UPS工作原理及分类培训

在线式UPS原理图
原理：当电网供电正常时，输入电压经过滤波器去除电网中的高频干 扰，得到纯净的交流电，进入整流器进行整流和滤波，并将交流电转 换为平滑直流电，然后分为两路，一路进入充电器对蓄电池充电，另 一路供给逆变器，而逆变器又将直流电转换成220V，50Hz的交流电供 负载使用。当发生市电中断时，市电输入已被切断，整流器不再工作， 同时蓄电池放电把能量输送到逆变器，再由逆变器把直流电变成交流 电，供负载使用。因此，对负载来说，尽管市电已不复存在，但此时 负载并未因市电中断而停运，仍可以正常运行
（1）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 市电稳压器，同时它还向机内电池充电。
（2）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”零切换”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。
威海云计算中心机房使用的UPS
施耐德旗下APC Symmetra PX 250/500KW
Symmetra PX 系列的特点
采用在线双转换技术，并且在保障负载设备安全、稳定运行的前提下具有高达96%的效率， 为用户节省更多的电费; 其智能模块、功率模块、电池模块和旁路均采用真正模块化热拔插技术，单个功率模块容 量为25KW,可以在不停机的情况下实现UPS容量的在线扩容； 具有1+1冗余的智能控制模块，并且其功率模块可以在UPS中设置成N+1冗余运行模式，大 大提高了系统的可用性； UPS功率因数为1，可以带功率因数超前0.5到滞后0.5的负载，无需降容； 最多可以实现4台UPS并机，最大容量高达2MW。在并机模式下，每个功率模块均分负载， 也就意味着每台SYMMETRA PX系列UPS可以具有不同数量的功率模块。UPS并机之间几乎 无环流。 配置了公共的维修旁路模块，可以在不影响负载运行的前提下对UPS进行维修。并且在维 修旁路柜中可以配置为负载进行馈电的断路器，方便为负载供电。采用公共的维修旁路模 块的方式大大提高系统可靠性，避免了其他厂家多个模块分别带旁路，过载能力小而击穿 小模块静态旁路的可能性。
区别：这两种形态的电池是根据地域划分使用的,胶体电池 抗寒能力强,在-15摄式度以下它的工作能效要远远优于液态电池, 其保温性能极好, 温度很低,就可以选择胶体电池 ，液体电池同样 也有其特点,它散热能力比较强,适合在夏季38度以上较多的地区, 这种温度环境下,如果选用胶体很容易在使用时间较长的时候造 成电池变热,甚至出现起鼓的现象.
– Q1 – 主输入开关 – PFC/INV 功率因数校正 – Q2 – 交流输出开关
(MCCB)
旁路及输出配电柜
• 开门报警传感器 • 负载测试端口
I/O柜
10英寸显示屏 1000A主开关Q1
500KW静态旁路模块 600mm*2000mm*1070mm
I/O柜
• 可热插拔静态旁路模块 • 主备智能控制模块 (MIM/RIM) • 可升级到 4个 NMC / I/O 卡 • 电源
Symmetra PX 250/500的组成
1. 具有输入功率因数校正功能的整流器 2. 输出逆变器 3. 静态旁路 4. 显示和控制 5. 电池 6. 维修旁路及输出配电柜 7. 第三方电池开关柜
旁路及输出配电柜
I/O柜
功率模块柜
旁路及输出配电柜
– Q5 – 静态旁路开关 – Q3 – 维修旁路开关
具有完全冗余的可更换的热插拔智能模块MIM控 制。MIM有独立的物理隔离的与功率模块及静态 开关模块进行通讯的路径。 MIM是Symmetra的"大脑"，它收集所有部件，包 括功率模块（SYPM）、电池模块(SYBATT)、冗余 智能模块（RIM）、机架部件、外部工作环境 （如输入输出交流电压、电流以及输出功率）的 信息，并和他们进行通讯。
UPS蓄电池的种类
（1）最常见的阀控密封铅酸蓄电池，分为三类，即大型、中性、 小型。单体在200Ah及以上为大型，20～200Ah为中型，20Ah以 下为小型。UPS电源在设计上一般选用中型，我们采用的就是 120Ah的中型阀控铅酸蓄电池。原理是利用超细玻璃棉将电解液 不饱和地吸附住，制成吸液式电池或贫液式电池。 （2）胶体电池属于铅酸蓄电池的一种发展分类，最简单的做法， 是在硫酸中添加胶凝剂，使硫酸电液变为胶态。电液呈胶态的 电池通常称之为胶体电池。
功率模块柜
● 每个功率模块柜都可装载10个25KW的模块 ● 一个机柜就可达到 250kW (225kW N+1) ● 功率模块采用双变换在线式结构，包括整流器、逆变器、充电
器、控制电路、与输入输出电池母排的断路开关。具有输入功 率因数补偿功能。所有模块均可在线热插拔更换，提供最高级 别的可用性、可维护性。
UPS工作原理及分类培训
UPS的概念
➢ Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply
➢ 不间断电源
➢ 保障计算机系统或重要用电设备 在停电之后继续工作一段时间以 使用户能够紧急存盘，使您不致 因停电而影响工作或丢失数据。
UPS的功能
电池柜
外接阀控密封铅酸蓄电池，两组并联，每 块电池为120Ah，并联后为240Ah，每组 48块串联，标称电压12V，浮充电压为 13.8V，总电压范围为576~660V之间 由此，可计算蓄电池的后备时间： T=576V*240Ah/负载功率（此处功率可能 是使用的功率模块的总功率）
源自文库
UPS的分类
按照能源方式分类
蓄电池 飞轮
按照工作原理分类
后备式UPS 在线式UPS 在线互动式UPS
按照结构分类
• 直流（整流器、蓄电池） • 交流（整流器、蓄电池、
逆变器）
按照备用时间分类
• 长效型UPS • 标准型UPS(小于25min)
后备式UPS原理图
原理：在市电正常时，由市电通过简单稳压滤波输出供给用 电设备，蓄电池处于充电状态。当停电时，逆变器工作，将 电池提供的直流电转变为稳定的交流电输出给用电设备。由 于平时市电正常时，逆变器是不工作的，只有在市电停电蓄 电池放电时才开始工作，所以这种UPS被称为后备式UPS。