UPS基础知识
UPS的基础知识.殷建
负负
充充
五.UPS工作原理
1.工作原理图
五.UPS工作原理
2.工作原理
滤波板: 包含了EMI抑制滤波器和D级防雷器,给UPS提 供经过滤波处理的干净电源。 整流/PFC:是UPS重要的功能模块,在市电逆变供电模式 时进行功率因数校正和整流处理。 逆变器: 是UPS重要的功能模块,将经过整流处理或 升压处理的直流电转换成稳定的交流输出 升压板: UPS工作于电池供电模式时进行升压处理。 充电板: 对电池进行充电 辅助电源板:提供所有控制电路之工作电压 控制板:控制UPS的状态 电池: 适用电池类型为密封式免维护铅酸蓄电池。 UPS输出:UPS输出功能模块包括输出EMI滤波器,并提 供多路负载输出。
六. UPS工作模式介绍
2.电池模式
当输入电压异常,UPS自动进入电池模式,负载由两台UPS均 分。当输入正常时,UPS自动恢复到正常模式。
六. UPS工作模式介绍
3.旁路模式
两台UPS同时满足转旁路的条件时,两台UPS同时进入旁路模 式,且负载均分。
七. UPS控制面板
1.前面板显示图
图例说明
2.UPS后面板外观图
L I H G F
A
B
C
D E
图例说明
A EPO(紧急关机接口); B 风扇; C 电池扩展插口 ; D 输出接线端子; E 输入接线端子; F 输入开关; G Mini SNMP卡(RJ45口); H 并机接口; I RS232串口 (JBUS 协议) L 可选通信卡(SNMP)扩展槽
UPS定义 三. UPS定义
UPS - Uninterruptible Power Supply(System) ( ) 利用电池等直流系统(化学能)作为后备能量, 利用电池等直流系统(化学能)作为后备能量,在市电断电等电网 故障时,不间断地为用户设备提供(交流)电能的一种能量转换装置。 故障时,不间断地为用户设备提供(交流)电能的一种能量转换装置。
UPS基础知识
UPS基础知识[UPS作为一种不间断电源,在各个领域应用广泛。
本文着重介绍UPS基础知识及日常维护。
]目录第一章UPS电源概述 (3)1.1UPS电源概述 (3)1.2UPS的分类及工作原理 (4)1.3UPS高可靠性供电方案 (5)第二章UPS功率器件 (9)2.1UPS功率器件 (9)2.2UPS几种常用器件 (10)第三章UPS基本原理 (16)3.1UPS基本组成 (16)3.2整流器 (16)3.3逆变器 (17)3.4静态旁路开关 (18)3.5电池电路 (18)3.6工作模式 (18)第四章UPS电池 (22)4.1阀控式铅酸蓄电池的定义 (22)4.2阀控式铅酸蓄电池的分类 (22)4.3电池的结构及工作原理 (22)4.4阀控式铅酸蓄电池的性能参数 (24)4.5电池技术特性 (25)4.6电池使用与维护 (31)第五章UPS工程设计参考 (34)5.1UPS系统容量配置 (34)5.2UPS电缆的选配 (34)第六章UPS电源安全防护 (37)6.1UPS设备接地系统 (37)6.2雷电与UPS安全防护 (39)第七章UPS日常维护内容 (46)7.1日常维护和巡查内容 (46)7.2电池组定期维护(季度或半年1次) (46)7.3UPS定期维护(每年1次) (47)第一章UPS电源概述1.1UPS电源概述1.1.1什么是UPSUPS是一种利用电池化学能作为后备能量,在市电断电或发生异常等电网故障时,不间断地为用户设备提供电能的一种能量转换装置。
我们称之为不间断供电系统。
1.1.2UPS的发展过程UPS不间断电源起源于20世纪初的美国。
1903年,第一台UPS由艾默生公司制造,在当时的重工业中起到了重要作用,并为国家的快速发展奠定了基础。
这一阶段的UPS主要用于工业领域,为关键设备提供电力保护。
其次,随着技术的发展,UPS的功能和应用范围不断扩大。
在电网电压正常时,UPS利用电网电源充电;当电网出现异常时,UPS则释放存储于电池中的电能供负载使用。
关于UPS的基础知识
关于UPS的基础知识为什么要用UPS当今世界人们对供电质量要求越来越高,用电情况越来越复杂。
现在的电网普遍存在干扰,严重影响了精密仪器、自动化设备及计算机等的正常运行。
这时,UPS应运而生。
电网的污染八种形式:1.浪涌电压指一个或多个周期电压值越过额定值的110%,比如重型设备的关机。
2.电压尖峰指1/2周期至100ms之间叠加的电压脉冲达6000KV以上,主要有雷击、电弧开关操作、静电放电。
3.电压瞬变指在10~100ms之间叠加在市电电压上脉冲电压达20KV,它的产生和电压尖峰差不多,只是在量上的区别。
4.噪声电压指叠加在工频电压上的低幅度而频率范围很宽的高频分量。
这种现象很普遍,它的产生由旋转电机的打火、继电器动作、电机控制设备的开合、广播发射、电器放电、电弧焊接、点火系统的电弧式故障和远距离雷爆造成。
5.过压指超过电网电压有效值一定百分比的稳定的高压,一般由于接线错误误、电厂及电站的误调整、附近重型设备开关机造成,对单项而言也可能由于三项负荷不平衡式地线接触不良造成。
6.电压跌落指一个或多个周期电压低于80-85%额定电压有效值,由重型设备式电动机启动造成。
