HD电力专用UPS电源1KVA-3KVA技术说明书

1、 电力专用UPS电源1KVA-3KVA技术手册南京恒达奥克科技有限责任公司2010年1月2 一、简介1.1 系统概述本公司生产的HD系列电力专用UPS是一种采用国际上先进、成熟的进口机芯组合生产的电力专用在线式正弦波不间断供电系统。它具有体积小、重量轻、效率高、运行可靠（平均无故障间隔时间不小于10万小时）的特点，可以为您的精密设备提供可靠、优质的交流电源，其适用范围广泛，从电脑设备、通信系统、电力自动化控制设备到无人值守的变电站都可以使用。由于它的交直流在线零切换输出设计，无论是市电异常，还是市电正常，设备都是经过逆变向负载供电，它的输出始终是稳频、稳压的220V的纯正弦波交流电压，真正实现

2、了不间断工作。同时由于拥有单片机的完善检测和保护功能，以及采用先进的逐一脉冲过流检测的逆变技术，使整机具有抗干扰能力强、稳频稳压精度高、失真度小、效率高、具有强大的通讯远程管理功能，是电力专用UPS更新换代的首选产品。采用高性能的DSP微处理器对UPS的运行工作进行实时闭环控制，直接参与控制内部的各重要参数，使得UPS始终处于最佳的工作状态，大大提高了UPS整机的各项性能。现有的全数字化UPS能实时跟踪并修正输出纯正的正弦波，使交流输出中的直流分量等于零。这是传统的数模组合的UPS所难以达到的。由于采用了高性能的微处理器对UPS的运行工作进行实时闭环控制，使得所有的初始脉冲采用了缓启动，并且提

3、高了UPS内部正负电源精度±0.5%，降低了总线电压，进一步减小了器件工作时的应力，大大延长了整机寿命。HD系列UPS提供多种检测方式，包括一个RS232，一个可选择的Netmate网络适配器，它是UPS与网络沟通的桥梁。内建完善的TCP/IP网络功能模块，支持SNMP、HTTP、Telnet、TCP、UDP、ARP、ICMP、DNS、SMTP、DHTP、TFTP等网络协议。可配合SNMP、Telnet、Web浏览器以及PowerManager进行智能UPS等设备网络监控管理，特别建立强大的Web Server管理功能模块，使用户可以在任何操作系统平台上通过Web浏览器方便的进行UP

4、S实时状态查询、基本信息管理、远程操作控制UPS、各项参数设置、计划管理、用户管理、历史资料查询、可操纵远程UPS进行即时或定时的自检、开关机、睡眠等运行维护工作，从而使得远程的、大量的UPS的维护管理变得更为方便轻松和安全，并能及时发现和预防UPS可能出现的故障等全面完善的监控管理功能， Netmate网络适配器 与PowerManager监控软件共同组成智能化UPS供电系统。功能强大的智能通讯管理软件 PowerManager ,使电源在无人值守变电站真正实现了多用途的通讯和监测。可以方便快捷的查询了解网络上各台UPS的实时运行状况，而不必亲临现场。数据图形显示UPS输出/输入电压、频率、

5、负载及电池容量等资料的即时状态。能够完整地记录网络上各台U.PS所发生的历史事件与历史数据，供管理员查询、分析会弹出警报信息框、Email、播放语音广播、无线寻呼、手机短信、网络手机短信等多种方式将警报信息即时送达给不在现场的值班管理员，而且可设定软件同时向多个相关管理人员发送警报信息，且在一次不成功的情况下重复多次发送。提供五路无源干节点输出可供用户自动化设备配合使用，对UPS直流状态、交流状态、运行状态、逆变状态、旁路状态进行监控。1.2 系统原理框图 1.3 UPS的工作原理当市电正常时，交流输入经过EMI滤波器、有源雷电防护系统，进入控制继电器的输入端，同时启动辅助电源，在单片机的控制

6、下，闭合输入继电器，启动PFC控制电路，产生的正负总线电压由单片机的两路A/D采集并控制输出PWM信号经低通滤波器至PFC专用控制集成电路误差放大器，使得±360V的总线电压精度提高到±0.5%，交流输入端的功率因数始终接近于1，有效抑制了谐波的产生。逆变部分由单片机控制输出20KHZ的高频SPWM调制波，经逐一脉冲瞬时过流保护及软开关电路至IGBT功率器件，经LC解调滤波后输出50HZ±0.5%，AC220V±1%，相位与输入端同步的纯正弦波。由于单片机直接参与工作控制各工作点的输出，使得整机始终处于最佳的工作状态，并实时采集、隔离输出各主要参数的数据

