【最新课件】UPS基础培训PPT(共77张PPT)
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内容(nèiróng)总结
UPS基础知识培训。按照运行原理分类（GB分类）：。单进单出（220V/220V）。－决定自 己独立完成或合作完成此项目。造价较高的大容量高可靠系统。知道了直流电压就知道应配多 少只电池。电池可能需要(xūyào)1组、2组。零线电阻大或零线开路。容量：
100Ah。电池的并联组数应限制在4组，最多不超过6组。5，机房环境的维护
> 它是能够实现两路电源之间不间断地相互切换的电气装置；
> 从严格意义上讲，UPS不是一种电源，它不是依靠能量形式的转换来提 供电能，它只是提供一种两路电源之间无间断相互切换(qiē huàn)的机会， 这才是UPS的主要设计思想；
> UPS的价格之所以昂贵，就是贵在这种不间断切换的特点上。
第二路供电 一类供电
第二十三页，共七十七页。
page 23
UPS的不同(bù tónɡ)运行 方式 －并联运行
提高UPS可靠性的方法－直接 并联
> 由2到4台单机型UPS组成， 每台UPS具有各自的静态旁 路，可实现：
– 并联冗余(rǒnɡ yú)；
– 并联增容。
> 优点：并联简单；不增大占地； 价格适当；负载均分。是目前 使用最多的运行方式。
主交流
输入
旁路交流
输入
如果只有一路交流输入
整流器/
充电器
电池
逆变器
手动维 修旁路
静
旁路方式
负载
第十三页，共七十七页。
UPS的基本(jīběn)拓扑结构（类型）
（3）双转换式-VFI (Double Conversion，又称为在线式On-Line)
> 应用：
– 在这种配置中，由于使用了静态开关，将负载切换到逆变器所需的时间可以 忽略不计；
第十八页，共七十七页。
UPS常用(chánɡ 术语 yònɡ)
6、效率（EFFICIENCY）： 是输出瓦特数与输入瓦特数之比，若此数越接近1，则显示其效率越好，以 在线式UPS而言，一般的效率约为85%~90%之间，即输入1000W，输出 约为850W~900W之间，UPS本身即消耗(xiāohào)100W~150W的功率；
特点是主功率部件稳定、可靠、过负荷能力和抗冲击能力强。
10、无功功率： 单位是 VA ，它不为负载所吸收，因此称为无功功率，它组成了视在功率的另一
部分。降低无功功率有利于提高电网的利用率。 11、有功功率：
单位是W，是负载真正吸收转换的能量部分，它组成了视在功率的一部分。
第二十页，共七十七页。
UPS的不同运行方式
> VFI级 - 双转换式(Double Conversion - “On-Line” )
– 负载的电压V和频率F都与电网电源无关(Independent) – 负载的电压和频率都是经过“再生”调整的(re-generated)
第十页，共七十七页。
UPS的基本拓扑(tuò pū)结构（类型）
（1）被动后备式－VFD
多单点故障系统
第二十二页，共七十七页。
page 22
UPS的不同运行方式
(fāngshì)－串联运行
提高UPS可靠性的方法－串联热备份：
> 可由两台不同容量的UPS组成，主机带重要负载(fùzài)，备机带次要负载或不带载
；主机到备机的切换无间断。
> 优点：可靠性高；连接简单。 > 缺点：不能增容；过载能力不能增大；UPS不能充分利用。
> 三进单出(380V/220V)
> 三进三出(380V/380V) 按照功率分类
> 小功率（10KVA以下） > 中功率（10-50kVA） > 大功率(50kVA以上) 按照设计理念分类 > 传统UPS > 模块UPS
第九页，共七十七页。
UPS的基本拓扑结构(jiégòu)（类型）
GB/T 7260.3描述了UPS的三种分类方法(fāngfǎ)和拓扑结构：
充电器
电池
逆变器
正常方式 电池后备方式
滤波器 /
调压器
负载
第十一页，共七十七页。
UPS的基本(jīběn)拓扑结构(类型)
（2）线交互式-VI
(Line Interactive)
组成：
IEC 62040-3/GB 7260.3定义