7.欠压指低于市电有效值一定百分比的稳定低电压,主要是由负荷造成电网电压的降低。
8.电源中断指超过一个周期的电压状态,原因有供电开关误动作和电厂故障造成。
一、UPS的组成:1.整流器:将交流电转化为直流电。
向后级逆变器提供直流为蓄电池充电2.蓄电池:当市电中断后,向逆变器提供能量。
3.谐波抑制滤波器:安装于蒸馏器的输入端,能减少输入电流的波形畸变。
4.逆变器:将整流器式电池提供的直流电转化为交流电。
5.手动旁路:SWMB(闭合时)使UPS可以通过市电对负载直接供电,这时设备内部无电。
二、正常工作模式市电正常时: SWIN SWOUT SWBY 开关闭合SWMB 断开市电通过整流器供电给逆变器,再由逆变器给负载供电,同时给电池充电,若断电,则电池供电。
UPS培训UPS课件UPS基础
蓄电池类型
常用铅酸电池、镍镉电池、 锂电池等,不同类型的电 池性能、寿命、价格等有 所不同。
蓄电池组配置
根据UPS容量和后备时间 要求,合理配置蓄电池的 数量和容量。
蓄电池管理
包括充电管理、放电管理、 温度管理等,确保蓄电池 的安全和性能。
逆变器与充电器
逆变器
逆变器与充电器的匹配
将蓄电池的直流电转换为交流电供给 负载设备使用,逆变器的性能直接影 响UPS的输出质量。
选择合适类型和规格UPS
UPS类型
根据负载类型、容量需求、备用时间等因素,选择合适的UPS类型,如在线式、 后备式等。
UPS规格
根据UPS的输出功率、输入/输出电压范围、频率等参数,选择符合需求的UPS 规格。
蓄电池组配置及容量计算
蓄电池组配置
根据UPS的类型和规格,选择合适的 蓄电池组配置,如电池电压、电池容 量等。
对设备操作和维护人员进行专业培训,提高 其对设备的熟悉程度和维护保养技能。
建立故障应急处理机制
制定针对常见故障的应急处理方案,缩短故 障排除时间,减少对业务的影响。
总结回顾与展望未来
06
发展趋势
本次培训重点内容回顾
1 2 3
UPS基础知识 包括UPS的定义、分类、工作原理等核心内容, 为学员提供了全面的UPS知识体系。
新能源技术的发展为UPS行业带来了 新的机遇和挑战,如锂电池等新型储 能技术的应用将改变UPS的传统格局。
未来发展趋势预测
绿色环保将成为UPS发展的重要 方向,采用高效能、低损耗的电 路设计以及环保材料,降低UPS
对环境的影响。
模块化、可扩展性将成为UPS设 计的关键要素,方便用户根据实
际需求进行灵活配置和扩展。
UPS01-UPS基础知识V
传统SCR整流UPS(工频)
优点:输入输出隔离、电网扰动不会影响负载、电池直接挂在母线上 缺点:体积大,重量大、成本高、输入谐波电流大、污染电网
异常、浪涌、噪声等,将直接输入到重要负载。
3 phase input
Neutral
AC AC
AC AC
AC DC
Delta inverter
Battery
Main inverter
AC DC
Battery
3 phase output
Neutral
在线式UPS的基本原理(一)
功率等级0.7-1500KVA左右
UPS - Uninterruptible Power System
利用电池化学能作为后备能量,在市电断电等电网故障 时,不间断地为用户设备提供(交流)电能的一种能量转换 装置。
市电或燃油发电机
UPS主机
蓄电池
用户设备
什么是UPS
电 源:
利用电能变换技术将市电或电池 第一次电能转换成适合各种用电对象 的二次电能的系统或装置。
四种架构UPS性能对比
市电模式下 逆变器状态
输出电源质量
切换时间 功率范围
成本
在线式
工作
最高
(不停电、稳压、 净化功能)
零 >1 kVA
高
Dalta变换
互动式
85%能量直接市电 提供,
较高,无法解决电 网谐波污染等问题
零 10KVA 较高
热备
中等
(不停电、 近似稳压功能)
4ms左右 0.5-5 kVA
电能变换体现:变压、调压、整流、滤波、稳定、变换 电能变换技术:线性稳压、相控、变频、PWM、SPWM 、软开关PWM、移项谐振、无功补偿、功率因素校正等
《UPS基础知识》PPT课件
扰公害两个变换器 始终在
100%负载功率下工 作,整
机效率低,输出能力 有局限,可靠性一
主要内容
• UPS概述 • UPS基本原理 • UPS维护和使用注意事项
• UPS概述 • UPS基本原理 • UPS基本问答
问:在线式UPS与后备式UPS的主要区别在哪
答: 在线式UPS能解决所有的电力问题,而
后备式UPS只能解决部分问题,在线互动式 UPS的功能居其中.
谢谢大家!
后时,UPS逆变器不工作,充电器向电池充 电,市电通过智能调压直接向负载供电;
• 单逆变器;
• 输出电性能指 标一般,但能满足 负载要求;
市电掉电后,逆变器启动,电池通过逆变器向负载 供电;
市电—电池转换时,输出电压有转换时 间
• UPS不对电网 产生附加干扰公 害;
UPS基 础 知 识
主要内容
UPS概述 UPS基本原理 APC、UPS产品线基本介绍 UPS、基本问答
UPS概述
什么是UPS 为什么使用UPS UPS的功能 UPS的分类 UPS名词解释
什么是UPS?
