不间断电源系统UPS基础 PPT课件
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UPS系列培训
UPS基础
1
主要内容
UPS概述 UPS基本原理 UPS关键技术 UPS主要参数 UPS电池 UPS监控系统
2
可编辑
UPS概述
➢ 什么是UPS ➢ 为什么使用UPS ➢ UPS的功能 ➢ UPS的分类
3
可编辑
什么是UPS？－不间断电源
不间断地为用户设备提供交流电的一种电源设备
ULW2L61U12 逆变DSP板
并机板 ULW2L61M3
并机接口
检测驱动坂ULW2L61M2
30
可编辑
UPS关键技术
➢ 双变换技术 ➢ 数字控制技术 ➢ 冗余技术 ➢ 电池管理技术
31
可编辑
主从串联热备份
主机
市电
UPS1
主机旁路
从机
UPS2
负载 从机输出
用于中小功率，易于安装调试，没有扩容能力，从机电池寿命 缩短。
-~
INV KM
TR2
静态开关
Q5 UPS输出
蓄电池
17
可编辑
三种UPS比较
后备式 逆变器状态 后备
在线互动式 热备
在线式 工作
输出 电源质量
切换时间
低
中等
（供电差，仅是不 （滤除部分干扰
停电功能）
）
5～12ms
4ms
最高
（稳压，滤除 所有干扰）
0
成本
低
中等
较高
18
可编辑
主要内容
UPS概述 UPS基本原理 UPS关键技术 UPS主要参数 UPS电池 UPS监控系统
有市电时，市电通过开关后直接供给负载，逆变器不工作；另外，市电 通过充电器给电池充电。 停电后，启动逆变器，把电池储存的能量通过逆变器和开关供给负载。
功率等级0.25-2KVA左右
市电
充电器
逆变器
电池组
15
可编辑
负载
互动式UPS工作原理
在线互动UPS与后备式比，主要区别在于：逆变器与充电 器合二为一，输出通过变压器的抽头跳变，实现分段稳压
19
可编辑
UPSBiblioteka Baidu键技术
➢ 双变换技术 ➢ 数字控制技术 ➢ 冗余技术 ➢ 电池管理技术
20
可编辑
UPS双变换技术
AC－DC DC－AC
整流 逆变
21
可编辑
12脉冲整流器
30°
移相变压器
22
可编辑
负 载
电池和逆变器
两个6脉冲 整流桥
三相全桥IGBT整流
23
可编辑
传统三相SCR整流UPS
旁路输入
28
可编辑
数字控制技术
数字信号处理器（DSP）控制技术 单片机控制技术
产生各驱动信号、控制整流器、逆变器、 切换逻辑等
29
可编辑
例：整流逆变DSP控制板
ULW2L61K1 键盘板
LCD 液晶320*240
ULW2L61U2 监控单元板
外部用户接口
ULW2L61U11 整流DSP板
检测驱动坂ULW2L61M2
12
可编辑
UPS分类（续）
按变压器特点不同，UPS分为：
高频UPS（高频机） 工频UPS（工频机）
按输出波形不同，UPS分为：
方波输出UPS 正弦波输出UPS
13
可编辑
主要内容
UPS概述 UPS基本原理 UPS关键技术 UPS主要参数 UPS电池 UPS监控系统
14
可编辑
后备式UPS工作原理
8
可编辑
UPS概述
➢ 什么是UPS ➢ 为什么使用UPS ➢ UPS的功能 ➢ UPS的分类
9
可编辑
UPS的四大功能
1. 高可靠性不间断供电 •保证动力的连续性
2. 电网稳压、净化功能 •高质量供电、绿色电源
3. 电池管理功能
•延长电池使用寿命
4. 智能监控功能
•解决UPS维护问题
10
可编辑
UPS概述
电压峰值高达6000V，持续 时间一般为0.5-5个周波
小水电，发电机
7
可编辑
为什么用UPS？－电网问题对设备的危害
•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、磁盘阵列等精密设备数据 丢失、设备损坏、死机、停止工作等。
•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 低下等。
32
可编辑
并机冗余供电
市电
UPS1
负载
并机逻辑控制
UPS2
用于大功率，多台UPS平均分摊负载，可靠性高，控制电路复杂。
33
可编辑
双母线供电
UPS1
AC PPC
母线1
电池
STS LBS
UPS2 UPS
单电源 负载
双电源 负载
母线2
电池
AC PPC
34
可编辑
UPS关键技术
➢ 双变换技术 ➢ 数字控制技术 ➢ 冗余技术 ➢ 电池管理技术
35
可编辑
电池均浮充管理