(d主ì交ng流yì)
输入
旁路交流 输入
如果只有一路交流输入
> 静态开关 > 双向逆变器
在基本功能基础(jīchǔ)上通过不同的运行方式 进一步提高供电可靠性
第二十一页，共七十七页。
UPS的不同(bù tónɡ)运行方 式－单机系统
优点：系统配置简单，硬件购置成本低 UPS系统得到充分的利用，因为UPS的容量和系统负载的容量接近。
缺点：UPS出现问题时系统的可用性降低。 对UPS进行维护时系统将直接切换到市电供电 如果(rúguǒ)UPS故障，系统没有冗余
> VFD级 - 被动后备式(Passive Standby- “Off-line” )
– 负载的电压V和频率F取决于电网电源(Depends)
– 电压和频率都没有经过调整 > VI级 - 线交互式(Line Interactive)
– 负载的电压V与电网电源无关(Independent) – 频率没有经过调整
－决定自己独立完成或合作完成此项目
第二十七页，共七十七页。
UPS的配置(pèizhì)方案
1 UPS容量的确定(quèdìng)
1 ）用户直接提出容量需求
可配置单机满足容量需求
可配置并机满足更大容量的需求
2）用户只告诉你负载容量
认真了解实际负载量，并按高出负载的容量配置UPS
高出的比例视负载性质决定1：1.2(1.3、1.5、2、2.5）
电池
①和⑤是保证对负载供电(ɡònɡ 的连 diàn)
续性； ②、③和④是保证对负载供电的质量。
第八页，共七十七页。
UPS的基本拓扑结构(jiégòu)（类型）
按照运行原理分类(fēn lèi)（GB分类）： > 被动后备式-VFD > 线互动式-VI > 双转换式-VFI
按照供电环境分类
> 单进单出（220V/220V）
第十七页，共七十七页。
常用 术语 UPS
(chánɡ yònɡ)
3、峰值因数（CF）：
指周期波形的峰值与有效值之比。
由于计算机性负载接受正弦波电压 会产生CF（介于(jièyú)2.4-2.6倍的电流） ，因此，UPS设计时常需能提供CF值3的规格，以满足电脑性负载的应用。 4、输入电压范围： UPS允许市电变化的范围，范围越大说明UPS适应性越好。 5、失真： 失真分为波形失真，电压失真等，不论是体积失真，皆以百分比来 计算，其失真的大小与谐波、电压、电流以及功率因数有关系。
静态开关
> 电池 > 旁路开关
电池
逆变器
维修旁路
应用：此种配置不太适合中-大功率和为
敏感性负载的供电，因为(yīn wèi)无法进
行频率的调节。
优点：电路简单，效率高；
缺点：频率不能调节，动态特性差。
正常方式 电池方式 旁路方式
负载
第十二页，共七十七页。
UPS的基本拓扑(tuò pū)结构(类型)
例：计算机类负载按1：1.3或1：1.4配置UPS
– 而且，输出的电压和频率完全独立于输入电压和频率。这意味着这种类型的 UPS可以被设计作为频率转换器使用。
– 实际上，这种类型是中大功率的主要配置（10KVA以上）。 注意： 这种类型的UPS常常被称作“在线式”，这表示负载由逆变器连续供电 而不管(bùguǎn)交流输入电源的状态如何。
> 优点：稳压稳频、切换无间断； > 缺点：价格昂贵。
（3）双转换式-VFI
(Double－ Conversion，又称为在线式 On-Line)
> 基本组成： – 整流器/充电器 – 逆变器 – 静态(jìngtài)旁路开关 – 手动维修旁路开关 – 电池
逆变器串联在交流输入与 负载之间
IEC 62040-3/GB 7260.3定义(dìngyì)
可靠性高。 > 缺点：占地面积稍大；价格较
贵。
第二十五页，共七十七页。
page 25
UPS的配置(pèizhì)方法
购买的UPS设备要合适
第二十六页，共七十七页。
UPS的配置(pèizhì)方案
个案中涉及到UPS配置的基本问题
1 负载容量－决定配多大的UPS，多少台UPS 2 负载的重要程度－决定UPS运行和配电方式 3 所需要的后备时间－决定配置多大的电池 4 对某些指标的特殊要求－决定UPS型号的选择或选项 5 对某些性能或功能的特殊要求－决定配置哪些(nǎxiē)选项 6 与UPS项目有关的工程(机房建设、配电建设、系统监控……)
