms的切换时间对从机逆变器的带“阶越性负载”的能力要求高可扩展能力差,并联冗余系统,基本结构,UPS