UPS原理及应用

1、UPSUPS原理及应用原理及应用仪电组仪电组主要内容主要内容第一部分：第一部分：UPSUPS原理介绍原理介绍第二部分：第二部分：UPSUPS实际应用实际应用第三部分：第三部分：UPSUPS日常维护日常维护仪电组仪电组第一部分：第一部分：UPSUPS原理介绍原理介绍仪电组仪电组名词定义名词定义中文名称：不间断电源英文名称：U Uninterruptibleninterruptible P Power ower S Supplyupply，UPSUPS 定义： 当正常交流供电中断时，将蓄电池输当正常交流供电中断时，将蓄电池输出的直流变换成交流持续供电的电源设出的直流变换成交流持续供电的电源设备。备

2、。仪电组仪电组市电中断：市电中断：市电中断通常是指市电输出零电压，并持续两个周期以上。市电中断通常是指市电输出零电压，并持续两个周期以上。市电中断的原因主要有配电空气开关跳闸、供电回路短路、电源设市电中断的原因主要有配电空气开关跳闸、供电回路短路、电源设备故障等等。备故障等等。电压浪涌：电压浪涌：电压高于电压高于110%110%额定值且持续一个或多个周波称为电压浪涌。额定值且持续一个或多个周波称为电压浪涌。大功率用电设备的退出或者电网受雷击干扰均可能造成电压浪涌。大功率用电设备的退出或者电网受雷击干扰均可能造成电压浪涌。电压波形下陷：电压波形下陷：但电源电压低于但电源电压低于80-85%80-

3、85%额定值且持续一个或多个周波称额定值且持续一个或多个周波称为电压波形下陷，通常是由大功率用电设备的启很冲击造成。为电压波形下陷，通常是由大功率用电设备的启很冲击造成。高压尖脉冲：高压尖脉冲：由闪电、电子开关、电焊设备、静电放电等原因造成，高由闪电、电子开关、电焊设备、静电放电等原因造成，高压脉冲峰值电压可高达压脉冲峰值电压可高达6000V6000V，持续时间一般为，持续时间一般为0.50.55 5个周波。个周波。瞬态高压：瞬态高压：通常由雷电、电子开关、电焊设备、静电放电等原因引起，通常由雷电、电子开关、电焊设备、静电放电等原因引起，电压峰值高达电压峰值高达20000V20000V，持续时

4、间为，持续时间为0.50.55 5个周波个周波谐波干扰：谐波干扰：由整流设备、电动机、继电器、通信设备、电焊机等产生的由整流设备、电动机、继电器、通信设备、电焊机等产生的RFIRFI（射频干扰）（射频干扰）EMI EMI （电磁干扰）（电磁干扰） 。频率漂移：频率漂移：频率漂移是指电源的频率不能稳定在额定值，而是在额定值频率漂移是指电源的频率不能稳定在额定值，而是在额定值附近波动。企业备用发电机组和小型水电站输出的交流电源经常会附近波动。企业备用发电机组和小型水电站输出的交流电源经常会出现频率漂移的现象。出现频率漂移的现象。持续高低压：持续高低压：电网持续高压或者是持续低压主要是由于电网变压器

5、或者电网持续高压或者是持续低压主要是由于电网变压器或者是电力线路容量有限，且电网变压器性能不佳，电网负荷过大或者是电力线路容量有限，且电网变压器性能不佳，电网负荷过大或者是电网负荷过小的原因造成。是电网负荷过小的原因造成。仪电组仪电组UPSUPS发展概述发展概述 UPSUPS的发展经历了的发展经历了初期的旋转型初期的旋转型、6060年代可控硅静止型年代可控硅静止型、8080年代巨型功年代巨型功率晶体管（率晶体管（URUR）静止型）静止型，到了，到了9090年代年代绝缘栅双极晶体管（绝缘栅双极晶体管（IGBTIGBT）制成的制成的UPSUPS，其技术性能在不断提高，在通信电，其技术性能在不断提高