7、（RS232），让用户更方便的了解电源的工作状态。由于工作频率的提高、内部总线电压的降低，减小了整机的体积和各功率器件工作时的应力，大大提高了逆变器的工作可靠性和整机的效率。 如果交流输入异常，单片机立即唤醒直流系统工作。经A/D正负电压采样输出控制信号至DC/DC专用控制集成电路，启动产生PWM信号控制DC/DC功率输出电路，经过高频变压器隔离整流后产生正负总线均为360V的总线电压，可保证在满载输出时，交、直流在线切换输出零中断。当交流恢复正常，自动零切换到交流工作。由于采用了国际上最先进的直流唤醒技术，它充分的保证了DC/DC作为直流备份的可靠性。使整机在交流故障时直流工作时的安全性得到

8、了极大的提高。无论是工作在市电状态下，还是在直流系统状态下，电源设备都是经过逆变器向负载供电，使得输出始终是稳频、稳压的交流电压，实现了不间断的供电。在负载过大或者内部故障情况下，输出继电器在单片机控制下转旁路工作。UPS交直流完全电气隔离，符合电力系统对直流电源与大地和交流输入、输出完全浮空的要求。二、外观与技术指标2.1 外型结构机架式（卧式）外型HD-1000C/HD-2000C/HD-3000C外观图立式机外型HD-1000L/HD-2000L/HD-3000L外观图（立式配安装底座）HD-1000C/HD-2000C/HD-3000C后视图 HD-1000L/HD-2000L/HD-

9、3000L后视图2.2 主要技术指标型   号HD-1000CHD-2000CHD-3000C负 载 标 准1KVA/0.8KW2KVA/1.6KW3KVA/2.1KW输入交流电压220VAC±25%直流电压220VDC±25%/110VDC±25%频率4753 Hz输出电压220VAC±1%（瞬态时220VAC±3%）频率（50±0.2）Hz输出波形正弦波过载能力负载150%，200mS转旁路；负载110%，30S转旁路；负载峰值比3：1转换时间零中断效率AC工作时88%，DC工作时83%海拔高度小于3000米（

10、如大于等于3000米，则功率下降，建议选择功率大些电源，即可满足现场要求）通讯界面RS232/485操作环境温度-545湿度093，无水滴机箱尺寸卧式机箱430mm（长）×388mm（深）×132mm（高）（19"3U）立式机箱132mm（长）×388mm（深）×430mm（高）（19"3U）三、安装与说明3.1 拆包检验3.1.1打开包装，包装内应有：l UPS一台l UPS使用手册一本l 电脑通讯接口连线一条（选配）3.1.2检查UPS是否在运输中损坏。如发现损坏或部件缺少，请勿开机，立即告知承运商和经销商或生产厂商。3.2接线、

11、安装3.2.1安装注意事项l 放置UPS的区域必须有良好通风，远离水、可燃性气体和腐蚀剂。l 不宜侧放，应保持前面板下端进风孔、后盖板风扇出风孔和箱体侧面进风孔通畅（确保UPS箱体与四周其它物体之间的距离大于0.5米）。l UPS周围环境温度应保持在-5-45之间。l 机器若是在低温下拆装使用，可能会有水滴凝结现象，一定要等待机器内外完全干燥后才可安装使用，否则有电击危险。3.2.2安装本机须由专业人员安装，依当地电气法规并按以下说明进行配线。为了安全，请注意在安装前切断市电配电开关。l 请选用UL1015 12AWG（4mm2）线材或等同其它线材作为UPS的输入输出线；注意：切不可使用墙壁插

12、座当作UPS输入电源，否则可能使墙壁插座烧毁。1） 按下图所示，将输入/输出线装配在输入/输出端子上。注意：接线时，交直流输入不得带电操作，同时接线必须接触牢靠，切不可接触不良。2） 安装完毕后，必须检查确认安装是否正确。3） 若是安装漏电流保护开关，请安装在UPS输出线上。4） 负载与UPS连接时，须先关闭负载，再接线，然后再逐个打开负载。5） 无论输入电源线是否插入市电插座，UPS输出都可能带电，关闭UPS并不能保证机内部件不带电。如果要使UPS无输出，须先关机，再切断市电供应。6） 需接电动机、显示器、激光打印机等电感性负载时，因其运行时启动功率过大，选择UPS时，容量要以启动功率来计算