1、 不间断地为用户设备提供交流电的一种 电源设备 2 、 它是将电网中的交流电转换成直流电能 储藏在蓄电池内、同时将电网中的各种杂波消 除、输出纯净交流电源在电网突然发生中断仍 然能保持正常供电、使用设备不会因为市电干 扰而关机,造成很大经济损失,尤其是在电信、 金融、证券、交通、医疗等行业机算机系统、 若电网突然中断损失巨大.
市电—电池转换时,输出电压有转换时,但小于 后备式的转换时间
传统双变换在线式UPS
特点:
UPS电源基础知识
目录一、UPS基本知识 (2)1、UPS概述 (2)2、UPS主要功能 (2)3、免维护铅酸蓄电池 (2)二、ups蓄电池接线图 (3)1、单组36v接线图(12V蓄电池) (3)2、单组96V接线图(12V蓄电池) (3)3、单组192V接线图(12V蓄电池) (4)4、两组36v并联接线图(12V蓄电池) (5)5、两组96V并联接线图(12V蓄电池) (5)6、两组192V并联接线图(12V蓄电池) (6)三、UPS空开、电缆配置 (7)1、输入电流计算方法 (7)2、输出电流计算方法 (7)3、电池逆变电流计算方法 (8)四、UPS蓄电池配置 (9)1、电流法 (9)2、恒功率法 (10)3、UPS行业常用简单运算法 (10)4、举例说明 (11)五、UPS并机方式 (12)1、串联备份 (12)2、双机并联备份 (13)六、UPS日常维护及保养 (14)七、常见UPS的故障诊断和排除 (15)UPS基础资料一、UPS基本知识1、UPS概述即不间断电源,是将蓄电池与主机相连接,通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。
主要用于网络系统或其它电力电子设备提供稳定、不间断的电力供应。
当市电输入正常时,UPS 将市电稳压后供应给负载使用,此时的UPS就是一台交流式电稳压器,同时它还向机内电池充电;当市电中断(事故停电)时, UPS 立即将电池的直流电能,通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应220V交流电,使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。
UPS 设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。
2、UPS主要功能高可靠性不间断供电,保证动力的连续性(0ms)电网稳定、净化功能,高质量供电,绿色电源电池管理功能,延长电池使用寿命只能监控功能,解决UPS运维问题3、免维护铅酸蓄电池主要参数电压:12V、6V、2V单格电池电压为2V,12V电池由6个单格电池构成AH数:7AH、17AH、24AH、38AH、65AH、100AH、120AH蓄电池放电终止电压:1.75V/单格二、ups蓄电池接线图1、单组36v接线图(12V蓄电池)例如:山特C1KS,DC:36V2、单组96V接线图(12V蓄电池)例如:山特C3KS,DC:96V3、单组192V接线图(12V蓄电池)例如:山特C6KS、C10KS,DC:192V4、两组36v并联接线图(12V蓄电池)例如:山特C1KS,DC:36V5、两组96V并联接线图(12V蓄电池)例如:山特C3KS,DC:96V6、两组192V并联接线图(12V蓄电池)例如:山特C6KS、C10KS,DC:192V三、UPS空开、电缆配置1、输入电流计算方法UPS标称功率(VA)×输出功率因数输入电流(A)=输入临界电压(V)×整机效率×输入功率因数×SS:三相UPS=3,单相UPS=1例如:山特10KVA UPS,单进单出,功率:10KVA输入临界电压:176V(在不用转换至电池供电情况下可接受的最低单相市电电压,一般输入范围±20%),输入功率因数:0.99(高频机都可以近似取1),整机效率:0.95,S=1,输出功率因数:0.8市电输入电流计算结果如下:10000×0.8输入电流(A)= =47.84(A)176×0.95×12、输出电流计算方法UPS标称功率输出电流(A)=输出电压×SS:三相UPS=3,单相UPS=1UPS电源输出电流计算结果如下:10000输出电流(A)= =45.45(A)220×13、电池逆变电流计算方法UPS标称功率(VA)×输出功率因数电池逆变电流(A)=电池临界电压(V)×逆变效率注:电池临界电压=16节蓄电池*10.5V(单格终止电压1.75*6)=168V计算结果如下:10000×0.8电池逆变电流(A)= = 50 (A)168×0.95电缆配置:(交流电流按3-5A计算,直流电流按2-4A计算)输入线缆(mm2)=47.84/5=9.5(实际可采用10 mm2)输出线缆(mm2)=45.45/5=9.09(实际可采用10 mm2)电池线缆(mm2)=50/4=12.5(实际可采用16 mm2)空开配置输入空开(A)=47.84(可配置63A空开)输出线缆(mm2)=45.45(可配置63A空开)电池线缆(mm2)=50(可配置63A空开)备注:(1)UPS输入可配置相对大一点的空开,禁止使用漏电保护空开(2)禁止在UPS输出端接带有感性的负载。
ups是什么UPS基本知识
ups是什么UPS基本知识ups是什么UPS基本知识1.UPS是什么?UPS是不间断电源(UninterruptiblePowerSystem)的英文简称,是能够提供持续、稳定、不间断的电源供应的重要外部设备。