6、，在通信电源系统中的地位和重要性也在逐步提源系统中的地位和重要性也在逐步提高，现在已经成为通信电源日常维护高，现在已经成为通信电源日常维护的一个重点。的一个重点。仪电组仪电组UPSUPS组成组成 UPSUPS电源系统由五部分组成：主回电源系统由五部分组成：主回路、旁路、电池等电源路、旁路、电池等电源输入电路输入电路，进，进行行AC/DCAC/DC变换的变换的整流器整流器（RECREC），进行），进行DC/ACDC/AC变换的变换的逆变器逆变器（INVINV），逆变和），逆变和旁路旁路输出切换电路输出切换电路以及以及蓄能电池蓄能电池。仪电组仪电组UPS原理简图原理简图UPSUPS主机主机仪电组仪

7、电组 在电网电压工作正常时，给负载供电如在电网电压工作正常时，给负载供电如图所示，同时给储能电池充电；当突发停电图所示，同时给储能电池充电；当突发停电时，时，UPSUPS电源开始工作，由储能电池供给负电源开始工作，由储能电池供给负载所需电源，维持正常的生产（如粗黑载所需电源，维持正常的生产（如粗黑所所示）；当出现特殊情况，如示）；当出现特殊情况，如UPSUPS内部故障或内部故障或负载严重过载时，由电网电压经旁路直接给负载严重过载时，由电网电压经旁路直接给负载供电（如虚线所示）。负载供电（如虚线所示）。仪电组仪电组UPS UPS 主要性能和技术指标主要性能和技术指标输入特性输入特性1 1、输入电

8、压范围、输入电压范围 指保证指保证UPSUPS不转入电池逆变供电的市电电压范围。在不转入电池逆变供电的市电电压范围。在此电压范围内，逆变器（负载）电流由市电提供，而不此电压范围内，逆变器（负载）电流由市电提供，而不是电池提供。输入电压范围越宽，是电池提供。输入电压范围越宽，UPSUPS电池放电的可能性电池放电的可能性减小，这有益于电池使用寿命的延长。目前减小，这有益于电池使用寿命的延长。目前UPSUPS输入电压输入电压范围一般为（范围一般为（15151010）UeUe之间。之间。2 2、频率输入范围、频率输入范围 指指UPSUPS能自动跟踪市电、保持输出电压与输入电压同能自动跟踪市电、保持输出

9、电压与输入电压同步的频率范围。步的频率范围。UPSUPS的输入频率范围一般为的输入频率范围一般为50505%Hz5%Hz，YD/T1095-2000YD/T1095-2000规定规定UPSUPS的输入频率范围为的输入频率范围为50504%Hz4%Hz。仪电组仪电组3 3、输入功率因数、输入功率因数 输入功率因数高低是衡量是否对电网存在污染的一个输入功率因数高低是衡量是否对电网存在污染的一个重要电性能指标。输入功率因数低时，不仅在吸取有功重要电性能指标。输入功率因数低时，不仅在吸取有功功率的同时，还要吸收无功功率，其结果增大了系统配功率的同时，还要吸收无功功率，其结果增大了系统配电容量，影响系统

10、供电质量。电容量，影响系统供电质量。 4 4、输入电流谐波、输入电流谐波 因为可控硅的关断和开通，因为可控硅的关断和开通， UPSUPS的输入电流中含有丰的输入电流中含有丰富的谐波成分，富的谐波成分，它形成输入的无功功率，是造成它形成输入的无功功率，是造成UPS输输入功率因数低的一个重要因素。因此在电路设计时，有入功率因数低的一个重要因素。因此在电路设计时，有的的UPS加入了加入了PFC（功率因数校正功率因数校正）电路。）电路。仪电组仪电组5 5、输入频率范围、输入频率范围 指指UPSUPS能自动跟踪市电、保持输出电压与输入电压同能自动跟踪市电、保持输出电压与输入电压同步的频率范围。步的频率范

11、围。UPSUPS输出电压对输入电压的跟踪主要是为输出电压对输入电压的跟踪主要是为了保证了保证UPSUPS在必须时能够顺利地进行旁路切换，避免由于在必须时能够顺利地进行旁路切换，避免由于输入输出电压相差过大引起逆变器模块电源和交流旁路输入输出电压相差过大引起逆变器模块电源和交流旁路电源间出现很大的环流而损害。电源间出现很大的环流而损害。6 6、频率跟踪速率、频率跟踪速率 指指UPSUPS在一秒钟内能够完成的输出频率变化范围。频在一秒钟内能够完成的输出频率变化范围。频率跟踪速度可以表征率跟踪速度可以表征UPSUPS对输入频率变化的适应能力，特对输入频率变化的适应能力，特别是在柴油发电机供电的时候，

