UPS原理及概况PPT课件

1、UPS原理及概况不间断电源（UPS）电气通讯班讲解人：陈小龙第1页/共68页问题p 什么是UPS？p 为什么要用UPS？p UPS的工作原理是什么？p UPS的分类有哪些？p UPS有哪些重要的性能指标参数？第2页/共68页目录01 什么是UPS02 为什么使用UPS03 UPS的工作原理04 UPS分类及分布05 UPS的性能指标06 UPS铭牌参数第3页/共68页什么是UPS？01第4页/共68页01 什么是UPS？l UPS - Uninterruptible Power Supply，是一种含有储能装置，以整流器、逆变器为主要组成部分的稳压稳频的交流电源。第5页/共68页01 什么是U

2、PS？l UPS - Uninterruptible Power Supply，是一种含有储能装置，以整流器、逆变器为主要组成部分的稳压稳频的交流电源。l 主要利用蓄电池储能，在停电时给重要的设备提供不间断的电力供应。第6页/共68页01 什么是UPS？l UPS - Uninterruptible Power Supply，是一种含有储能装置，以整流器、逆变器为主要组成部分的稳压稳频的交流电源。l 主要利用蓄电池储能，在停电时给重要的设备提供不间断的电力供应。第7页/共68页01 什么是UPS？第8页/共68页02为什么使用UPS？第9页/共68页1、突然断电2、供电质量不高02 为什么使用

3、UPS？第10页/共68页02 为什么使用UPS？电力输送过程中对供电质量的的影响:电站停机高压电网检修闪电台风、洪水及人为破坏变压器开、关操作配电柜开、关操作. 从发电厂到用户需经过“这么长的距离” 造成停电的可能原因第11页/共68页02 为什么使用UPS？理想的市电供电波形第12页/共68页02 为什么使用UPS？电磁干扰电磁干扰Motors现实生活中的情况第13页/共68页02 为什么使用UPS？现实环境中的波形第14页/共68页02 为什么使用UPS？突然断电的影响用电设备停止运行 以对计算机等相关设备造成的影响为例：1、操作系统启动区文件损坏，系统崩溃，无法正常启动。2、数据丢失，

4、文件损坏，应用程序无法正常使用。3、磁盘出现坏区（或坏道），磁盘报废，数据损坏。4、网络数据丢失，网络终断。第15页/共68页02 为什么使用UPS？供电质量问题所造成的影响：1、对用电设备硬件造成的影响：l 设备部件损坏。l 设备出现误操作。l 设备工作异常，仪表、仪器精度降低。2、对网络系统造成的影响：l 网络设备硬件的损坏或老化速度加快。l 数据传送误码率增加，网络流量增加。l 计算机设备死机。第16页/共68页 市电市电 UPS UPS市电市电02 为什么使用UPS？未使用未使用UPS时时使用使用UPS时时第17页/共68页02 为什么使用UPS？小结 对于我们天然气场站来说，计量柜、

5、通信柜、PLC柜、重要阀门、站控计算机等重要设备都需要拥有不间断以及高质量的电源供应，以保证场站长久地、稳定地运行下去，因此，UPS扮演了非常重要的角色。第18页/共68页03UPS的工作原理第19页/共68页03 UPS的工作原理整流器整流器ACDCDCAC逆变器逆变器静态开关静态开关+-蓄电池蓄电池UPS的组成.第20页/共68页03 UPS的工作原理整流器：整流器是一个整流装置，简单的说就是将交流（AC）转化为直流（DC）的装置。它有两个主要功能：l 将交流电（AC）变成直流电（DC），经滤波后供给逆变器。l 给蓄电池提供直流充电电压，因此又起到一个充电器的作用。整流器整流器ACDC第2

6、1页/共68页03 UPS的工作原理逆变器：通俗的讲，逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。逆变器逆变器DCAC第22页/共68页静态开关静态开关03 UPS的工作原理静态开关：静态开关又称静止开关，它是一种无触点开关，是用两个可控硅反向并联组成的一种交流开关，其闭合和断开由逻辑控制器控制。 静态开关的作用：l当市电发生故障时，做到逆变器输出和内部静态旁路输出间的无间断切换。第23页/共68页+-蓄电池蓄电池03 UPS的工作原理蓄电池：蓄电池是UPS用来作为储存电能的装置，它由若干个电池串联而成，其容量大小决定了其维持放电（供电）的时间。

7、其主要功能是： l 当市电正常时，将电能转换成化学能储存在电池内部。l 当市电故障时，将化学能转换成电能提供给逆变器第24页/共68页双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关在线式UPS工作原理第25页/共68页双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关正常市电供电市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰第26页/共68页双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流

8、器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关正常市电供电市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰第27页/共68页双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关正常市电供电市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰DC直流电供蓄电池充电第28页/共68页双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关正常市电供电市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰DC直流电供蓄电池充电第29页/共68页

9、双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关正常市电供电市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰DC直流电供蓄电池充电第30页/共68页双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关正常市电供电市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰负载输出负载输出AC:380/220V 1%无谐波干扰DC直流电供蓄电池充电第31页/共68页双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCA

10、C整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关正常供电内部静态旁路市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰负载输出负载输出AC:380/220V 1%无谐波干扰DC直流电供蓄电池充电第32页/共68页双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰负载输出负载输出正常供电内部静态旁路AC:380/220V 15%有谐波干扰第33页/共68页双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静

