UPS不间断电源基础知识

1、安全用电环境产品UPS基础知识UPS分类2常用功能介绍5UPS工作原理4UPS基础知识1UPS主要参数3UPS基础知识1基础知识什么是UPSUPS Uninterruptable Power Supply即不间断电源UPS能做什么?三大基本功能: 稳压 滤波 不间断基础知识电压波动停电电源浪涌电线噪声瞬态尖峰频率漂移谐波失真为什么用UPS？基础知识电网电压低电网电压高电网故障掉电Motors基础知识尖峰干扰 综和干扰谐波干扰供电设备基础知识 UPS 系统中断系统中断 数据丢失数据丢失 硬件损坏硬件损坏 供电无中断供电无中断 数据安全数据安全 硬件被保护硬件被保护 市电市电市电市电为什么用UPS

2、？基础知识在计算机故障中，有5070的原因是电源故障造成的 电源问题是数据丢失的最大原因(45%以上 )国际上,一半企业估计每小时停工造成的损失US$1000美圆, 9%的企业每小时停工损失US$50000以上 (来源:Yankee Group) 电源问题带来的损失数据来源:Contingency Planning 基础知识目前我国的电力状况目前国内电力可靠率 99.89用户平均停电时间 9.77小时与国外的比较: 东京 20分钟， 法国 94分钟， 美国 58分钟, 新加坡 20分钟 国内可用性平均水平: 0.998基础知识用户设备用户设备蓄电池组蓄电池组市电或燃油发电机市电或燃油发电机UP

3、SUPS主机主机UPSUPS系统：系统：UPSUPS主机主机+ +蓄电池蓄电池+ +（电池柜）（电池柜） UPS简易组成基础知识UPSUPS输入特性输入特性UPSUPS输出特性输出特性输入电压范围输入频率范围输入功率因数频率跟踪速率输入电流谐波输出电压波形失真度输出电压稳压精度输出功率因数输出电流峰值因数UPS效率基础知识UPS主要参数输入特性保护输入特性保护输出特性保护输出特性保护交流输入过压/欠压保护输入频率过高/过低保护输入错相保护/缺相保护直流输入过压/欠压保护输出过压/欠压保护特性输出过载短路保护基础知识UPS特性保护其他特性保护其他特性保护器件高温告警风扇故障告警整流模块故障告警逆

4、变模块故障告警基础知识UPS分类2UPS分类逆变器工作状态：后备式、在线互动式、在线式逆变器工作状态：后备式、在线互动式、在线式 后备状态后备状态10ms转换时间转换时间后备状态后备状态4MS转换时间转换时间在线状态在线状态转换时间为转换时间为0后备式后备式UPS互动式互动式UPS在线式在线式UPS300VA2KVA1K5KVA1K800KVAUPS的分类（一）UPS分类交流供电模式：单进单出、三进单出、三进三出交流供电模式：单进单出、三进单出、三进三出 220V进进220V出出380V进进220V出出380V进进380V出出单进单出单进单出三进单出三进单出三进三出三进三出115KVA630K

5、VA 10800KVAUPS的分类（二）UPS分类工作模式：高频、工频工作模式：高频、工频 UPS的分类（三）无输出隔离变压器无输出隔离变压器有输出隔离变压器有输出隔离变压器1-500KVA1-800KVA高频高频UPS工频工频UPSUPS分类备用时间：标准机、长效型备用时间：标准机、长效型 UPS的分类（四）标准机长效机1-10KVA1-800KVA内置内置7/9AH外置电池UPS分类序号 比较的指标、性能高频UPS 工频UPS 1过载能力 一般较强2抗输入浪涌能力一般较强3输出抗冲击、短路能力 一般 较强4零地电压 相对较差，有高频分量相对较好5输出级元器件 多 少6功率器件容量 小 大7

6、故障时器件损坏程度高低8可靠性一般好9可维护性较复杂简易10直流母线电压对负载威胁 有没有高频机与工频机的区别UPS分类工作原理UPSUPS工作原理工作原理3充电器逆变器市电 负载 电池组功率等级功率等级0.0.5-3KVA5-3KVA左右左右有有市电时，市电直接供给负载，逆变器不工作；同时充电器给电池充电。市电时，市电直接供给负载，逆变器不工作；同时充电器给电池充电。无市电后，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。无市电后，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。后备式UPS运行原理工作原理后备式UPS的性能特点 市电存在时，效率高，可达98%以上； 市电存在时