12、由于柴油发电机的频率别是在柴油发电机供电的时候，由于柴油发电机的频率稳定度不是很好，如果稳定度不是很好，如果UPSUPS的频率跟踪速率过低，的频率跟踪速率过低，UPSUPS就就会出现频率不同步告警，控制电路就会禁止会出现频率不同步告警，控制电路就会禁止UPSUPS进行旁路进行旁路切换。切换。仪电组仪电组输出特性输出特性1 1输出电压波形失真度输出电压波形失真度 指指UPSUPS输出波形中谐波分量所占的比率。常见的波形失输出波形中谐波分量所占的比率。常见的波形失真有：削顶、毛刺、畸变等。失真度越小，对负载可能真有：削顶、毛刺、畸变等。失真度越小，对负载可能造成的干扰或破坏就越小。造成的干扰或破坏

13、就越小。2 2输出电压稳压精度输出电压稳压精度 指市电指市电逆变供电时，当输入电压在设计范围内，负逆变供电时，当输入电压在设计范围内，负载在满负荷内载在满负荷内100%100%变化时，输出电压的变化量与额定值变化时，输出电压的变化量与额定值的百分比。输出电压稳定程度越高，的百分比。输出电压稳定程度越高，UPSUPS输出电压的波动输出电压的波动范围越小，也就是电压精度越高。范围越小，也就是电压精度越高。3 3输出功率因数输出功率因数 指指UPSUPS输出端的功率因数，表示带非线性负载能力的强输出端的功率因数，表示带非线性负载能力的强弱。负载功率因数低时，所吸收的无功功率就大，将增弱。负载功率因数

14、低时，所吸收的无功功率就大，将增加加UPSUPS的损耗，影响可靠性。的损耗，影响可靠性。仪电组仪电组4 4输出电流峰值因数输出电流峰值因数 指指UPSUPS输出所能达到的峰值电流与平均电流之比。一般输出所能达到的峰值电流与平均电流之比。一般峰值因数越高，峰值因数越高，UPSUPS所能承受的负载冲击电流越大。所能承受的负载冲击电流越大。5 5三相不平衡能力三相不平衡能力 对于三进三出的对于三进三出的UPSUPS来说，若出现三相的每一相电流不来说，若出现三相的每一相电流不一致，就会造成输出电压的不平衡。具有一致，就会造成输出电压的不平衡。具有100%100%负载不平负载不平衡能力的衡能力的UPSU

15、PS，表示该，表示该UPSUPS允许一相输出带满载，而其他允许一相输出带满载，而其他两相空载。两相空载。6 6、UPSUPS输出效率输出效率 指指UPSUPS的输出有功功率与输入有功功率之比。的输出有功功率与输入有功功率之比。UPSUPS的输的输出效率越高，表示内部损耗越小，反之则表示出效率越高，表示内部损耗越小，反之则表示UPSUPS本身功本身功耗大，增大机房的空调负荷。此外输出效率低有可能使耗大，增大机房的空调负荷。此外输出效率低有可能使电池供电时间变短。电池供电时间变短。仪电组仪电组保护特性保护特性1 1输入保护特性输入保护特性 指交流输入过压指交流输入过压/ /欠压保护，输入频率过高过

16、低保护欠压保护，输入频率过高过低保护等。当输入电压失真度过大，等。当输入电压失真度过大，UPSUPS会进入输入保护模式。会进入输入保护模式。对于三相输入的对于三相输入的UPSUPS，还有输入错相保护、缺相保护等。，还有输入错相保护、缺相保护等。2 2输出过压欠压保护特性输出过压欠压保护特性 指当指当UPSUPS逆变单元出现故障时，逆变单元出现故障时，UPSUPS的输出电压超出允的输出电压超出允许的范围而产生的保护动作。许的范围而产生的保护动作。3 3输出过载短路保护输出过载短路保护 指当指当UPSUPS输出回路中出现短路故障或长时间出现过载现输出回路中出现短路故障或长时间出现过载现象，为了保护

