不间断电源UPS知识培训教材(PPT68页)[1]

其主要特点是：工作频率高，具有 功率因数校正功能，滤波器体积小， 噪声低，可靠性高，适用于中小频
率UPS.
2.逆变器
逆变器用以把市电经整流后的 直流电能或蓄电池的直流电能 转换为电压和频率都比较稳定 的交流电能，其性能的优劣直 接影响UPS的输出性能指标。
IGBT逆变器工作效率高 （20KHZ），滤波器体积小，
个周波
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
RFIEMI。
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 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。ห้องสมุดไป่ตู้
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。
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什么是UPS？
为什么需要UPS？
❖ 一，电源中断给用户造成各种经济损失!
▪ 1，数据丢失，通信中断，商机延误...... ▪ —— 直接损失以每分钟5000-100000元计
大约15%的用户因计算机故障损失超过千万元；大约 20%的用户损失超过 百万元；而33%的用户损失超过十万元。
噪声低，可靠性高。
3.旁路开关
❖ 旁路开关是为提高UPS系统工作的可靠性而设置的，能承 受负载的瞬时过载或短路电流。因UPS的逆变器采用电子 器件，如IGBT管的过载能力仅为125%，当UPS供电系统 出现过载或短路故障时，UPS将自动切换到旁路，以保护 UPS的逆变器不会因过载而损坏。UPS供电系统转入旁路 供电后，是由市电直接供给负载的，因市电的系统容量大 可提供给足够的时间使过载或短路回路的断路器跳闸，待 系统切除过载或短路回路后，旁路开关将自动转换回来， 由UPS继续向其它负载供电。旁路开关可分为静态旁路开 关和动态旁路开关，下面仅介绍静态旁路开关：
不同UPS的比较
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
Dalta变换
互动式
工作
最高
（不停电、稳压、 净化功能）
零 >1 kVA
高
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
中等
后备式
不工作
低
（仅近似 不停电功能）
5ms－12ms <1 kVA 较低
按后备时间分类
UPS工作原理
在线式UPS一般采用双变换模式。当市电正常时，在线式UPS 输入交流电，通过充电电路对蓄电池进行充电。同时，AC/DC 电路将交流电转换为直流电，然后通过脉冲宽度调解技术，由 逆变器再将直流电逆变成正弦波交流电供给负载，起到无极稳 压的作用。而当市电中断时，后备蓄电池开始工作，此时蓄电 池储存的电能通过逆变器变换成交流正弦波或方波并供给负载。 因此无论是在市电供电正常时还是在市电中断由蓄电池逆变供 电期间，逆变器始终处于工作状态，这就从根本上消除了来自 电网的电压波动和干扰对负载的影响，真正实现了对负载的无
静态旁路开关
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4.蓄电池
❖ 蓄电池用来为UPS提供一定后备时间的电能输出。在市电 正常时，由充电器为其提供电能并转换为化学能；在市电 中断时，其将化学能再转换为电能，为逆变器提供能量。
按输出功率分类
按供电体系不同分类
❖ 按有无隔离变压器，UPS分为：
❖ 高频UPS（无内置隔离变压器）
目前市电存在的一些问题
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。
电压浪涌：电 压高于110%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
❖ 工频UPS（有内置隔离变压器）
❖ 按电池位置不同，UPS分为：
❖
电池内置式UPS（标准机型）
❖
电池外置式UPS（长延时机型）
❖ 按多机运行方式不同，UPS分为：
❖ 简单串联热备份UPS
❖ 交替串联热备份UPS
❖ 并联冗余UPS
❖ 按工作原理不同，UPS分为：
1、后备式UPS 2、在线互动式UPS 3、双变换在线式UPS 4、Delta变换型UPS （串并联调整式） 按输出波形的不同分：可分为方波和正弦波二种。
电压浪涌。
电压波形下陷： 但电源电压低 于80-85%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。
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， 高压脉冲峰值
电压可高达 6000V，持续 时间一般为 0.5～5个周波。
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， 电压峰值高达 20000V，持续 时间为0.5～5
在每次计算机故障之后，大约要花费4个小时的时间去恢复系统运行。最 近的一次调查表明，世界前500名企业中，平均每年会遭遇9次计算机故障。
为什么需要UPS？
▪ 2，设备停运，仪表失灵，手术中断......
▪ —— 间接经济损失无法估量
每小时的电源故障，带来的经济损失都是巨大的：
– 移动电话
41万元
– 机票订票系统
90万元
– 信用卡交易
2,580万元
– 在线经纪人的业务 6,480万元
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电网电压存在的问题
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电网电压存在的问题
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电网电压存在的问题
❖ 电源中断、电压波动、瞬态尖峰、电源浪涌、高压脉冲 ❖ —— 造成服务器、路由器、磁盘阵列等设备损坏
❖ 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
UPS的四大功能
1 UPS组成
UPS在市电供电时， 系统输出无干扰工频 交流电。当市电掉电 时，UPS系统由蓄电 池通过逆变供电，输
出工频交流电。
UPS由整流模块、逆 变器、蓄电池、静态 开关等部件组成，除 此还有间接向负载提 供市电（备用电源）
的旁路装置。
1.整流充电器
整流充电器可以把市电或发电机的 交流电能变为直流电能，为逆变器 和蓄电池提供能量，其性能的优劣 直接影响UPS的输入指标。我站所 用整流充电器为二级管与绝缘栅双 级晶体管（IGBT）组合型整流器。