7、，输入功率因数和输入电流谐波取决于负载性质，UPS本身不产生附加输入功率因数和谐波电流失真； 市电存在时，输出能力强，对负载电流波峰系数、输出功率因数等没有严格地限制； 市电存在时，输出电压稳定精度差，但能满足负载要求； 市电存在时，整机要靠附加滤波电路提高UPS双向抗干扰功能； 市电掉电时，输出有转换时间； 电路简单，成本低，可靠性高； 由于输出有转换开关，受切换电流能力和动作时间的限制，当前市面的后备式UPS多在3KVA以下。工作原理市电 双向变换器 电池组 负载 市电正常市电正常/整流整流停电停电/逆变逆变升压升压30V降压降压30V0V功率等级功率等级0.0.5-5KVA5-5KVA在

8、线在线互动互动UPSUPS与后备式比，主要区别在于：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。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运行原理工作原理在线互动式UPS的性能特点 市电存在时，效率高，98%以上 市电存在时，UPSUPS本身不产生附加输入功率因数和谐波电流失真 市电存在时，输出能力强，对负载电流峰值系数、输出功率因数等没有严格地限制 市电存在时，输出电压稳定精度差，但能满足负载要求 市电存在时，变换器直接接在输出端，且处在热备份状况，对输出电压尖峰干扰有滤波作用 市电掉电时，仍有转换时间，但比后备

9、式要小 电路更简单，成本低，可靠性高 变换器同时有充电功能，省掉了后备式UPS的附加充电器，当要求长延时供电时，无须再增加机外充电设备 由于变换器与输出直接接在一起，没有转换开关的限制，所以输出功率可提高到5-10KVA工作原理功率等级功率等级1-1200KVA左右左右有有无市电，逆变电路始终处于工作状态。无市电，逆变电路始终处于工作状态。在线式UPS运行原理工作原理双变换在线式UPS输入侧各种电压波形输入侧各种电压波形输出侧电压波形输出侧电压波形工作原理传统在线式UPS的性能特点 输出电压稳定精度、频率稳定度、输出电压动态响应、波形失真度等指标，都是比较高的； 没有转换时间； UPS的功率余

10、量有限，对负载提出限制条件； 对电网形成电流谐波干扰，输入功率因数低，经滤波后，最小的谐波电流成份在10%左右，而输入功率因数只有0.8左右 如果在整流器中使用功率因数校正技术，则可把输入功率因数提高到接近1，输入电流谐波成份也会大幅度降低； 在市电存在时，整机效率低，10KVA以下的UPS为80%左右，50 KVA的可达85-90%，100 KVA以上的可达90-92%。 工作原理离线式与在线式比较序号 比较的指标、性能离线式UPS 在线式UPS 1高压瞬态 有限解决完全解决2切换时间410ms0ms3浪涌 有限解决完全解决4高压尖脉冲 有限解决完全解决5波形下陷 有限解决完全解决6电子干扰

11、有限解决完全解决7频率漂移有限解决完全解决8可靠性一般好9可维护性一般好10输出电压质量较差好工作原理常用功能常用功能介绍常用功能介绍4缓起功能。可实现油机逐步接入整流器逐步开放，整流电压逐步升高，启动电流逐步增大，可以有效的避免UPS启动时对油机输出端的冲击。另外在并机接入发电机时，除了整流器逐步开放过程，同时可实现并机分批接入的原则，更进一步的避免油机输出的关断保护，保证油机运行的安全可靠。POWER WALK IN 功能常用功能三段式充电原理常用功能 恒流充电阶段，充电器充电电流保持恒定，充入电量快速增加，电池电压上升，电量充到85%90%左右； 恒压充电阶段，充电器充电电压保持恒定，充

12、入电量继续增加，电池电压缓慢上升，充电电流下降，电量基本充满；蓄电池充满，充电电流下降到低于浮充转换电流，充电器充电电压降低到浮充电压； 浮充充电阶段，也叫涓流充电，充电器充电电压保持为浮充电压，补充电池自放电，消除负极板硫化的作用。蓄电池温度越高，化学反应越剧烈，温度越低，蓄电池化学反应越平淡。因此，在蓄电池温度高时，由于电池化学反应加剧，需要降低浮充电压来减缓化学反应；蓄电池温度低时，化学反应减缓，此时需要升高浮充电压来增强化学反应，以保证能量的正常转换，这个功能就叫温度补偿。以25 为基准，对于12V电池，每升高1 ，充电电压-0.018V； 每降低1 ，充电电压+0.018V。电池温度