从原理上来说,UPS是一种集数字和模拟电路,自动控制逆变器与免维护贮能装置于一体的电力电子设备;从功能上来说,UPS可以在市电出现异常时,有效地净化市电;还可以在市电突然中断时持续一定时间给电脑等设备供电,使你能有充裕的时间应付;从用途上来说,随着信息化社会的来临,UPS广泛地应用于从信息采集、传送、处理、储存到应用的各个环节,其重要性是随着信息应用重要性的日益提高而增加的。
2.UPS分哪些种类?UPS按工作原理分成后备式、在线式与在线互动式三大类:后备式UPS是我们最常用的,它具备了自动稳压、断电保护等UPS最基础也最重要的功能,虽然一般有10ms左右的转换时间,逆变输出的交流电是方波而非正弦波,但由于结构简单而具有价格便宜,可靠性高等优点,因此广泛应用于微机、外设、POS机等领域;在线式UPS结构较复杂,但性能完善,能解决所有电源问题,其显著特点是能够持续零中断地输出纯净正弦波交流电,能够解决尖峰、浪涌、频率漂移等全部的电源问题;由于需要较大的投资,通常应用在关键设备与网络中心等对电力要求苛刻的环境中;模块化UPS同后备式相比较,在线互动式具有滤波功能,抗市电干扰能力很强,转换时间小于4ms,逆变输出为模拟正弦波,所以能配备服务器、路由器等网络设备,或者用在电力环境较恶劣的地区;尤其四通MD系列的UPS,价格又远低于在线式,是应该向用户大力推荐的一种更好的选择。
3.为什么要配备UPS?据IDC统计,全部电脑故障的45%是由电源问题引起的;在中国,大城市停电的次数平均为0.5次/月,中等城市为2次/月,小城市或村镇为4次/月,电网存在至少九种问题:断电、雷击尖峰、浪涌、频率震荡、电压突变、电压波动、频率漂移、电压跌落、脉冲干扰;因此从改善电源质量的角度来说给电脑配备一台UPS是十分必要的。
UPS基础知识
Eaton 9130
Powerware系列
Eaton 9135
Eaton 9155
Eaton 9355
700~3000VA Eaton 9390
5~6kV EaAton 9315
8~30kVA
Eaton 9395
8~40kVA Eaton Blade(刀片式)
40~160kVA
200~625kVA
200~1100kVA
UPS基础知识
UPS
• 全称叫做:Uninterruptible Power System • 中文名称:不间断电源系统 • 主要功能:
• 稳压 • 滤波:消除电网中各种干扰 • 不间断:依靠电池提供长延时
UPS分类
• 按照UPS的工作状态分为 • 动态UPS:飞轮旋转式,通常为500KVA以上大功率UPS • 静态UPS:市场主流,固定式安装
电池相关知识 • UPS中使用的电池一般为12V,长延时可能会用到2V。 • AH表示电池容量,A表示电流,H表示小时。UPS中常用100AH电池 • 100AH电池一般是基于20小时放电率下的,即以5A放电电流,可以放20小时。因此如果
放电电流更大,则容量达不到100AH。以沈松电池为例:
相关产品图片---Powerware系列UPS
N
U
U1
V
+
V1
-
W
W1
“高频机”原理
U1 V1 W1 N1
输入
U V W N
整流器
±380VDC + +
升压器
逆变器ห้องสมุดไป่ตู้
RES. STATIC SW.
INV. STATIC SW.
UPS的基础知识
不间断电源的应用基础一、UPS的物理分类:1、动态不间断电源;2、静态不间断电源;60年代以前主要生产动态(Dynamic)不间断电源。
在交流市电正常时,用市电驱动马达,再带动发电机发出交流电,一方面给负载供电,另一方面带动巨大的飞轮,使飞轮高速旋转。
当市电波动时,由于惯性飞轮的惯性对短时间的电压突变或干扰无反应,保证了输出电压的稳定。
在交流市电停电时,依靠飞轮的巨大惯性继续带动发电机发电供给负载,同时启动备用柴油机,在柴油机的转速与发电机的转速(飞轮的转速)相同时,经离合器驱动飞轮,继续用飞轮带动发电机给负载供电,从而完成了从市电切换到柴油机的过程。
市电恢复正常后,由驱动马达来带动发电机给负载供电,同时经离合器将飞轮与柴油机脱离,完成从柴油机到市电的切换。
这个系统又称为D-M-G系统。
这个系统稳定可靠,维护技术要求比较简单,但设备庞大笨重、操作控制不灵活、噪声大、效率极低、且切换时间太长。
因此在60年代以后随着半导体电力电子器件的发展,被静态不间断电源所取代。
图1. 动态UPS的框图二、UPS的基本概念(一).什么叫UPS?UPS是英文Uninterruptable Power Supply 的缩写,中文译为“不间断电源”,它是能够实现两路电源之间无间断地相互切换的装臵。
(二).为什么要使用UPS?随着电子技术的飞速发展,各种各样的用电器越来越多。
而这其中的绝大部分都是非线性负载,也就是说它们从电网提取的电流的波形与电压波形不一致。
这样无疑给电网带来了大量的谐波以及其它的公害,使供电的质量越来越坏。
另一方面,一些重要的用电部门,如机场、医院、银行等等,和一些重要的用电设备,如计算机、通讯设备等等对供电质量的要求越来越高,不仅要求不停电,还要求电压、频率、波形准确完好,不能受到电网的任何干扰,要有一个干净或净化的电源条件。
这就使负荷(用电器)与电网供电质量之间的矛盾日趋加深。