17、象，为了保护UPSUPS的自身安全，通过控制电路将的自身安全，通过控制电路将UPSUPS切换切换到旁路工作模式的保护动作。到旁路工作模式的保护动作。仪电组仪电组4 4电池低压保护电池低压保护 电池容量的大小直接决定电池容量的大小直接决定UPSUPS在交流停电时能够保证在交流停电时能够保证不间断输出的时间长短，因此电池适时的发出电池低压不间断输出的时间长短，因此电池适时的发出电池低压告警可以使维护人员能够了解当前电池的剩余容量和后告警可以使维护人员能够了解当前电池的剩余容量和后备保障时间，采取相应的应急措施。一旦电池电压达到备保障时间，采取相应的应急措施。一旦电池电压达到保护值，为保护电池免于过

18、放电造成的永久损伤，保护值，为保护电池免于过放电造成的永久损伤，UPSUPS就就会关闭输出。会关闭输出。5 5UPSUPS的其他保护性能的其他保护性能 UPSUPS为了保证自身系统的安全工作，另有许多的故障为了保证自身系统的安全工作，另有许多的故障监测点和相应的告警信息，如器件高温告警、风扇故障监测点和相应的告警信息，如器件高温告警、风扇故障告警、熔丝熔断告警、整流模块故障告警、逆变模块故告警、熔丝熔断告警、整流模块故障告警、逆变模块故障告警等。障告警等。仪电组仪电组 逆变器（逆变电路）是开关电源和UPS的核心装置。 逆变电路普通的原理结构 1 1单相逆变电路单相逆变电路 2 2正弦波逆变电路

19、正弦波逆变电路仪电组仪电组1 1、单相逆变电路、单相逆变电路 有推挽式、半桥式、全桥式等，均用于中小型有推挽式、半桥式、全桥式等，均用于中小型UPSUPS系统。系统。 下面介绍脉宽调制型全桥逆变器。下面介绍脉宽调制型全桥逆变器。仪电组仪电组全桥式逆变电路工作原理全桥式逆变电路工作原理 功率晶体管由基极驱动电路提供激励信号，功率晶体管由基极驱动电路提供激励信号，VT1VT1、VT4VT4和和VT2VT2、VT3VT3在分别获得激励信号后，进入轮流导通或截在分别获得激励信号后，进入轮流导通或截止状态。从而在变压器初级和次级分别产生交流电压止状态。从而在变压器初级和次级分别产生交流电压u1u1和和u

20、2u2。经过。经过L L、C C滤波电路的作用使负载取得正弦电压。滤波电路的作用使负载取得正弦电压。 逆变电路输出电压中除了基波外还含有一定的谐波成逆变电路输出电压中除了基波外还含有一定的谐波成分，若要得到正弦输出电压，在次级输出电路中，必须分，若要得到正弦输出电压，在次级输出电路中，必须设置滤波器。设置滤波器。仪电组仪电组UPSUPS交流滤波器的性能交流滤波器的性能 使输出电压中单次谐波含量和总谐波含量降到指标允许使输出电压中单次谐波含量和总谐波含量降到指标允许的范围内；的范围内； 在三相条件下使输出电压不平衡度符合规定范围；在三相条件下使输出电压不平衡度符合规定范围； 使负载变化引起的输出

21、电压波动小，且满足动态指标，使负载变化引起的输出电压波动小，且满足动态指标，同时要重量轻，体积小。同时要重量轻，体积小。仪电组仪电组2 2、正弦波逆变电路、正弦波逆变电路 大多数情况，我们希望大多数情况，我们希望UPSUPS输出输出50HZ50HZ正弦交流电，所正弦交流电，所以要求其逆变电路为正弦波逆变电路。逆变电路实现输以要求其逆变电路为正弦波逆变电路。逆变电路实现输出为正弦的方法很多，主要有以下三种：出为正弦的方法很多，主要有以下三种： 阶梯波逆变器阶梯波逆变器 多脉冲调制逆变器多脉冲调制逆变器 正弦脉宽调制（正弦脉宽调制（SPWMSPWM）逆变器）逆变器仪电组仪电组阶梯波逆变器阶梯波逆变