UPS常用(chánɡ 术语 yònɡ)
1 、 VA & W UPS 的容量单位，VA 为视在功率，W 为有功功率。 2 、功率因数（PF）
对一台设备有输入(shūrù)功率因数和输出功率因数两个不同的参数， 功率因数绝对值介于0于1之间，它是W（有功功率）与VA（视在功率） 之间的比数。 输入功率因数越高表明UPS对电网利用效能越高。 从输出端考虑，输出功率因数越高则UPS带载能力越强。 例如：一台UPS的参数为：3000VA/2400W ，可以知道输出功率因数为 2400W/3000VA=0.8
(Passive Standby，也称离线式OFF-Line) > 组成:
–充电器
–逆变器 –电池(diànchí)
–滤波器/调压器 > 应用：小于2KVA的UPS；
> 优点：电路简单，价格便宜；
> 缺点：频率不能调节，切换时有 间断。
IEC 62040-3/GB 7260.3定义
(dìngyì) 交流输入
输入
整流器
直流
逆变器
输出
第六页，共七十七页。
UPS的主要(zhǔyào)作用
③.电压(diànyā)变换作用： > 输入电压等于或不等于输出电压，如380V/380V，380V/220V，
包括稳压作用：
220Vac (稳压作用)
220Vac
UPS
230Vac
240Vac
④.频率变换(biànhuàn)作用： > 输入频率等于或不等于输出频率，如50Hz/50Hz，50Hz/60Hz，包括稳 频作用：
第十四页，共七十七页。
UPS的组成(zǔ chénɡ)
关键词： 整流器、逆变器、蓄电池、静态旁路、维修旁路
一台在线式（双转换）UPS单线图
维修 (wéixiū)旁
路
静态(jìngtài)旁 路
整流器
逆变器
蓄电池
第十五页，共七十七页。
UPS图示
传统
(chuántǒng)U
第十六页，共七十七页。
模块化UPS
UPS
输出
三类供电
第一路供电
第五页，共七十七页。
UPS的主要作用(zuòyòng)
①.两路电源之间的无间断相互切换：
一类供电 第二路供电
UPS
输出
第一路供电 三类供电
②.隔离作用：
> 将瞬间间断、谐波、电压波动、频率(pínlǜ)波动以及电压噪声等电网骚扰阻 挡在负载之前，即使电网中的骚扰不影响负载，又使负载对电网不会产生骚 扰：
7、可靠性（MTBF）:
用来描述设备平均能正常工作的时间长短的参数，MTBF越大表示该设备的寿命越 长。 8、高频机：
利用高频开关技术，以高频开关元件替代整流器和逆变器中笨重的工频 变压器的UPS俗称高频机，高频机体积小、效率高。
第十九页，共七十七页。
UPS常用(chánɡ 术语 yònɡ)
9、工频机： 采用工频变压器做为整流器和逆变器部件的UPS俗称(sú chēnɡ)工频机，主要
第一页，共七十七页。
UPS基础知识培训
(péixùn)
第二页，共七十七页。
培训 目标 (péixùn)
了解UPS UPS的不同运行(yùnxíng)方式 了解UPS的日常维护
第三页，共七十七页。
了解 UPS (liǎojiě)
第四页，共七十七页。
UPS的定义(dìngyì)：
> UPS是英文 Uninterruptable Power Supply 的缩写，中文译为“不间断 电源”；
50Hz(稳频作用)
50Hz
UPS
60Hz(频率变换)
第七页，共七十七页。
UPS的主要(zhǔyào)作用
⑤.提供一定的后备时间： > UPS的电池贮存(zhùcún)一定的能量，在电网停电或间断时继续供电一 段时间来保护负载；后备时间为10分钟、30分钟、60分钟或更长。
输入 整流器
直流
逆变器 输出
第二十四页，共七十七页。
page 24
UPS的不同运行方式
－公共旁路(pánɡ lù)并联运 行 提高UPS可靠性的方法(fāngfǎ)
－公共旁路并联
> 由2到6台同等容量的并联型 UPS组成，采用大容量的公共 静态旁路开关柜，以便实现：
– 并联冗余；或
– 并联增容。 > 优点：公共旁路过载能力大；