13、。启动功率一般取额定功率的两倍。HD-1000C/HD-2000C/HD-3000C单机输入、输出端子台配线图HD-1000C/HD-2000C/HD-3000C（主机或备机）输入、输出端子台配线图3.3双机热备份原理及安装3.3.1双机热备份的原理：HD系列在线式UPS，除了具备传统在线式功能外，更为要求极高可靠度的用户着想，可以选用双机热备份，使故障率大大降低，有效提高电源的安全性与可靠性，为用户最重要的设备提供安全纯净的电力保障。用户可以使用两台UPS进行主、备份使用，当其中一台出现故障时，另一台则负责供电。即使出现了UPS故障，用户仍然可以使用到纯净、安全与稳定的电源，使断电的危险性降

14、至最小。在主机的交流旁路接入一台UPS，正常情况下，主机旁路开关断开，逆变开关闭合，由主机向负载供电；当主机因温度过高、逆变失败、主机电池损坏等原因发生故障，或主机因电池电压过低而关机时，备份机会无中断地投入，向负载供电。3.3.2双机备份示意图：3.3.3运行方式：项目状态双机运行状况面板显示1市电正常双机处于市电逆变显示为市电状态2市电异常和中断双机处于电池逆变显示为电池状态3市电异常和中断主机电池过低而关机备份机处于电池逆变主机处于旁路备份机显示为电池状态主机显示为旁路4市电异常和中断主机电池损坏备份机处于电池状态主机关机备份机显示为电池状态主机面板无显示HD-1000C/HD-2000

15、C/HD-3000C双机备份配线图注：1)交流输入L1必须接交流火线，N1必须接交流零线。2）备机的交流输出火线L2接入主机的备机输入L3，零线N2接主机的备机输入N3。3）主机的输出接负载。4）接线完毕，请先只接通交流电，勿按开机键，检查输出是否正常若无异常，表示接线正确，否则可能零、火线之间有短路发生，排除故障后，才能按开机键。个别机型与上图连接方式表示不同时，请按后面板接线示意图连接，交流输入端的“L”表示与相线（俗称“火线”）连接，“N”端表示与零线连接。输入端“L”、“N”接反时若UPS输出端N线有重复接地，会损坏UPS电源。输入、输出需加空气开关，1KVA不小于8A。敬请注意！3.

16、4 液晶屏功能介绍采用56*42大屏幕LCD显示,全中文操作。人机界面友好，可直观地反映出系统的工作方式，工作状态，故障信息等各种重要信息。3.4.1开机界面系统接通电源后，液晶显示器出现开机界面，开机界面显示如下:输出电压: ×××.×V负载百分比: ×××% 工作方式: 市电逆变/直流逆变/旁路/故障工作状态: 正常/故障 按 “确定”键进入菜单功能选择显示画面交流输入 交流输出直流信息 母线信息故障信息 主界面 3.4.2按键功能“关机”键 持续按此键2秒以上，就可以进行关机。输出关闭或转旁路输出；“开机”键 持续按此

17、键2秒以上，就可以进行开机，输出将转为逆变。再将按此键UPS将进行自检；“确定”键功能： 进入选定菜单项；“选择”键功能： 移动光标选择目的菜单项；“返回”键 功能： 返回上级菜单；“复位”键 功能： 液晶程序重新载入。3.4.3菜单显示及功能在菜单功能选择显示画面，按“选择”键点亮所需项目，然后按“确定”键进入下级菜单画面。1） 交流输入信息查询点亮交流输入后，按 “确定”键进入，画面显示输入电压: ×××.×V 输入频率: ××.X HZ过压点 : 290。0V欠压点 : 110。0V过压点及欠压点指的是系统设定的市电输入电压过、

18、欠压保护点。2） 直流信息查询点亮直流信息后，按 “确定”键进入，画面显示直流电压: ×××.×V 过压点 : 275。0V欠压点 : 165。0V直流过、欠压点指的是系统设定的直流电压过、欠压保护点。3） 故障信息查询如果系统蜂鸣器发出报警声，您可以点亮故障信息菜单，按 “确定”键进入，画面显示：交流输入: 正常/故障 直流状态: 正常/故障负载状态: 正常/故障逆变状态: 正常/故障从这个画面，操作者可以很直观地了解系统的工作状态，找出故障点。4） 交流输出信息查询点亮交流输出后，按 “确定”键进入，画面显示输出电压: ××

19、15;.×V 负载百分比: ×××%输出频率: ××.X HZ4） 母线信息查询点亮母线信息后，按 “确定”键进入，画面显示正母线电压: 355.6负母线电压: 354.8V6） 主界面点亮主界面后，按 “确定键”进入，画面显示：输出电压: ×××.×V负载百分比: ×××% 工作方式: 市电逆变/直流逆变/旁路/故障工作状态: 正常/故障通过这个画面，操作者可以很直观地了解系统的工作方式，工作状态及主要参数。3.5 操作与运行本机操作简单，操作人员只须先阅读完本手