22、器 由于逆变电路得到矩形波相对容易，利用不同相位的矩形波叠由于逆变电路得到矩形波相对容易，利用不同相位的矩形波叠加的方式得到一个近似正弦波的阶梯波，阶梯越多，其所含正弦分加的方式得到一个近似正弦波的阶梯波，阶梯越多，其所含正弦分量就越多。量就越多。 仪电组仪电组多脉冲调制逆变器多脉冲调制逆变器 基本原理是用一组等高不等宽的矩形脉冲等效正弦波。具体方基本原理是用一组等高不等宽的矩形脉冲等效正弦波。具体方法是将正弦波沿横轴分割为若干等分，每一个等分包含的正弦面积法是将正弦波沿横轴分割为若干等分，每一个等分包含的正弦面积用一个相同面积的矩形波来代替，这些矩形波组成的半个周期波形用一个相同面积的矩形波

23、来代替，这些矩形波组成的半个周期波形便与半个周期正弦波等效。便与半个周期正弦波等效。仪电组仪电组正弦脉宽调制（正弦脉宽调制（SPWMSPWM）逆变器）逆变器 这种方法是通过频率较高的等幅三角波（载波）与可调幅度的这种方法是通过频率较高的等幅三角波（载波）与可调幅度的50Hz50Hz的正弦波组合，产生与正弦波等效的而脉冲宽度不等的矩形波的正弦波组合，产生与正弦波等效的而脉冲宽度不等的矩形波，称为正弦调制。，称为正弦调制。仪电组仪电组静态开关静态开关 为防止切换时间造成瞬间供电中断并产生继电器触点拉为防止切换时间造成瞬间供电中断并产生继电器触点拉弧打火等现象，在大功率弧打火等现象，在大功率UPS供

24、电系统及切换过程中，供电系统及切换过程中，采用静态开关作为切换元件。采用静态开关作为切换元件。 UPS供电系统中常用的两种连接方式，即转换型和并机供电系统中常用的两种连接方式，即转换型和并机型。目前单机型的型。目前单机型的UPS静态开关一般采用转换型，而可静态开关一般采用转换型，而可并机并机UPS的静态开关有的采用并机型。的静态开关有的采用并机型。仪电组仪电组转换型静态开关转换型静态开关 在图在图(a)(a)中，继电器作为逆变的切换开关，交流旁路用静态开关中，继电器作为逆变的切换开关，交流旁路用静态开关作为切换器件。在由交流旁路供电切换为逆变器供电时，先吸合继作为切换器件。在由交流旁路供电切换

25、为逆变器供电时，先吸合继电器然后封锁晶闸管的触发信号，此时由交流旁路和逆变器并联向电器然后封锁晶闸管的触发信号，此时由交流旁路和逆变器并联向负载供电，当晶闸管支路电流为负载供电，当晶闸管支路电流为0 0时，晶闸管关断而断开市电供电电时，晶闸管关断而断开市电供电电路；当由逆变器供电切换为交流旁路供电时，在发出继电器关断信路；当由逆变器供电切换为交流旁路供电时，在发出继电器关断信号的同时，触发晶闸管导通，由于晶闸管导通时间为号的同时，触发晶闸管导通，由于晶闸管导通时间为ss级，而继电级，而继电器释放时间较长，因此也存在同时供电的情况。器释放时间较长，因此也存在同时供电的情况。仪电组仪电组并联型静态

26、开关并联型静态开关 在图在图(b)(b)中，交流旁路与逆变器都采用静态开关作为切换开关。中，交流旁路与逆变器都采用静态开关作为切换开关。当执行切换时，封锁脉冲并检测流过静态开关的电流，当电流为零当执行切换时，封锁脉冲并检测流过静态开关的电流，当电流为零时触发另一静态开关的晶闸管，实行二者的转换。在采用并联供电时触发另一静态开关的晶闸管，实行二者的转换。在采用并联供电的系统中，当电压处于正半周或负半周时，同时触发处于正向阳极的系统中，当电压处于正半周或负半周时，同时触发处于正向阳极电压的两个晶闸管使之导通，由于晶闸管电流为零时关断使反向并电压的两个晶闸管使之导通，由于晶闸管电流为零时关断使反向并