电网的干扰(公害)分为六类:1)噪声:在正弦电压波形上叠加的一些尖脉冲(毛刺);2)电压变化:正弦电压的幅值过高或过低;3)频率变化:正弦波的频率不是标准50Hz,过高或过低;4)瞬间间断:正弦波的短暂不连续,一般指小于300毫秒的间断;5)停电:正弦波的长时间不连续,一般指大于300毫秒的间断;6)谐波:在标准50Hz的电网频率上叠加了50Hz整数倍或非整数倍的信号,使正弦波形严重失真。
UPS(不间断电源)基础知识简介
UPS(不间断电源)基础知识简介1.1、什么是UPS ?UPS是英文Uninterruptable Power Supply 的缩写,中文译为“不间断电源”,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2.1、电网电源存在的问题电网问题引发原因现象市电断电电网停电、保护电器(空开)跳闸零电压持续2个周波以上电压浪涌大型设备关闭或雷击引起电压高于110%额定值,持续一个或多个周波波形下陷大型设备突然启动、电网切换电压低于80-85%额定值,持续一个或多个周波瞬态尖峰闪电、电子开关工作、电焊机工作瞬间电压远超正常电压,持续时间一般为0.5-5个周波谐波干扰电动机、电焊机、广播通信设备、无线通信设备、微波设备电气设备过热、产生振动和噪声,并使绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁频率漂移电源容量与负荷的不平衡精密设备无法正常工作2.2、电网问题的危害◆电源中断、电压波动、瞬态尖峰脉冲电压——造成服务器、磁盘阵列等精密设备数据丢失、设备损坏、死机、停止工作等◆谐波污染、频率漂移——造成网络传输的数据误码率大增、数据传输速率低下电气设备过热、电机转速异常等2.3、UPS基本功能1.高可靠性不间断供电2.电网稳压、净化功能3.电池管理功能4.智能监控功能·保证电能供应的连续性·高质量供电、绿色电源·延长电池使用寿命解决UPS维护问题3.1、UPS分类在正常交流电源供应下,整流器将交流电转换为直流电,将市电中的“电源污染”消除,并同时对蓄电池充电;再供给逆变器将直流电转换为交流电,提供更稳定的电源给负载,使负载得到稳压、稳频的稳定电源。
当交流电源发生异常(电压异常、频率异常等)或整流器、电抗器故障时,蓄电池组提供直流电给逆变器,使交流输出不会有中断,进而达到保护负载的作用。
市电恢复后自动转换为市电供电,同时为已经放电的蓄电池组充电。
当逆变器发生异常状况如逆变器保险丝熔断、短路等故障时,逆变器会自动切断以防止损坏,若此时旁路交流电源正常时,静态开关会将电源供应转为由旁路备用电源输出给负载使用。
001 UPS基础知识
目录UPS 基础知识培训● 电网质量问题● 国家电网质量标准 ● 常见干扰类型 ● UPS改善供电质量● UPS的类型 ● UPS的结构● 双变换在线式结构 ● 组成部分功能及原理(整流,逆变,静态旁路,电池)● UPS性能参数● 电气特性(功率,THDI, THDU,效率,冲击电流,输入电压容限,输入功 率因数,过载能力,充电能力,运行方式) ● 物理参数(重量,尺寸,噪音)● UPS供电系统● UPS配置, UPS额定功率, 谐波控制, 接地方式, 断路器保护, 电缆, 电池, 通信.All content in this presentation is protected – © 2008 American Power Conversion CorporationAPC by Schneider Electric – Name – Date不断增长的对高质量和高可用性电力的需 求● 由于应用领域中关键设备的急剧增加,使得与电力 质量和可用性密切相关的问题变得前所未有的重要 了。
配电系统中的骚扰 (间断、停电、电压跌落, 等等)会造成下列诸多运行中的重大损失或带来安全 上的危险 :● 敏感的工业处理过程,其中控制/监视系统中的任何一 个故障就可能导致停产 ; ● 机场和医院,设备的故障或不正常运行可能意味着严 重的生命威胁 ; ● 与英特网相关的信息和通信技术,对电力的可靠性和 依赖性的要求甚至更高 .不断增长的对高质量和高可用性电力的需 求● 不间断电源 (UPS)当然地成为了电力保护系统中解决方案的核心部分, 它们提供高质量、高可用性的电力,并且融入了既与电力环境兼容、又 与计算机环境兼容的、先进的通信系统 . ● 在整个解决方案的框架中,UPS常常与其它的电源产品配套使用,例如: 有源谐波调节器、静态切换开关、智能配电盘等等,它们组合在一起对 敏感性电气装置中面临的各种电源保护的问题提供了完整和有效的方案 .APC by Schneider Electric – Name – DateAPC by Schneider Electric – Name – Date1国家电网质量标准标准编号 标准名称 允许限值 (1)35kV及以上为正负偏差绝对值之和不超过10%; (1)35kV及以上为正负偏差绝对值之和不超过10%; 及以上为正负偏差绝对值之和不超过10 (2)10kV及以下三相供电为±7%; (2)10kV及以下三相供电为± 及以下三相供电为 (3)220V单相供电为+7%, 10% 单相供电为+7%,一 (3)220V单相供电为+7%,一10% 说 明国家电网质量标准标准编号 标准名称 GB/ 14549 GB/T 14549—公用电 93 网谐波 允许限值 各级电网谐波电压限值(%) 各级电网谐波电压限值(%) 电压(kV) 电压(kV) THD O.38 5 6、10 4 35、 35、66 3 110 2 1.220kV电网参照110kV执行 电网参照110kV执行。