20、册，无需任何专门训练，按手册中指示即可操作本机。1KVA3KVA UPS操作注意：为安全起见只有验证纯交流开机正常及纯直流电开机正常后才能将直流及交流电同时加上再开机。3.5.1接市电UPS开机1) 确定电源配接正确后，接入交流电源，不开机,此时风扇会转，UPS电源根据最后一次关机时状态决定输出是逆变还是旁路。2) 按“开机键”2秒以上，UPS自检一次后，跳旁路工作，5秒钟后，UPS选择逆变输出（只要逆变正常）。3) 开机时UPS会先进行自检，此时液晶屏工作方式显示故障，工作状态也显示故障。5秒钟后液晶屏工作状态显示正常，工作方式显示：市电逆变。此时UPS已处于市电逆变模式下运行。若市电异常，

21、UPS将工作在电池（直流逆变）模式下或者不能开机。4) 交流逆变正常后，如果液晶屏指示直流故障，则表示未接直流电源或直流电压异常，这种状态持续24 小时后将报警，但不影响UPS的正常输出。此时接入直流电源UPS将不会检测到直流输入。5) 交流逆变正常后，如确认直流已正确接入，液晶屏还指示直流故障,则再按 “开机键”或UPS重新启动即可。3.5.2未接市电UPS直流开机1）直流电源接通后先不开机，察看面板上的直流反接指示灯，若亮红灯表示直流输入线接反，应立即纠正过来，若不亮表示直流输入接线正确。2）直流系统的开关从“关机”置向“开机”位置，使UPS接通直流电源后， UPS在自检过后将自动开机。3

22、）开机过程中，如果只有直流情况按下开机键无反应，则表示UPS保护关机，此时查看液晶屏中的直流状态中查看直流电压是否在正常工作范围内。4）UPS动作也和接市电时相同，只是开机逆变正常后会显示交流输入故障。 3.5.3有市电时UPS关机持续按关机键2秒以上，UPS将由原来的逆变输出切至旁路输出。注意：在交流状态下，UPS是关不了机的，按关机键只能将机器由逆变状态切至旁路输出状态，输出端一直有输出，除非市电输入不正常。3.5.4无市电时UPS直流关机1） 持续按关机键2秒以上，UPS关机。关机时UPS会先进行自检，自检完成后， UPS无输出电压。3.6运行模式3.6.1市电模式市电模式下运行时，液晶

23、屏主界面中的工作方式显示为：市电逆变。1) 若液晶屏中显示交流输入故障，但UPS仍有逆变输出，工作方式为市电逆变，则表示交流输入零、火线接反。2) 若负载百分比超过105%，它提醒您接了过多的负载，蜂鸣器会半秒叫一次，您应将非必要负载逐一去除，直到UPS负载量小于90%，过载警告将会自动消除。3.6.2电池（直流系统）模式1) 电池（直流系统）模式下运行时，液晶屏主界面中的工作方式显示为：直流逆变。在电池（直流系统）模式运行时，蜂鸣器每隔4秒鸣叫一次，若此时持续按开机键2秒以上，UPS执行消音功能，蜂鸣器不再鸣叫报警，再持续按开机键2秒以上，报警恢复。2) 当电池（直流系统）电压下降至预警电位

24、时，蜂鸣器每秒鸣叫一次，提示用户电池（直流系统）已不足，此时若不能及时给电池充电，电池电压继续下降后，UPS将可能自动关闭输出。3.6.3旁路模式旁路模式下运行时, 液晶屏主界面中的工作模式显示为：旁路。UPS二分钟鸣叫一次。1) 若市电状态一会指示正常，一会儿指示故障，表示市电的电压或频率已超出正常范围或市电零、火线接反。2) UPS工作在旁路模式下时，不具后备功能。此时负载所使用的电源是直接通过电力系统经滤波供应的。3.6.4异常模式在UPS运行过程中液晶屏主界面中的工作方式显示为：故障，则表示UPS处于异常模式。处理方式参见异常状况处理表。3.7通信、监控3.7.1网络通讯HD系列UPS

25、提供了网卡界面（Intelligent Slot）,搭配专用的webpower卡（可选购件），可以实现UPS的远程监控。请联系您的经销商查询具体情况RS232提供电脑串行通讯介面，来监视输入电源和UPS资料，并控制UPS状态。3.7.2 RS232/RS485通讯说明本系列UPS提供RS232及RS485两种通讯接口以适应不同的客户对不同的通信接口的要求。实时对UPS各项参数进行监测，如UPS状态，输入电压，输出电压，输出电流、频率等多项参数。在交流停电时，CPU监控直流输入电压，当输入电压下降至额定电压80%时，发出一个使计算机存盘信号后约10分钟关闭UPS输出。 RS232/

