交流不停电电源

交流不停电电源（UPS）系统
1．交流不停电电源（UPS）系统概况
UPS装置通过AC/DC/AC的装换模式，可保证向负载提供连续、稳定和精确的输出电流。

包括七个重要的功能组件整流器、逆变器、静态切换开关、静态旁路、手动检修旁路、隔离变压器、逆止二极管。

原理是把交流电压经整流器和滤波器送入逆变启，逆变器将输入的直流电压变换成所需合格的交流电压，再经交流滤波器除去高次谐波后，向负载供电。

UPS还使用电厂蓄电池作为储能单元。

一旦市电中断，可立即自动切换成蓄电池供电。

一般UPS均有旁路开关与备用电源相连，这样不仅有利UPS不停电维修，而且当负载起动电流太大时，还可以自动切换至备用电源供电，起动过程结束后，再自动恢复UPS供电。

我厂两台机组各配置1套60KVA不停电电源系统（UPS），网控配置一套15KVA不停电电源系统（UPS），输出电压交流220V,单相50HZ。

UPS系统单母线接线，主厂房UPS系统主输入电源取自单元机组厂用保安段，直流输入分别取自单元机组220V直流系统，旁路电源取自厂用PC段。

网控室UPS系统主输入电源及旁路电源均取自网控室MCC段，直流输入电源取自网控220V直流系统。

工
工作原理框图
2、工作原理
UPS系统是由输入开关、输入滤波板及保护电路、整流器、逆变器、静态开关、旁路开关、隔离变压器、输出滤波板及电池组等组成。

本UPS系统为全数字化DSP控制在线式不间断系统，在正常市电下，交流电源经过整流器及虑波板转换为直流电源，供电给逆变器并对电池组充电，使电池储存足够的电能，以便在市电中断时，在零转换时间状态下马上提供纯净电力给负载使用。

本系列UPS有四种操作摸式：正常市电供电模式、电池供电模式、旁路电源供电模式和维护旁路供电模式。

1）正常市电供电模式：在正常市电供应下，整流器将交流市电转换为直流电源后，供电给逆变器并同时对电池充电。

再将交流电整流为直流电时，整流器能将市电中所产生的异常杂波、噪声及频率不稳定等问题消除，使逆变器提供更稳定、纯净电源给负载。

2）电池供电模式：当市电发生异常时，连接在DC BUS上电池组提供电能给逆变器，使交流输出不会有中断现象，进而达到保护输出负载的作用。

3）旁路电源供电模式：当逆变器发生异常状态（如温度过高、短路现象、输出电压异常或负载超载等情况），逆变器会自动切换以防止损坏。

若此时市电仍然正常时，静态开关会将电源供应转为由旁路电源输出给负载使用。

4）维护旁路供电模式：当UPS要进行维护或更换电池而切负载供电又不能中断时，使用者可以先切断逆变器开关后激活维修旁路开关，再将整流器和旁路电源开关切断。

在手动维护旁路装换的过称中，交流电源经维护旁路开关继续供应电源给负载，此时UPS内部将不存有电力，维护人员可以安全的进行维护。

3.工作过程
当市电正常时，直流回路有直流电压，供给DC-AC交流逆变器，输出稳定的230V交流电压，同时市电对电池充电。

当任何时候市电欠压或突然掉电，则由电池组向自流回路馈送能。

从电网供电到电池供电没有切换时间。

在电池放电时，当电池能量即将耗尽，UPS发出声光报警，并在电池放电下限点停止逆变器工作，长鸣告警。

UPS还有过载保护功能，当发生超载（125％额定负载）时，跳到旁路状态，并在负载正常时自动返回。

当发生严重超载（超过150％额定负载）时，UPS立即停止逆变器输出并跳到旁路状态，此时前面空气开关也可能自动跳闸。

消除故障后，只要合上开关，重新开机开始恢复工作。

UPS异常时，伴随着声光告警，UPS有告警或保护功能，具体参见下表：
3.1为使UPS能正常工作，开机前请确认下列事项：
1）输入和输出的安装检查无误。

2) UPS空气开关是否置于“OFF”。

3）输入电源端接上额定输入电源。

4）确认UPS输出无短路且负载容量不能超过UPS容量。

5）确认计算机或其它仪器是否关闭。

3.2第一次启动：在确定以上事项无误后，请依下列方法开机：
1）将面板上的POWER、BYPASS及BATTERY开关置于ON（开）
2）按UPS面板ON键，UPS将徐徐启动，INVERTER指示灯亮，延时后，BYPASS灯熄灭，UPS转为INVERTER逆变供电，此时完成开机，开始运转，即可开启计算机或其它仪器使用。