UPS基础知识
UPS产品基础知识一、UPS的概念1、UPS中文含义为“不间断电源”即停电后能持续供电的电源设备,广泛应用于金融、通讯、军事、精密工业等行业。
2、UPS属于交流电力设备,其作用主要是存储电能,以备停电后向后级设备持续提供交流电力电源。
3、UPS主要用于对交流电源要求较高的场合和设备提供电力,这些设备通常存在不能停电,电压要求稳定,不能存在电力干扰等要求,例如:信息中心、大型服务器、电信交换机、军用雷达等设备。
二、UPS的组成1、一套完整的UPS设备由UPS主机、电池组、电池柜构成。
2、UPS主机主要作用是能量较换,它可以将市电的交流电整流成直流电给电池充电,也可以将电池存储的直流是逆变成交流电给负载供电。
3、电池组主要作用就是储存电能。
三、UPS的分类1、UPS主机的分类1)UPS通常分为在线式UPS和后备式UPS两种在线式UPS的概念是UPS的逆变器一直为后级负载供电的UPS电源,该种类UPS存在供电质量好,不存在转换时间,无干扰等优点。
后备式UPS的概念是UPS市电正常用市电供电,停电用逆变器供的备用型UPS 电源,该种类UPS只起停电后提供短时间的供电的作用。
现在市面上销售的产品绝大部分为在线式UPS,后备式UPS电源市场已经很少。
2)UPS按电源输入方式可分为:单进单出UPS电源市电输入为单相220V交流输入,输出为单相220V交流输出,通常为10KVA及以下的小功率UPS。
三进单出UPS电源市电输入为三相380V交流输入,输出为单相220V交流输出,通常为10KVA及以上30KVA以下的中功率UPS。
三进三出UPS电源市电输入为三相380V交流输入,输出为三相380V交流输出,通常为30KVA以上的大功率UPS。
3)UPS按内部工作模式可以分为:工频在线式UPS主要特点是稳定可靠,但技术相对落后,内部有一个大体积的工频隔离变压器。
高频在线式UPS主要特点是体积小,重量轻,技术先进,没有隔离变压器。
UPS基础知识
UPS基础知识问答(作用、特性)1.为什么用UPS?UPS的作用是什么?答:由于信息技术的发展,网络已成为人们生活和工作中不可或缺的部分,构成网络的数字机房的供电可靠性已经成为关键,而机房的可靠供电又是重中之重,UPS就是为了解决不间断供电而设置的,UPS的三大基本功能:稳压,滤波,不可间断。
在市电供电时,它是稳压器和滤波器的作用,以消除或削弱市电的干扰,保证设备正常的工作;在市电中断时,它又可以通过把它的直流供电部分(电池组,柴油发电机等)提供的直流电转化为完美的交流电供负载使用,其中由市电供电转电池供电一般为0时间切换,这样就使负载设备在感觉不到任何变化的同时保持运行,真正保证了设备的不间断运行。
2.UPS一般带感性负载的能力强还是带容性负载的能力强?答:一般UPS就是按感性负载设计的,所以带感性负载是它的本分。
一般UPS逆变器输出端并联的电容器一方面起滤波作用,另一方面是抵消负载中的电感分量。
如果负载时容性,又如何用电容去抵消电容性分量呢?只能使输出的电容分量加大,而这些电容分量的电流又必须由逆变器提供,使逆变器输出的有功分量减小,所以带载的能力就减弱了。
3.STS(静态开关),LBS(同步器)及双总线的作用是什么?答:STS的作用是将两路输入交流电进行切换,LBS的作用是将两组UPS同步,目的是为了使STS的切换时间为零。
双总线的作用是为了给用电设备提供冗余的电源4.EPS和在线式UPS的主要区别是什么?两者的主要用途是什么?答:与UPS相同之处:EPS是100%的后备式UPS,它的工作原理和后备式UPS一样。
不同之处:EPS由于带的负载不同,比如照明和启动水泵等,功率需要做的很大,在启动水泵时可以将逆变器做成变频器;而后备式UPS由于主要的对象是PC机之类的IT设备,所以容量很少有超过3KVA的。
一般3KVA以上的IT设备都选用在线式UPS,在IT设备场合无论如何是不能用EPS的。
5.工频机和高频机比较各有什么优缺点?高频机能否取代工频机?答:工频机UPS:缺点是输入功率因数低,功耗大,效率低,体积大,笨重,价格高,可靠性低;优点是制造相对容易,尤其是采用手工作业影响也不大,要求一致性相对低一些。
UPS电源基础知识-PPT
4、UPS的基本原理
在线式UPS运行原理 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。
功率等级0.7-1500KVA左右
4、UPS的基本原理
4、UPS的基本原理
• 在线式UPS,在市电正常时,由市电进行整 流,提供直流电压给逆变器工作,由逆变 器向负载提供交流电。在市电异常时,逆 变器由电池提供能量,逆变器始终处于工 作状态,保证无间断输出。其特点:是有 极宽的输入电压范围,无切换时间,且输 出电压稳定,精度高,特别适合对电源要 求较高的场合,但是成本较高 。
哪些行业需要UPS ?
2008年UPS行业需求预测:80亿RMB
交通 2%
家庭 能源 2%
3%
教育 4%
邮政 5%
制造 6%
其它 7%
政府 10%
电信 28%
金融 33%
银行系统 证券系统 保险系统 财政系统 税务系统 公安系统 邮政系统 教育系统 铁路系统 电力系统
3、银行系统哪里需要UPS?