UPS基础知识培训。按照运行原理分类（GB分类）：。单进单出（220V/220V）。－决定自 己独立完成或合作完成此项目。造价较高的大容量高可靠系统。知道了直流电压就知道应配多 少只电池。电池可能需要(xūyào)1组、2组。零线电阻大或零线开路。容量：
100Ah。电池的并联组数应限制在4组，最多不超过6组。5，机房环境的维护
> 它是能够实现两路电源之间不间断地相互切换的电气装置；
> 从严格意义上讲，UPS不是一种电源，它不是依靠能量形式的转换来提 供电能，它只是提供一种两路电源之间无间断相互切换(qiē huàn)的机会， 这才是UPS的主要设计思想；
> UPS的价格之所以昂贵，就是贵在这种不间断切换的特点上。
第二路供电 一类供电
第二十三页，共七十七页。
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UPS的不同(bù tónɡ)运行 方式 －并联运行
提高UPS可靠性的方法－直接 并联
> 由2到4台单机型UPS组成， 每台UPS具有各自的静态旁 路，可实现：
– 并联冗余(rǒnɡ yú)；
– 并联增容。
> 优点：并联简单；不增大占地； 价格适当；负载均分。是目前 使用最多的运行方式。
主交流
输入
旁路交流
输入
如果只有一路交流输入
整流器/
充电器
电池
逆变器
手动维 修旁路
静
旁路方式
负载
第十三页，共七十七页。
UPS的基本(jīběn)拓扑结构（类型）
（3）双转换式-VFI (Double Conversion，又称为在线式On-Line)
> 应用：
– 在这种配置中，由于使用了静态开关，将负载切换到逆变器所需的时间可以 忽略不计；
第十八页，共七十七页。
UPS常用(chánɡ 术语 yònɡ)
6、效率（EFFICIENCY）： 是输出瓦特数与输入瓦特数之比，若此数越接近1，则显示其效率越好，以 在线式UPS而言，一般的效率约为85%~90%之间，即输入1000W，输出 约为850W~900W之间，UPS本身即消耗(xiāohào)100W~150W的功率；
特点是主功率部件稳定、可靠、过负荷能力和抗冲击能力强。
10、无功功率： 单位是 VA ，它不为负载所吸收，因此称为无功功率，它组成了视在功率的另一
部分。降低无功功率有利于提高电网的利用率。 11、有功功率：
单位是W，是负载真正吸收转换的能量部分，它组成了视在功率的一部分。
第二十页，共七十七页。
UPS的不同运行方式
> VFI级 - 双转换式(Double Conversion - “On-Line” )
– 负载的电压V和频率F都与电网电源无关(Independent) – 负载的电压和频率都是经过“再生”调整的(re-generated)
第十页，共七十七页。
UPS的基本拓扑(tuò pū)结构（类型）
（1）被动后备式－VFD
多单点故障系统
第二十二页，共七十七页。
page 22
UPS的不同运行方式
(fāngshì)－串联运行
提高UPS可靠性的方法－串联热备份：
> 可由两台不同容量的UPS组成，主机带重要负载(fùzài)，备机带次要负载或不带载
；主机到备机的切换无间断。
> 优点：可靠性高；连接简单。 > 缺点：不能增容；过载能力不能增大；UPS不能充分利用。
> 三进单出(380V/220V)
> 三进三出(380V/380V) 按照功率分类
> 小功率（10KVA以下） > 中功率（10-50kVA） > 大功率(50kVA以上) 按照设计理念分类 > 传统UPS > 模块UPS
第九页，共七十七页。
UPS的基本拓扑结构(jiégòu)（类型）
GB/T 7260.3描述了UPS的三种分类方法(fāngfǎ)和拓扑结构：
充电器
电池
逆变器
正常方式 电池后备方式
滤波器 /
调压器
负载
第十一页，共七十七页。
UPS的基本(jīběn)拓扑结构(类型)
（2）线交互式-VI
(Line Interactive)
组成：
IEC 62040-3/GB 7260.3定义
(d主ì交ng流yì)
输入
旁路交流 输入
如果只有一路交流输入
> 静态开关 > 双向逆变器
在基本功能基础(jīchǔ)上通过不同的运行方式 进一步提高供电可靠性