3）开启机算机或其它仪器使用。

3.3 日常使用中，如欲开机或关机，请依下列方法操作：
开机时只需按面板ON，约经20秒，即可开启计算机或其它仪器使用。

关机前请将计算机或其他仪器关闭，然后再按面板OFF键两秒关机。

通常等UPS启动进入稳定工作后，方可打开负载设备电源开关，先启动大功率设备，后启动小功率设备。

某些设备启动电流很大，启动时有可能发生过载保护动作，这时最好将这类设备先于其它设备启动。

3.4注意同时按住按键EPO-EPO大约1秒后，机器断开所有输出，其它按键无效。

关断所有空开持续1分钟后UPS恢复允许开机状态。

4. UPS系统的运行方式
4.1 UPS系统的正常运行方式
1）UPS共有三路电源，即交流工作电源、直流备用电源和交流旁路电源。

其中交流工作电源接自厂用380V保安段，旁路电源接自厂用PC段，直流电源厂用直流220V母线。

2）正常情况下，UPS系统由保安段供电，主线工作电源经隔离变、整流器向逆变器供电，再经静态开关供至UPS母线。

3）正常情况下，220V直流厂用系统作为UPS系统的第一备用电源，事故保安段所引
旁路电源作为UPS系统的第二备用电源。

4）正常运行时，旁路调压器应自动调压，使之与UPS输出保持一致；逆变器也自动调节输电压、频率，使之与第二备用电源频率保持一致。

4.2 UPS系统的非正常运行方式
1）当主线工作电源失电或整流器故障时，可由厂用220V直流母线经隔离二极管经逆变器向UPS母线供电，实现自动切换供电。

2）如逆变器故障或过载或同时失电或电压下降至整定值，则旁路电源经静态开关向UPS母线供电。

3）当静态开关故障或机组停运UPS需检修时，可手动切换至手动维修运行。

4.3 UPS系统运行中的规定
1）UPS装置静态旁路的切换方式有自动和手动两种，当UPS工作时，静态旁路开关处于自动切换状态，并由逆变器检测它与旁路电源的同步。

2）UPS系统的旁路供电方式有两种，分别为UPS装置静态旁路和手动旁路（不经UPS 装置）。

3）UPS运行时严禁人为进行逆变器与静态、手动旁路间的切换操作。

4) UPS的负载必须逐步投入，严防过大的冲击电流损坏UPS。

5）UPS馈线柜严禁接入其它临时负载。

6）#1、2机组UPS装置共有三路电源：工作电源、旁路电源、直流电源，分别接自400v IA 段，400v IB段及主厂房直流母线段。

7）正常情况下，#1、2机组UPS装置由工作电源供电，直流电源和旁路电源处于自动备用状态，旁路输入、输出开关IRE、SSB，直流电源开关IB在合闸状态，应急开关IRY正常在工作位置。

8）当交流电源短时消失或是完全崩溃的情况下或整流部分故障时，UPS装置自动切换至直流电源运行；当工作交流电源恢复后，自动切回工作交流电源供电。

但当旁路侧电压超过报警值后，自动或手动均不能切回工作电源供电，此时有报警信号发出。

9）整流器是将交流电压转化成直流电压的三相/六脉冲整流器，整流器的直流输出流入到逆变器和蓄电池。

10）蓄电池是在交流电源短时中断或者是崩溃的情况下提供电能。

11）逆变器是将整流器或蓄电池提供的直流电转化为大多数世面上的电气设备使用的精度稳定的振幅和频率的交流电压，逆变器的逻辑控制将短路情况下的输出电流限制到额定电流的150%，如果过载（超过额定电流的125%），输出电压保持不变。