27、联的两只晶闸管切换导通，使之并联负载供电。联的两只晶闸管切换导通，使之并联负载供电。仪电组仪电组保证同步切换的方法保证同步切换的方法 直接检测两电源电压的相位，以此作为切换时的一个控直接检测两电源电压的相位，以此作为切换时的一个控制信号。制信号。 检测两电源的电压差，以此间接反映出相位差，产生切检测两电源的电压差，以此间接反映出相位差，产生切换控制信号。换控制信号。 为防止切换时感性负载中出现浪涌而损坏元件，可通过为防止切换时感性负载中出现浪涌而损坏元件，可通过检测主用电源在稳态电流过零时接通旁路电源，以实现检测主用电源在稳态电流过零时接通旁路电源，以实现安全切换。安全切换。仪电组仪电组锁相电

28、路锁相电路 锁相电路由三个基本部件：锁相电路由三个基本部件：鉴相器、低通滤波器鉴相器、低通滤波器和和压控振压控振荡器荡器组成。用于检测两个交流电源的相位差并将它变成一个电组成。用于检测两个交流电源的相位差并将它变成一个电压信号去控制逆变的输出电压相位与频率，从而保持逆变器与压信号去控制逆变的输出电压相位与频率，从而保持逆变器与交流电源的同步运行。交流电源的同步运行。 仪电组仪电组第二部分：第二部分：UPSUPS实际应用实际应用仪电组仪电组UPSUPS分类分类p按输入输出相数分：单进单出、三进单出按输入输出相数分：单进单出、三进单出和三进三出和三进三出UPSUPS。 p按功率等级分：微型（按功率

29、等级分：微型（3KVA3KVA）、小型（）、小型（3KVA10KVA3KVA10KVA）、中型（）、中型（10KVA100KVA10KVA100KVA）和）和大型（大型（100KVA100KVA）。）。 p按电路结构形式分：有后备式、在线互动按电路结构形式分：有后备式、在线互动式、三端口式（单变换式）、在线式等。式、三端口式（单变换式）、在线式等。p按输出波形的不同分：可分为方波和正弦按输出波形的不同分：可分为方波和正弦波二种。波二种。仪电组仪电组工业级工业级UPSUPS与普通级与普通级UPSUPS仪电组仪电组UPSUPS分类分类 现在的工业现在的工业UPSUPS电源，可向用户提供如电源，可向

30、用户提供如下几种类型的下几种类型的UPSUPS电源品种电源品种 ： 1 1、后备式、后备式UPS UPS 2 2、在线互动式、在线互动式UPS UPS 3 3、三端式、三端式UPS UPS 4 4、双变换在线式、双变换在线式UPS UPS 仪电组仪电组1.1.后备式后备式UPSUPS 仪电组仪电组特点：特点：结构简单、价格便宜、噪声低，但绝大部分时间，结构简单、价格便宜、噪声低，但绝大部分时间，负载得到的是稍加稳压处理过的负载得到的是稍加稳压处理过的“低质量低质量”正弦波电源。正弦波电源。2.2.在线互动式在线互动式UPSUPS 仪电组仪电组特点：市电供电正常时，负载得到的是一路稳压精度很差特

31、点：市电供电正常时，负载得到的是一路稳压精度很差的市电电源；市电不正常时，逆变器的市电电源；市电不正常时，逆变器/ /充电器模块将从原充电器模块将从原来的充电工作方式转入逆变工作方式。这时由蓄电池提供来的充电工作方式转入逆变工作方式。这时由蓄电池提供直流能量，经逆变、正弦波脉宽调制向负载送出稳定的正直流能量，经逆变、正弦波脉宽调制向负载送出稳定的正弦波交变电源。弦波交变电源。3.3.三端式三端式UPSUPS 仪电组仪电组特点：特点：为双磁分路结构，每个初级绕组和次级绕组都有一个磁分路，为双磁分路结构，每个初级绕组和次级绕组都有一个磁分路，并接电容可与每一个磁路组成并接电容可与每一个磁路组成LC

32、LC谐振回路，当达到谐振点时，构成饱谐振回路，当达到谐振点时，构成饱和电感，使次级工作于饱和区，若初级输入电压变化时，次级输出电和电感，使次级工作于饱和区，若初级输入电压变化时，次级输出电压恒定不变，实现了稳压的目的。压恒定不变，实现了稳压的目的。4.4.双变换在线式双变换在线式UPSUPS 仪电组仪电组特点：特点：克服了市电质量差对其性能的影响，市电中断时，负克服了市电质量差对其性能的影响，市电中断时，负载不会发生电源瞬时中断。载不会发生电源瞬时中断。 聚酯厂UPS品牌目前主要有三个： 艾默生艾默生 梅兰日兰梅兰日兰 塞里克鲁塞里克鲁(SALICRU,S.A.) 根据多年来的使用经验，我们发