1、均充限流：0.1C
2、浮充转均充：0.05C 均充转浮充：0.01C
36
可编辑
电池充放电管理功能
主路输入
输出
24
可编辑
三相全桥IGBT整流UPS
旁路输入 主路输入
输出
25
可编辑
单相半桥逆变电路
+
Q1 C1
+380V
N
C2
Q2
-380V
-
U
+380
D1
-380
L
C3
D2
26
可编辑
L
220V
N
三相全桥逆变器
+
R
S
T
R
R
S
S
T
T
N
_
27
可编辑
UPS关键技术
➢ 双变换技术 ➢ 数字控制技术 ➢ 冗余技术 ➢ 电池管理技术
电网问题
引发原因
现象
市电断电
停电、空气开关跳闸
零电压持续2个周波以上
电压浪涌 波形下陷 瞬态尖峰 谐波干扰 频率漂移
大型设备关闭或雷击引起
大型设备突然启动、电网切换
闪电、电子开关工作，电焊
电动机、电焊机、广播通信设 备、无线通信设备、微波设备
电压高于110%额定值，持 续一个或多个周波
电压低于80-85%额定值， 持续一个或多个周波
功率等级0.7-20KVA左右
市电
市电正常/整流 停电/逆变
双向 变换器
电池组
264-276V
150-264V 150-175V
负载
16
可编辑
在线式UPS工作原理
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。
Q3BP
旁路输入 主路输入Q1
Q2
~-
REC
静态开关
➢ 什么是UPS ➢ 为什么使用UPS ➢ UPS的功能 ➢ UPS的分类
11
可编辑
UPS分类
按工作原理不同，UPS分为：
后备式UPS 互动式UPS 在线式UPS
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）
UPS － Uninterruptible Power Supply
市电
UPS 蓄电池
负载
4
可编辑
UPS概述
➢ 什么是UPS ➢ 为什么使用UPS ➢ UPS的功能 ➢ UPS的分类
5
可编辑
为什么用UPS？－电网问题
波形下限 市电断电
谐波失真
电网
电压浪涌 电线噪声
……
频率漂移
瞬态尖峰
6
可编辑
为什么用UPS？－电网问题
UPS基础
1
主要内容
UPS概述 UPS基本原理 UPS关键技术 UPS主要参数 UPS电池 UPS监控系统
2
可编辑
UPS概述
➢ 什么是UPS ➢ 为什么使用UPS ➢ UPS的功能 ➢ UPS的分类
3
可编辑
什么是UPS？－不间断电源
不间断地为用户设备提供交流电的一种电源设备
ULW2L61U12 逆变DSP板
并机板 ULW2L61M3
并机接口
检测驱动坂ULW2L61M2
30
可编辑
UPS关键技术
➢ 双变换技术 ➢ 数字控制技术 ➢ 冗余技术 ➢ 电池管理技术
31
可编辑
主从串联热备份
主机
市电
UPS1
主机旁路
从机
UPS2
负载 从机输出
用于中小功率，易于安装调试，没有扩容能力，从机电池寿命 缩短。
-~
INV KM
TR2
静态开关
Q5 UPS输出
蓄电池
17
可编辑
三种UPS比较
后备式 逆变器状态 后备
在线互动式 热备
在线式 工作
输出 电源质量
切换时间
低
中等
（供电差，仅是不 （滤除部分干扰
停电功能）
）
5～12ms
4ms
最高
（稳压，滤除 所有干扰）
0
成本
低
中等
较高
18
可编辑
主要内容
UPS概述 UPS基本原理 UPS关键技术 UPS主要参数 UPS电池 UPS监控系统
有市电时，市电通过开关后直接供给负载，逆变器不工作；另外，市电 通过充电器给电池充电。 停电后，启动逆变器，把电池储存的能量通过逆变器和开关供给负载。
功率等级0.25-2KVA左右
市电
充电器
逆变器
电池组
15
可编辑
负载
互动式UPS工作原理
在线互动UPS与后备式比，主要区别在于：逆变器与充电 器合二为一，输出通过变压器的抽头跳变，实现分段稳压
19
可编辑
UPSBiblioteka Baidu键技术
➢ 双变换技术 ➢ 数字控制技术 ➢ 冗余技术 ➢ 电池管理技术
20
可编辑
UPS双变换技术
AC－DC DC－AC
整流 逆变
21
可编辑
12脉冲整流器
30°
移相变压器
22
可编辑
负 载
电池和逆变器
两个6脉冲 整流桥
三相全桥IGBT整流
23
可编辑
传统三相SCR整流UPS
旁路输入
28
可编辑
数字控制技术
数字信号处理器（DSP）控制技术 单片机控制技术