13、补偿常用功能并机共用电池组 ？单组或多组电池并联为两台或多台并机中的UPS共同使用，以达到节省投资成本的目的。 常用功能特性参数特性参数特性保护特性保护案例分析案例分析: :需求：需求：HI3306 UPS，1+1并机，系统后备1小时；(N+1或N+X)系统方案。配置：配置：2*2*40=160节12V/100AH方案方案: 2: 2* *40=8040=80节节12V/100AH12V/100AH收益：收益：80*1000元=80000元。 优点：节省购买电池的资金节省安装空间节省承重节省运营成本系统扩容比较方便发挥电池的最大效能，提高电池利用率常用功能EPO功能UPS（emergency

14、power off）紧急关断开关。主要应用于紧情况下快速关闭机房电源，避免发生更大的安全故障，如地震、火灾等。常用功能 ECO模式为UPS单机节能工作模式，使用ECO模式时，UPS当旁路电压在保护范围内时UPS处于旁路供电模式，此时逆变器也是在工作，UPS内的静态开关没有切换到逆变侧，当旁路电压超出旁路电压保护范围，UPS将转为逆变供电。此种工作模式，效率可以达到98%以上。 但是ECO模式属于后备运行模式，因此在旁路和逆变切换的过程中会产生一定的断电，在采用此种功能之前应该充分了解负载性质。ECO功能常用功能LBS功能是通过LBS通讯使得两组没有并机联系的UPS达到输出同步的目的。使用LBS

15、功能是为了配合外部STS静态转换开关，使得STS转换开关的两路输出电源同步，以减少STS的切换时间。主要应用于双母线供电系统中，保证主要应用于双母线供电系统中，保证STS安全可靠切换。安全可靠切换。LBS同步器常用功能特性参数特性参数特性保护特性保护 ？投资：投资：蓄电池蓄电池UPSUPS维护：维护：蓄电池蓄电池UPSUPS 蓄电池新旧不能共用蓄电池新旧不能共用直流电压可选择常用功能特性参数特性参数特性保护特性保护案例分析： 需求：60KVA UPS，负载率为75，后备时间为1小时。 配置： 2组40节12V/100AH。 损失： 2*40*1000元=80000元 方案： UPS-LCD设置

16、,去掉损坏电池。40-2=38常用功能特性参数特性参数特性保护特性保护功能描述 在部分蓄电池出现损坏且无法及时更换的情况下（在部分蓄电池出现损坏且无法及时更换的情况下（UPS所有交流电掉电所有交流电掉电后），后），UPS能够给负载提供正常稳定可靠的高品质电源，保证系统的供电安能够给负载提供正常稳定可靠的高品质电源，保证系统的供电安全。全。 常用功能IP（Ingress Protection)防护等级系统是由IEC（INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION）所起草，将电器依其防尘防湿气之特性加以分级。这里所指的外物含工具，人的手指等均不可接触到电器内之带

17、电部分，以免触电。IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示电器防尘、防止外物侵入的等级，第2个数字表示电器防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高。IP防护等级常用功能数字防护范围说明0无防护对外界的人或物无特殊的防护1防止直径大于或等于50mm的固体外来物质直径50mm圆球形之探测器不可以全部穿过2防护直径大于或等于 12.5mm的固体外来物质直径12.5mm圆球形之探测器不可以全部穿过3 防护直径大于或等于2.5mm的固体外来物质直径2.5mm圆球形之探测器不可以全部穿过4防护直径大于或等于1.0mm的固体外来物质直径1.0mm圆球形之探测器不可以全部穿过5 防尘灰尘并非完全隔离，但是穿透的灰尘总量不可以影响电机的正常操作或是破坏其整体之安全性6密闭防尘 完全防止外物及灰尘侵入第一个数字代表防尘常用功能数字防护范围说明0无防护无防护1对垂直掉落水滴的防护垂直掉落的水滴不会造成损坏2当护罩倾斜15度时 对垂直掉落水滴的防护当护罩对垂直轴任一边倾斜不超过15度之任