33、现使用同一根据多年来的使用经验，我们发现使用同一品牌的品牌的UPSUPS设备和采用相同品牌型号的电池更便于设备和采用相同品牌型号的电池更便于维修和保养。维修和保养。 仪电组仪电组仪电组仪电组仪电组仪电组仪电组仪电组UPSUPS电源供电系统的配置形式电源供电系统的配置形式n 并机包含两层含义并机包含两层含义 冗余：增加可靠性。冗余：增加可靠性。 并联：增容。并联：增容。n 根据冗余式配置方案有根据冗余式配置方案有 主机主机从机型从机型“热备份热备份”UPSUPS供电方式；供电方式； 直接并机冗余直接并机冗余UPSUPS供电方式；供电方式； 双总线冗余供电方式。双总线冗余供电方式。 仪电组仪电组主

34、机主机从机型从机型“热备份热备份”UPSUPS供电方式供电方式 这是缘于这是缘于UPS电源的锁相同步控制技术还未完善到足电源的锁相同步控制技术还未完善到足以保证多台以保证多台UPS的逆变器电源总是处于同相、同频的跟踪的逆变器电源总是处于同相、同频的跟踪技术下常采用的方案。图（技术下常采用的方案。图（a）中，）中，UPS-2中的逆变器电中的逆变器电源源2一直处于空载状态，只有当一直处于空载状态，只有当UPS-1故障时，故障时，UPS-2才才承担供电业务。承担供电业务。 此方式的缺陷在于此方式的缺陷在于UPS-2长期处于空载状态，其电池长期处于空载状态，其电池寿命会缩短、容量会下降，且寿命会缩短、

35、容量会下降，且UPS-2得具有阶跃性负载承得具有阶跃性负载承载能力，无扩容能力。为提高性价比，可采用图（载能力，无扩容能力。为提高性价比，可采用图（b）形）形式。式。UPS-1、UPS-2作主机使用，而作主机使用，而UPS-3作为二者的从作为二者的从机机 。仪电组仪电组图（图（a a）仪电组仪电组图（图（b b）仪电组仪电组直接并机冗余供电方式直接并机冗余供电方式 为克服主机为克服主机从机型热备份供电系统的弱点，随着从机型热备份供电系统的弱点，随着UPS控制技术的进步，具有相同额定输出功率的控制技术的进步，具有相同额定输出功率的UPS可直可直接并联而形成冗余供电系统。为保证高质量的并机系统，接

36、并联而形成冗余供电系统。为保证高质量的并机系统，各电源间必须保持同频、同相、且各机均流。各电源间必须保持同频、同相、且各机均流。仪电组仪电组直接并机方案的类型直接并机方案的类型（1 1）简单的直接并机方案）简单的直接并机方案 各台各台UPSUPS只实行与市电的跟踪同步，相互间对相位、电压不进行调只实行与市电的跟踪同步，相互间对相位、电压不进行调节，因此易发生故障。节，因此易发生故障。（2 2）主动式直接并机方案）主动式直接并机方案 各台各台UPSUPS只实行与市电的跟踪同步，相互间对相位、电压不进行调只实行与市电的跟踪同步，相互间对相位、电压不进行调整。有整。有“1+1”1+1”型直接并机方案

37、和型直接并机方案和“导航型导航型”UPSUPS直接并机方案直接并机方案 。（3 3）“热同步热同步”并机技术并机技术 当两台当两台UPSUPS在执行并机操作时，无需捕捉相互的实时参数，而达到在执行并机操作时，无需捕捉相互的实时参数，而达到互锁及均流的目的。互锁及均流的目的。 （4 4）采用）采用“并机柜并机柜”的并机方案的并机方案 用一个专门的用一个专门的“并机柜并机柜”来代替原分散交流旁路供电通道，解决来代替原分散交流旁路供电通道，解决了各个分散的交流旁路上的了各个分散的交流旁路上的“静态开关静态开关”的不均流带载问题。的不均流带载问题。仪电组仪电组n+1n+1型并联冗余供电系统应有的控制功