产生各驱动信号、控制整流器、逆变器、 切换逻辑等
29
可编辑
例：整流逆变DSP控制板
ULW2L61K1 键盘板
LCD 液晶320*240
ULW2L61U2 监控单元板
外部用户接口
ULW2L61U11 整流DSP板
检测驱动坂ULW2L61M2
12
可编辑
UPS分类（续）
按变压器特点不同，UPS分为：
高频UPS（高频机） 工频UPS（工频机）
按输出波形不同，UPS分为：
方波输出UPS 正弦波输出UPS
13
可编辑
主要内容
UPS概述 UPS基本原理 UPS关键技术 UPS主要参数 UPS电池 UPS监控系统
14
可编辑
后备式UPS工作原理
8
可编辑
UPS概述
➢ 什么是UPS ➢ 为什么使用UPS ➢ UPS的功能 ➢ UPS的分类
9
可编辑
UPS的四大功能
1. 高可靠性不间断供电 •保证动力的连续性
2. 电网稳压、净化功能 •高质量供电、绿色电源
3. 电池管理功能
•延长电池使用寿命
4. 智能监控功能
•解决UPS维护问题
10
可编辑
UPS概述
电压峰值高达6000V，持续 时间一般为0.5-5个周波
小水电，发电机
7
可编辑
为什么用UPS？－电网问题对设备的危害
•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、磁盘阵列等精密设备数据 丢失、设备损坏、死机、停止工作等。
•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 低下等。
32
可编辑
并机冗余供电
市电
UPS1
负载
并机逻辑控制
UPS2
用于大功率，多台UPS平均分摊负载，可靠性高，控制电路复杂。
33
可编辑
双母线供电
UPS1
AC PPC
母线1
电池
STS LBS
UPS2 UPS
单电源 负载
双电源 负载
母线2
电池
AC PPC
34
可编辑
UPS关键技术
➢ 双变换技术 ➢ 数字控制技术 ➢ 冗余技术 ➢ 电池管理技术
35
可编辑
电池均浮充管理
1、均充限流：0.1C
2、浮充转均充：0.05C 均充转浮充：0.01C
36
可编辑
电池充放电管理功能
主路输入
输出
24
可编辑
三相全桥IGBT整流UPS
旁路输入 主路输入
输出
25
可编辑
单相半桥逆变电路
+
Q1 C1
+380V
N
C2
Q2
-380V
-
U
+380
D1
-380
L
C3
D2
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可编辑
L
220V
N
三相全桥逆变器
+
R
S
T
R
R
S
S
T
T
N
_
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可编辑
UPS关键技术
➢ 双变换技术 ➢ 数字控制技术 ➢ 冗余技术 ➢ 电池管理技术
电网问题
引发原因
现象
市电断电
停电、空气开关跳闸
零电压持续2个周波以上
电压浪涌 波形下陷 瞬态尖峰 谐波干扰 频率漂移
大型设备关闭或雷击引起
大型设备突然启动、电网切换
闪电、电子开关工作，电焊
电动机、电焊机、广播通信设 备、无线通信设备、微波设备
电压高于110%额定值，持 续一个或多个周波
电压低于80-85%额定值， 持续一个或多个周波
功率等级0.7-20KVA左右
市电
市电正常/整流 停电/逆变
双向 变换器
电池组
264-276V
150-264V 150-175V
负载
16
可编辑
在线式UPS工作原理
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。
Q3BP
旁路输入 主路输入Q1
Q2
~-
REC
静态开关
➢ 什么是UPS ➢ 为什么使用UPS ➢ UPS的功能 ➢ UPS的分类
11
可编辑
UPS分类
按工作原理不同，UPS分为：
后备式UPS 互动式UPS 在线式UPS
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）
UPS － Uninterruptible Power Supply
市电
UPS 蓄电池
负载
4
可编辑
UPS概述
➢ 什么是UPS ➢ 为什么使用UPS ➢ UPS的功能 ➢ UPS的分类
5
可编辑
为什么用UPS？－电网问题
波形下限 市电断电
谐波失真
电网
电压浪涌 电线噪声
……
频率漂移
瞬态尖峰
6
可编辑
为什么用UPS？－电网问题