11、态开关静态开关旁路开关旁路开关正常供电外部检修旁路市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰负载输出负载输出AC:380/220V 1%无谐波干扰DC直流电供蓄电池充电第34页/共68页双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰负载输出负载输出正常供电外部检修旁路AC:380/220V 15%有谐波干扰第35页/共68页双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁

12、路开关市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰负载输出负载输出正常供电外部检修旁路AC:380/220V 15%有谐波干扰第36页/共68页双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰负载输出负载输出正常供电外部检修旁路AC:380/220V 15%有谐波干扰第37页/共68页双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关市电供电市电供电AC:380/220V

13、 15%有谐波干扰负载输出负载输出正常供电外部检修旁路AC:380/220V 15%有谐波干扰第38页/共68页双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰负载输出负载输出正常供电外部检修旁路AC:380/220V 15%有谐波干扰第39页/共68页双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关电池供电蓄电池放电中第40页/共68页双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理

14、负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关电池供电蓄电池放电中第41页/共68页双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关电池供电蓄电池放电中第42页/共68页双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关电池供电负载输出负载输出AC:380/220V 1%无谐波干扰蓄电池放电中第43页/共68页04 UPS分类及分布第44页/共68页04 UPS分类及分布 l 按工作原理不同，UPS分

15、为：1. 后备式UPS2. 在线互动式UPS3. 在线式UPSl 按供电体系不同，UPS分为：1. 一进一出2. 三进一出3. 三进三出l 按输出功率不同，UPS分为：1. 小功率（30kVA）UPS分类：第45页/共68页电池电池(充电中充电中)+-逆变器逆变器D CA C负载负载转换开关转换开关市电供电市电供电04 后备式UPS原理 A. 有市电时，市电通过开关直接供给负载，逆变器不工作；另外市电通过充电器给点吃充电。B. 无市电时，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。整流器整流器ACDC第46页/共68页电池电池(放电中放电中)+-逆变器逆变器D CA C负载负载转换开

16、关转换开关04 后备式UPS原理 A. 有市电时，市电通过开关直接供给负载，逆变器不工作；另外市电通过充电器给点吃充电。B. 无市电时，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。整流器整流器ACDC第47页/共68页04 在线互动式UPS原理 互动式UPS与后备式UPS相比，最大的区别在于：逆变器与整流器合二为一，输出通过调压器的抽头跳变，实现分段稳压。电池电池(充电中充电中)+-双向转换器双向转换器（充电器）（充电器）D CA C负载负载市电供电市电供电调压器调压器第48页/共68页04 在线互动式UPS原理 电池电池(充电中充电中)+-双向转换器双向转换器（充电器）（充电器）D

17、 CA C负载负载调压器调压器互动式UPS与后备式UPS相比，最大的区别在于：逆变器与整流器合二为一，输出通过调压器的抽头跳变，实现分段稳压。第49页/共68页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。04 在线式UPS原理 负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关市电供电市电供电电池电池(充电中充电中)第50页/共68页双变换在线式UPS系统03 UPS的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。负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关电池电

18、池(充电中充电中)第51页/共68页04 三种不同原理UPS的比较 后备式在线互动式在线式逆变器状态后背热备工作输出电源质量低（仅是不停电的功能）中等（分段稳压，滤出部分干扰）高（稳压，滤出所有干扰）切换时间5-12ms4ms0成本低中等高第52页/共68页04 UPS分类及分布 什么是三进三出、三进一出、一进一出?l 这里面的“进”是指UPS的输入形式，“出”是指UPS的输出形式。 “三进”代表输入为三相电（A相、B相、C相）； “一进”代表输入为一相电（A相或B相或C相）； “三出”代表输出为三相电（A相、B相、C相）； “一出”代表输出为一相电（A相或B相或C相）。l “三进三出”型UP

19、S，其容量一般在10kVA以上。常使用在场站或者阀室内有电动执行机构等需要使用380V电压的设备的情况。l “一进一出”型UPS，其容量一般在15kVA以下。常用在场站或者阀室内只需要使用220V的情况。l “三进一出”型UPS，其容量一般为10kVA-20kVA。此类情况为，市电输入有三相电，若将UPS接到单相上时，会对市电平衡造成影响，所以采用三相输入平均分配电流。第53页/共68页04 UPS分类及分布 n 目前我们全线场站在役UPS的分布情况可以从以下三个方面来说： 1、品牌：科华、索克曼、纽威、艾默生、易事特、山顿、山特。 2、输出功率大小：3KVA、10KVA、15KVA、20KV

20、A、30KVA、60KVA。 3、输入输出类型：3进3出、1进1出、3进1出。全线场站UPS品牌、功率、输入输出类型数量统计品牌数量功率数量输入输出数量纽威163KVA401进1出41索克曼3410KVA423进1出5艾默生215KVA23进3出55科华4220KVA1易事特230KVA12山顿440KVA3山特160KVA1总计101总计101总计101第54页/共68页05 UPS的性能指标第55页/共68页05 UPS的性能指标 UPS市电：输入指标：1. 输入电压标准及范围：220/380VAC15%2. 输入频率及范围：50HZ10%3. 输入功率因素：0.80.99，功率因素越低，输入无功功率大，谐波电流污染电网越严重，会影响干扰其他设备。第56页/共68页UPS负载：输出/整机指标：1、输出电压标准及精度：220/380VAC1%2、输出频率标准及精度：50HZ0.01%3、输出功率因素：0.714、输出过载/抗短路能力：125%额定电流，10min；150%额定电流，60s5、三相不平衡能力：100%不平衡负载，电压不均衡 5%6、噪音：50-75dB7、环境指标：温度0+40，相对湿度95%0