38、能型并联冗余供电系统应有的控制功能（1 1）锁相同步调节功能）锁相同步调节功能 使相位差尽可能趋于零，以防止并联系统出现环流。使相位差尽可能趋于零，以防止并联系统出现环流。（2 2）均流调节）均流调节 保持多台保持多台UPSUPS电流输出的均衡度。电流输出的均衡度。 （3 3）选择性脱机跳闸功能）选择性脱机跳闸功能 应正确判断出那台应正确判断出那台UPSUPS单机出现故障，并进行自动操作。单机出现故障，并进行自动操作。（4 4）非冗余工作状况报警）非冗余工作状况报警 若系统处于非冗余状况，应发出告警，及时排除故障，恢复冗余供若系统处于非冗余状况，应发出告警，及时排除故障，恢复冗余供电状态。电状

39、态。（5 5）环流监控）环流监控仪电组仪电组“1+1”“1+1”型直接并机方案型直接并机方案带外部维修开关的1+N并机系统 两个单机或两个单机或1+N1+N并并机系统可组成双母线机系统可组成双母线系统，以达到提高系系统，以达到提高系统容量或可靠性的目统容量或可靠性的目的。各单机或系统带的。各单机或系统带独立输出，并且通过独立输出，并且通过LBSLBS实现输出同步，实现输出同步，以达到重要负载在两以达到重要负载在两个系统中无缝切换的个系统中无缝切换的目的。目的。仪电组仪电组仪电组仪电组“热同步热同步”并机技术并机技术仪电组仪电组双总线冗余供电方式双总线冗余供电方式 由于在由于在UPSUPS供电系

40、统中，输出端与负载间配有配电柜供电系统中，输出端与负载间配有配电柜、断路器等，若碰到检修或产生故障等，以上的几种配置、断路器等，若碰到检修或产生故障等，以上的几种配置形式将引起负载停电，也即系统的故障率虽然降低了，但形式将引起负载停电，也即系统的故障率虽然降低了，但可维护性问题并没有彻底解决。采用双总线冗余配置方案可维护性问题并没有彻底解决。采用双总线冗余配置方案，可很好解决这个问题。配有两套静态开关，可很好解决这个问题。配有两套静态开关STS1STS1、STS2STS2，构成一套能自动执行安全可靠的具有零切换时间的系统。构成一套能自动执行安全可靠的具有零切换时间的系统。仪电组仪电组双总线冗余

41、供电方式双总线冗余供电方式UPS UPS 通讯和监控通讯和监控显示及控制显示及控制通讯功能：串口通讯功能：串口RS232/RS485RS232/RS485；网卡；干结；网卡；干结点；点； modbusmodbus卡卡监控：监控软件及网络监控功能监控：监控软件及网络监控功能仪电组仪电组第三部分：第三部分：UPSUPS日常维护日常维护仪电组仪电组仪电组仪电组UPSUPS操作操作 在线式在线式UPSUPS是工业用较多见的，可处于下列三种运行是工业用较多见的，可处于下列三种运行方式之一：方式之一： 1 1、正常运行、正常运行-所有相关电源开关闭合，所有相关电源开关闭合，UPSUPS带载。带载。 2 2

42、、维护旁路、维护旁路-UPS-UPS关断，负载通过维护旁路开关，连接到关断，负载通过维护旁路开关，连接到旁路电源。旁路电源。 3 3、关断、关断-所有电源开关断开，负载断电。所有电源开关断开，负载断电。 这里介绍在上述三种运行方式之间互相切换，复位及这里介绍在上述三种运行方式之间互相切换，复位及关断逆变器的操作。关断逆变器的操作。仪电组仪电组整流器整流器逆变器逆变器蓄电池蓄电池静态静态开关开关220V 50Hz至用电设备至用电设备工作电源工作电源 备备 用用工作电源工作电源Q1Q2Q3Q4QF1静态旁路静态旁路检修旁路检修旁路380V 50Hz至直流用电设备至直流用电设备仪电组仪电组送电程序如下： 合静态旁路开关合静态旁路开关Q2Q2 合整流器输入开关合整流器输入开关Q1Q1 合合UPSUPS输出电源开关输出电源开关Q4Q4 手动合电池开关手动合电池开关仪电组仪电组UPS从正常运行到维护旁路的步骤 负载从负载从UPSUP