第二十一页，共七十七页。
UPS的不同(bù tónɡ)运行方 式－单机系统
优点：系统配置简单，硬件购置成本低 UPS系统得到充分的利用，因为UPS的容量和系统负载的容量接近。
缺点：UPS出现问题时系统的可用性降低。 对UPS进行维护时系统将直接切换到市电供电 如果(rúguǒ)UPS故障，系统没有冗余
> VFD级 - 被动后备式(Passive Standby- “Off-line” )
– 负载的电压V和频率F取决于电网电源(Depends)
– 电压和频率都没有经过调整 > VI级 - 线交互式(Line Interactive)
– 负载的电压V与电网电源无关(Independent) – 频率没有经过调整
－决定自己独立完成或合作完成此项目
第二十七页，共七十七页。
UPS的配置(pèizhì)方案
1 UPS容量的确定(quèdìng)
1 ）用户直接提出容量需求
可配置单机满足容量需求
可配置并机满足更大容量的需求
2）用户只告诉你负载容量
认真了解实际负载量，并按高出负载的容量配置UPS
高出的比例视负载性质决定1：1.2(1.3、1.5、2、2.5）
电池
①和⑤是保证对负载供电(ɡònɡ 的连 diàn)
续性； ②、③和④是保证对负载供电的质量。
第八页，共七十七页。
UPS的基本拓扑结构(jiégòu)（类型）
按照运行原理分类(fēn lèi)（GB分类）： > 被动后备式-VFD > 线互动式-VI > 双转换式-VFI
按照供电环境分类
> 单进单出（220V/220V）
第十七页，共七十七页。
常用 术语 UPS
(chánɡ yònɡ)
3、峰值因数（CF）：
指周期波形的峰值与有效值之比。
由于计算机性负载接受正弦波电压 会产生CF（介于(jièyú)2.4-2.6倍的电流） ，因此，UPS设计时常需能提供CF值3的规格，以满足电脑性负载的应用。 4、输入电压范围： UPS允许市电变化的范围，范围越大说明UPS适应性越好。 5、失真： 失真分为波形失真，电压失真等，不论是体积失真，皆以百分比来 计算，其失真的大小与谐波、电压、电流以及功率因数有关系。
静态开关
> 电池 > 旁路开关
电池
逆变器
维修旁路
应用：此种配置不太适合中-大功率和为
敏感性负载的供电，因为(yīn wèi)无法进
行频率的调节。
优点：电路简单，效率高；
缺点：频率不能调节，动态特性差。
正常方式 电池方式 旁路方式
负载
第十二页，共七十七页。
UPS的基本拓扑(tuò pū)结构(类型)
例：计算机类负载按1：1.3或1：1.4配置UPS
– 而且，输出的电压和频率完全独立于输入电压和频率。这意味着这种类型的 UPS可以被设计作为频率转换器使用。
– 实际上，这种类型是中大功率的主要配置（10KVA以上）。 注意： 这种类型的UPS常常被称作“在线式”，这表示负载由逆变器连续供电 而不管(bùguǎn)交流输入电源的状态如何。
> 优点：稳压稳频、切换无间断； > 缺点：价格昂贵。
（3）双转换式-VFI
(Double－ Conversion，又称为在线式 On-Line)
> 基本组成： – 整流器/充电器 – 逆变器 – 静态(jìngtài)旁路开关 – 手动维修旁路开关 – 电池
逆变器串联在交流输入与 负载之间
IEC 62040-3/GB 7260.3定义(dìngyì)
可靠性高。 > 缺点：占地面积稍大；价格较
贵。
第二十五页，共七十七页。
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UPS的配置(pèizhì)方法
购买的UPS设备要合适
第二十六页，共七十七页。
UPS的配置(pèizhì)方案
个案中涉及到UPS配置的基本问题
1 负载容量－决定配多大的UPS，多少台UPS 2 负载的重要程度－决定UPS运行和配电方式 3 所需要的后备时间－决定配置多大的电池 4 对某些指标的特殊要求－决定UPS型号的选择或选项 5 对某些性能或功能的特殊要求－决定配置哪些(nǎxiē)选项 6 与UPS项目有关的工程(机房建设、配电建设、系统监控……)