3、为什么用UPS ?
电源污染--严重影响网络安全和运行效率!
瞬态尖峰、 —— 造成服务器、路由器、磁盘阵列
电源浪涌、 高压脉冲、
等设备硬件损坏
谐波污染 线间噪声 频率漂移
—— 造成网络传输误码率大增,数据传 输速度低下
3、为什么用UPS ?
UPS的四大功能
1、 不停电功能 解决电网停电问题
2、 交流稳压功能 解决网压剧烈波动问题
电动机、电焊机、广播通信设 备、无线通信设备、微波设备 小水电,发电机
电压峰值高达6000V,持 续时间一般为0.5-5个周 波
3、为什么用UPS ?
电源中断--给用户造成各种经济损失!
UPS电池基础知识及常用品牌比较
2 蓄电池的基础知识
造粒
制粉
Ball Casting Oxide Making
Lead
Oxide 铅块制。成。铅。。粒。。
再把铅粒磨成 铅粉
涂板 Pasting
+-
原材料处理 Processing
电能变换体现:变压、调压、整流、滤波、稳定 、变换。 电能变换技术:线性稳压、相控、变频、PWM、 SPWM、软开关PWM、移项谐振、无功补偿、功 率因素校正等。
市电
UPS
UPS:
信息及网络设备
一种可以提供两个以上供电线路 的设备,当主要供电失效时,可以切
换础知识
浇铸 Casting
在正负极涂膏
Lead
极板干燥 Separation
固化 Curing
组装极板 Plate Stacking
+-
急骤干燥极板
放烘箱固化
组装极板和 隔板
焊极耳/组装 COS
(Cast On Strap) Assembly or Burning
装槽 Loading
焊极耳
单格装入槽体
熔化铅
1. 这些品牌自己不生产电池,是自创品牌,在国内找工厂加工生产。 2. 贴牌的工厂是国内蓄电池厂家,其生产质量管理没有国际品牌的国
按供电体系不同,UPS分为: 单进单出UPS 三进单出UPS 三进三出UPS
按输出功率不同,UPS分为: 小功率(<10kVA) 中等功率(10至30kVA) 大功率(>30kVA)
1 UPS基础知识
➢ UPS的分类
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(
主机
串联冗余系统
主机故障,从机工作
( )
从机
)
(
主机
串联冗余系统结构的特点
结构简单,实现容易,无技术上的特殊要求 不需要额外控制/通信部件,成本相对较低 无机型和容量上的特殊要求,不同功率、不同型号的UPS 可组成冗余系统 利用率低 主机、从机老化不一直 主机/从机切换时可能出现4~10ms的切换时间 对从机逆变器的带“阶越性负载”的能力要求高 可扩展能力差
12 脉冲整流+滤波器 (¨5-7% THDi)
IGBT整流技术 (2-6% THDi)
升压整流技术 (8-12% THDi)
有源滤波器 (THM) (3-10% THDi)
6脉冲整流
100 100 90 Harmonic current 80 70 [%] 60 50 40 30 20 10 0
入电源不符合要求时才由电池逆变出高质量的的正弦波电源供电。在绝大多 数时间内负载使用的是经简单处理过的市电供
优点: • 效率高、低成本、部件少、有滤波特性、输出电压较好 缺点:
• 市电/电池供电转换时间:4~10ms
• 输入频率影响大,暂态反应能量差 主要应用对象:中小型仪器仪表、单台或多台计算机及相关系统的断电保
不需要额外的谐波滤波器。 对功率因数校正装置没有负面影响。
UPS的安装
空间布局 -- 预留检修,维护的空间
• UPS前面60CM,后面40CM
空间布局 -- 预留冷却空气流通空间
• UPS顶部60CM~100CM
走线方式 -- 上进线
• 简单,明了,维护方便,可以轻松实现平行布线,干扰少。
护
双变换在线式UPS系统
转换开关
• 正常工作时
浪涌电压吸收器
滤波器
整流器
逆变器 DC
负载
AC
市电供电 DC
AC
+
-
双变换在线式UPS系统
转换开关
• 电池工作时
浪涌电压吸收器
滤波器
整流器
逆变器 DC
负载
AC
市电供电 DC
AC
+
-
双变换在线式UPS的主要特点
功率范围: 0.7~1500KVA 工作特点:市电经过整流转换为直流,由逆变器调制出稳定的正弦波。 优点: • 负载端与市电输入端处于优良的”电隔离“状态之中、输出波形 良好、输出质量高、无论负载突变或负载稳定时均呈现优异的带 载特性。 缺点:
UPS相关基础知识
美国伊顿电气集团
© 2007 Eaton Corporation. All rights reserved.
理想的市电供电
造成电源故障的原因
“这么长的距离” 从 发电厂最终用户
电力输送过程中对供电质量 的的影响:
电站停机 高压电网 闪电 台风、洪水及人为破坏 变压器开关 配电柜开关 ……..
UPS的作用- 提高用电设备的供电质量
市电
系统中断
数据丢失或被破坏 硬件损坏
市电
UPS
供电无中断
数据安全 硬件被保护
早期的UPS系统(1)
电动机+发电机+惯性储能飞轮的动态UPS
市电供电
交流电动机
交流发电机
负载
惯性飞轮 储存动能
主要应用与当时大型计算机系统的断电保护,惯性飞轮储存的动能 带动交流发电机提供3~5秒种的电能,为计算机系统提供现场数据 保存时间。缺点:能耗高,效率低,体积大,噪音高,保护时间短
造成电源故障的原因
电源的质量同样受到用电设备的影响...