26、RS485通讯,信号分配如下:序号RS232RS485DB9-1NC485-ADB9-2串行通讯输入口485-BDB9-3串行通讯输出口NCDB9-4NCNCDB9-5信号地信号地 RS232/RS485通讯协议如下：本系统与PC机之间采用问答式通讯。提供RS232和485两种接口供用户选择。数据通讯方式为：1个起始位、8个数据位、1个停止位。所有遥测数据都是以十进制方式进行处理，遥信数据以十六进制方式进行处理。通讯波特率固定为9600BT。PC机发送命令为：0x51 0x31 0x0d共3个字节（用ASCII码表示为Q1回车）UPS系统回馈信息格式为：帧头系统遥测数据系统遥信数

27、据帧尾字节数1811内容（Xxxxxxxxxxxxxx）回馈信息解释：遥测数据为双字节数据（即每个数据占2个字节），发送时先发低字节再发高字节。遥信数据为单字节数据，应化成2进制后再判断。例：(222.5 242.0 345.6 344.8 220.5 50.1 4% 30.5 e0)从帧头开始：( 222.5表示市电电压为222.5（十进制表示）242.0表示直流电压为242.0（十进制表示）345.6 表示正母线电压为345.6（十进制表）344.8 表示负母线电压为344.8（十进制表示）220.5 表示输出电压为220.5（十进制表示）50.1 表示市电频率为50.1（十进制表示） 4

28、% 表示负载输出百分比为4%30.5 表示机内温度为30.5e0为遥信数据（二进制表示为b7b6b5b4b3b2b1b0 = 11100000） b7： 市电状态 1：故障0：正常b6： 直流状态 1：故障0：正常b5： 逆变状态 1：故障0：正常b4： 负载状态 1：过载 0：负载正常b3： 旁路状态 1：旁路 0：逆变b2： 母线状态 1：故障0：正常b1： 交流逆变/直流逆变1：直流逆变0：交流逆变b0： 运行状态 1：系统有故障 0：系统运行正常) 简易超作方法打开计算机超级终端软件(如串口.EXE)。设置如下：波特率：9600，数据位：8，校验位：无，停止位：1。发送5

29、1 31 0D指令，单片机会返回相应的测量数据。3.7.3 状态端子信号说明将UPS的五种工作状态信号（直流状态、交流状态、运行状态、逆变状态、旁路状态）有五路独立的继电器输出，五种信号均为继电器无源触点输出，触点容量为300VAC，电流 < 2A。状态端子示图（又称干接点或硬接点端子）状态端子信号连接定义 接线牌序号状态信号继电器触点定义继电器触点定义1、2直流状态（开路）表示直流正常（开路）表示直流正常（导通）表示直流异常（导通）表示直流异常3、4交流状态（开路）表示交流正常（开路）表示交流正常（导通）表示交流异常（导通）表示交流异常一开一闭表示交流异常一开一闭表示交流异常5、6运行

30、状态（开路）表示 UPS正常（开路）表示 UPS正常（导通）表示UPS故障（导通）表示UPS故障7、8逆变状态（开路）表示UPS逆变正常（开路）表示UPS逆变正常（导通）表示UPS逆变异常（导通）表示UPS逆变异常9、10旁路状态（开路）表示UPS未从旁路输出（开路）表示UPS未从旁路输出（导通）表示UPS旁路输出（导通）表示UPS旁路输出四、故障排除异常状况处理表故障原因解决方法逆变无输出，蜂鸣器长鸣UPS因内部过热而关闭确保UPS未过载，通风口没有堵塞，室内温度未过高。等待10分钟让UPS冷却，然后重新启动，如失败，请同您的供应商联系逆变无输出，蜂鸣器长鸣UPS输出短路或UPS因内部故障关闭关掉UPS，去掉所有负载，确认负载没有故障或内部短路。重新开机，如失败，请同您的供应商联系逆变无输出，蜂鸣器长鸣 UPS因内部故障关闭请同您的供应商联系直流故障，UPS长鸣UPS直流电压故障接入错误的直流电源，请检查；交流输入故障，但有逆变输出市电电压或频率超出UPS输入范围此时UPS正工作于电池模式，保存数据并关闭应用程序，确保市电处于UPS所允许的输入电压或频率范围市电零、火线接反，UPS一秒两叫 重新连线使市电零、火线正确连接系统切到旁路，显示负载