UPS常用(chánɡ 术语 yònɡ)
1 、 VA & W UPS 的容量单位，VA 为视在功率，W 为有功功率。 2 、功率因数（PF）
对一台设备有输入(shūrù)功率因数和输出功率因数两个不同的参数， 功率因数绝对值介于0于1之间，它是W（有功功率）与VA（视在功率） 之间的比数。 输入功率因数越高表明UPS对电网利用效能越高。 从输出端考虑，输出功率因数越高则UPS带载能力越强。 例如：一台UPS的参数为：3000VA/2400W ，可以知道输出功率因数为 2400W/3000VA=0.8
(Passive Standby，也称离线式OFF-Line) > 组成:
–充电器
–逆变器 –电池(diànchí)
–滤波器/调压器 > 应用：小于2KVA的UPS；
> 优点：电路简单，价格便宜；
> 缺点：频率不能调节，切换时有 间断。
IEC 62040-3/GB 7260.3定义
(dìngyì) 交流输入
输入
整流器
直流
逆变器
输出
第六页，共七十七页。
UPS的主要(zhǔyào)作用
③.电压(diànyā)变换作用： > 输入电压等于或不等于输出电压，如380V/380V，380V/220V，
包括稳压作用：
220Vac (稳压作用)
220Vac
UPS
230Vac
240Vac
④.频率变换(biànhuàn)作用： > 输入频率等于或不等于输出频率，如50Hz/50Hz，50Hz/60Hz，包括稳 频作用：
第十四页，共七十七页。
UPS的组成(zǔ chénɡ)
关键词： 整流器、逆变器、蓄电池、静态旁路、维修旁路
一台在线式（双转换）UPS单线图
维修 (wéixiū)旁
路
静态(jìngtài)旁 路
整流器
逆变器
蓄电池
第十五页，共七十七页。
UPS图示
传统
(chuántǒng)U
第十六页，共七十七页。
模块化UPS
UPS
输出
三类供电
第一路供电
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UPS的主要作用(zuòyòng)
①.两路电源之间的无间断相互切换：
一类供电 第二路供电
UPS
输出
第一路供电 三类供电
②.隔离作用：
> 将瞬间间断、谐波、电压波动、频率(pínlǜ)波动以及电压噪声等电网骚扰阻 挡在负载之前，即使电网中的骚扰不影响负载，又使负载对电网不会产生骚 扰：
7、可靠性（MTBF）:
用来描述设备平均能正常工作的时间长短的参数，MTBF越大表示该设备的寿命越 长。 8、高频机：
利用高频开关技术，以高频开关元件替代整流器和逆变器中笨重的工频 变压器的UPS俗称高频机，高频机体积小、效率高。
第十九页，共七十七页。
UPS常用(chánɡ 术语 yònɡ)
9、工频机： 采用工频变压器做为整流器和逆变器部件的UPS俗称(sú chēnɡ)工频机，主要
第一页，共七十七页。
UPS基础知识培训
(péixùn)
第二页，共七十七页。
培训 目标 (péixùn)
了解UPS UPS的不同运行(yùnxíng)方式 了解UPS的日常维护
第三页，共七十七页。
了解 UPS (liǎojiě)
第四页，共七十七页。
UPS的定义(dìngyì)：
> UPS是英文 Uninterruptable Power Supply 的缩写，中文译为“不间断 电源”；
50Hz(稳频作用)
50Hz
UPS
60Hz(频率变换)
第七页，共七十七页。
UPS的主要(zhǔyào)作用
⑤.提供一定的后备时间： > UPS的电池贮存(zhùcún)一定的能量，在电网停电或间断时继续供电一 段时间来保护负载；后备时间为10分钟、30分钟、60分钟或更长。
输入 整流器
直流
逆变器 输出
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UPS的不同运行方式
－公共旁路(pánɡ lù)并联运 行 提高UPS可靠性的方法(fāngfǎ)
－公共旁路并联
> 由2到6台同等容量的并联型 UPS组成，采用大容量的公共 静态旁路开关柜，以便实现：
– 并联冗余；或
– 并联增容。 > 优点：公共旁路过载能力大；