12) 静态开关单元是用半导体闸流管作为开关元件的，UPS常规操作中，SSI是闭合的而SSB 是断开的，负荷连接到逆变器输出上。

13）UPS因故切至旁路运行后，应将不停电电源（UPS）切至紧急旁路运行。

4.4 UPS交流不停电系统设备组成
说明：
1）UPS的正常交流输入端，旁路输入端及由蓄电池馈线的输入端应装设具有热、磁脱扣器的自动开关进行保护。

2）馈线柜安装时焊接在槽钢上，槽钢应与不停电电源配电室接地网至少有两点连接。

5．不停电电源UPS装置检查
5.1 UPS装置运行中的检查
5.1.1 检查装置显示器上指示正常，显示“正常运行”。

5.1.2 检查 IRE、SSB，IB，IRY开关位置正确，连接处无过热现象。

5.1.3 检查旁路电压表（低于240V）、直流电压表（低于235V）指示正常，。

5.1.4 检查装置运行声音正常。

5.1.5 检查UPS装置室内温度低于40℃。

5.2 UPS装置静态开关切换检查
5.2.1 切换到旁路：按下CPHC16-SPcb上的按钮切换到旁路。

静态开关SSB将会合上，SSI 将会断开。

控制板和SS-1FPcb上的指示ON。

（旁路绿色指示灯将长期点亮）
5.2.2 切换到逆变器：按下ICP pcb底部的按钮PB3。

静态开关SSI将会合上，SSB将会断开，在控制面板上和逆变器SS-1FPcb上的指示ON。

（绿色指示灯将长期点亮）
5.2.3 在旁路与逆变器之间的相互转换同样还可以通过前智能控制板的测试菜单来完成。

5.3逆变器与旁路的相互转换条件
5.3.1 由逆变器侧转换到旁路运行条件: 旁路线路的电压和频率必须在装置耐受限度之内，并且逆变器必须和旁路线路同步。

5.3.2 在逆变器失灵的条件下：UPS作为一个单元转换到旁路运行（SSB断开，SSI闭合）；对于紧急备用单元，负载会被转换到第二个逆变器，并且只有在没有逆变器准备好接受负载的时候负载才转向旁路；如果上述的对于旁路线路和同步的条件都不满足：逆变器将在过载情况下随着输出电压的降低继续运转；如果一个逆变器发生故障逆变器将会停止运转
5.3.3 在第二种情况，系统将会：在紧急备用系统的情况下转到第二个备用逆变器或UPS 将会在一个短至0毫秒的中间时间（如果市电不是同步的）中转换到旁路供应，因为只有一个UPS单元。

在过载的情况下，所有的UPS模块将会转换到旁路供应，并且会停留在旁路状态直到过载消除。

5.4 从旁路转换到逆变器的条件
5.4.1当逆变器电压和频率都在耐受限度之内，过载以备消除并且逆变器与旁路线路（SSI 断开，SSB闭合）是同步的时UPS会自动返回逆变器运作
5.4.2如果UPS在三分钟内尝试转换至逆变器运行5次都失败了的话UPS继续停留在旁路操作并且发出一个警告信号。

5.4.3若UPS依然被阻塞在旁路操作并且发生了一个市电失灵，在逆变器电压和频率都在允许限度内并且逆变器和市电同步的话UPS将会自动转换到逆变器运作。

5.5维护旁路
在维护旁路时，UPS可能完全关闭，因此维护工作安全进行（那将只有在输入和输出终端的电压和它们与电流断路器的连接）。

为防止错误的旁路维护转换，开关QIBY很可能可以引起旁路线路和逆变器线路的并行连接，QIBY和静态逆变器的开关SSI电子地连接在一起。

因此，在QIBY活动期间，SSB将会自动被关闭而SSI会被自动打开，用以防止维护旁路网络和逆变器的并行运作。

6. UPS异常处理
6.1 整流器起动不起的原因
6.1.1 检查交流输入电源是否正常；
6.1.2 检查交流输入电源相位是否正常；
6.1.3 整流器开关是否合上；
6.1.4 根据LCD显示错误信息，检查处理。

6.2逆变器不启动的原因
6.2.1 检查整流器工作是否正常，LED是否亮，若不亮应检查整理器电源、相序正确，输出直流电源电压是否正常；
6.2.2 旁路开关工作是否正常，
6.2.3 根据LCD显示错误信息，检查处理。