UPS
电磁干扰
Motors
现实环境中的供电质量
电源故障所造成的影响
突然断电的影响-用电设备停止运行 • 对计算机等相关设备造成的影响:
• 操作系统由于无法及时关闭打开的系统文件,保存系统内核配 置到特殊的文件系统将会造成系统启动区文件损坏,系统配置 文件损坏,系统崩溃,导致下次系统无法正常启动。解决方法: 重新恢复配置文件,重新修复启动引导文件,重新安装(或紧急 恢复)操作系统内核系统 • 应用系统及数据库系统无法及时将内存缓冲区内的数据真正物 理记录到磁盘等介质上,关闭打开的数据文件将会导致数据丢 失,文件损坏,应用程序及数据库系统无法正常使用。解决方 法:重新安装(配置)应用系统和数据库系统,丢失的数据将无 法弥补
早期的UPS系统(2)
整流器+电池+电动机+发电机的动态UPS
市电供电 整流器 直流电动机 交流发电机
负载
电池组
主要应用与当时大型计算机系统的断电保护,电池的储能在断电时 为直流电动机提供电能,从而带动发电机继续工作。缺点:能耗高, 效率低,体积大,噪音高
现代UPS的分类、结构及工作原理
后备式UPS系统(Offline) 线路交互式UPS系统(Line-Interactive) Delta变换式UPS系统 在线双变换式UPS系统(Online)
功率范围: 100~1000VA 工作特点:对市电进行简单的升降压及滤波处理后直接供给负载,当输入电源
不符合要求时才由电池供电。在绝大多数时间内负载使用的是市电或经简单处理 过的市电供电。
优点: • 成本低、部件少、体积小、效率高 缺点: • 市电/电池供电转换时间:4~16ms • 输出精度低、输出波形差、精度低 主要应用对象:单台计算机系统的断电保护
•在开关脉冲之间的T0,时间段,电流 通过一相的IGBT和续流二极管流动 。
IGBT的开关模式
好处
0.99的功率因数等同于低输入电流。 电缆,开关的费用跟着下降。 高输入功率因数和低谐波意味着不用增加发电机的容量。 低谐波分量减少变压器和电缆的损耗。
对市电干扰低,不会影响其它负载。
(
Static Switch
Rectifier DC Link
Inverter
Battery
UPS的基本配置方法
单机系统 串联冗余系统 lity
)
(
Battery
串联冗余系统
基本结构
( )
从机
)
(
主机
串联冗余系统
主机工作、从机备份
( )
从机
)
整流器输入电流: THD 28%
20
14
9
8
6
5
4 23
4 25
1
5 7 11 13 17 19 Order of harmonic component
~
~
Boost
Load
3~
Boost
6脉冲整流+滤波器
100 100 90 Harmonic current 80 70 [%] 60 50 40 30 20 10 0
对负载实现极为可靠的保护,保护等级高
可扩展能力强
UPS并机之间的负载均分
UPS 1
UPS 2
frequency control load metering
frequency control load metering
Load
负载均分-举例
UPS 1: 60kVA
UPS 2: 60kVA
Load: 60kVA
电源故障所造成的影响
突然断电的影响-用电设备停止运行 • 对计算机等相关设备造成的影响:
• 磁盘阵列等设备造成磁盘盘片划痕导致出现坏区(或坏道),降 低磁盘容量甚至磁盘报废,存储的数据损坏。解决方法:更换 损坏的磁盘,损坏的数据将无法恢复(除非配有容错机制或有数 据备份) • 网络连接设备寄存器中的数据将全部丢失,网络传送的数据将 出现无法预料的结构。解决方法:重新发送所有的网络数据
• 效率低、成本高
主要应用对象:计算机及网络系统、精密仪器仪表、工业系统的断 电保护
UPS的基本构造和部件
整流器、直流母线、电池组、逆变器、静态开关、旁路开关、内置维修旁路开关 、外置维修旁路开关
External Maintenance Bypass Switch Internal Maintenance Bypass Switch Bypass Breaker Utility )
整流器输入电流: THD 7%
9 0 0
8
4 23
4 25
1
0 0 5 7 11 13 17 19 Order of harmonic component
~
~
Load
3~
IGBT整流
100 100 90 Harmonic current 80 70 [%] 60 50 40 30 20 10 0
整流器输入电流: THD 5%
并联冗余系统
基本结构
UPS1
( )
( )
UPS2
并联冗余系统
并联工作
UPS1
( )
( )
UPS2
并联冗余系统
并联工作(故障脱机)
UPS1
( )
( )
UPS2
N+X并联冗余系统
UPS1
) (
UPS2
) (
)
(
UPS3
并联冗余系统结构的特点
结构复杂 需要额外的并机部件,成本增加 对UPS型号和功率有特殊要求 各UPS作用和功能相同,无主次之分,共同承担负载
后备式UPS系统
• 正常工作时
浪涌电压吸收器 市电供电 转换开关 负载 滤波器
电池充电器
电池 (充电中)
+
-
逆变器 DC AC
AC/DC
后备式UPS系统
• 电池工作时
浪涌电压吸收器 市电供电 转换开关 负载 滤波器
电池充电器