UPS训练教材基础.ppt
UPS的定义,UPS(Uninterruptible Power System)-不间断电源系统UPS是用来给交流设备提供不间断交流电源的,并以此来改善电源的质量.为了达到这个功能,UPS对输入的交流电从两个方面进行了改进:改善电源质量提供后备电源,UPS 是供电系统的一个重要环节,市电输入,输出配电盘,Loads,旁路开关控制盘,市电输入配电,UPS 的功能,功能不停电供电改善电源质量数据安全硬件保护,如何衡量一台UPS性能的优劣,智能管理,通讯功能,满足负载要求：,向负载提供纯净的,高质量电源,输出能力和可靠性,高效率,强劲的输出能力,对电网适应能力：,适应电网环境,不对电网形成污染公害,UPS不间断电源主要电路结构形式,1、后备式（off line)UPS电源2、在线互动式（Interactive)UPS电源3、在线式（on line)UPS电源,定义，市电正常时，逆变器不工作，市电掉电时，逆变器工作,输 出电压存在切换时间,UPS,后备式UPS,特点：单变换器;输出电压性能指标一般,但能满足负载要求;主要用在小功率UPS领域,在线互动式UPS,UPS,特点：单逆变器，可双向工作;输出电性能指标一般，但 能满足负载要求;可靠性高;用于15KVA UPS,定义，市电正常时，逆变器为充电器,给电池组充电.，市电掉电时，逆变器工作,输 出电压存在切换时间,在线式UPS,定义，逆变器始终监视并参与对 输出电压的调整，输入电压掉电时，输出电压不存在切换时间,特点：双逆变器;输出电性能指标高;,后备式（off line)UPS工作原理,当市电供电正常时（市电处于175V-264V之间时）1、经充电器对UPS所接的电池组进行充电。2、经位于交流旁路供电通道上的“变压器”对电压变化起伏较大的市电电源进行稳压处理，这种经过稳压处理过的市电电源便经转换开关向负载供电。,市电电源,输入滤波器,变压器抽头调压式稳压电源,充电器,逆变器,转换开关,电池组,负载,后备式（off line)UPS工作原理,当市电供电不正常（市电电压低与175V，或高于264V）1、充电器停止工作。2、逆变器在由电池组所提供的直流能源的支持下，向外提供50HZ有效值为220V的稳压方波电源。3、转换开关在切断交流供电通道同负载之间的连接的同时，将负载同逆变器电源的输出端连接起来，从而实现逆变器电源向负载供电的转变,市电电源,输入滤波器,变压器抽头调压式稳压电源,充电器,逆变器,转换开关,电池组,负载,在线互动式（Interactive)UPS工作原理,当市电供电正常时（市电电压在165V-276V）1、市电经整流器被变成直流电源，该直流电源被直接馈送到身兼两职的逆变器/充电器控制模块上，此时在UPS的逻辑控制电路下位于上述模块中的逆变器处于停止工作状态。唯一其作用的是充电器。这样，直流电源便经充电器向电池组充电。2、对电压变化较大的市电电源经过升压绕组或降压绕组进行稳压，将保持在一定范围内的市电电源通过转换开关馈送到负载。,市电电源,输入滤波器,充电器,逆变器,升压绕组,降压绕组,整流滤波器,转换开关,负载,K1,K2,K3,电池组,在线互动式（Interactive)UPS工作原理,当市电供电不正常（市电电压低与165V，或高于274V）1、逆变器/充电器控制模块将会从原来的“充电器”工作方式转入“逆变器”工作方式。2、转换开关在切断转换开关在切断交流供电通道同负载之间的连接的同时，将负载同逆变器电源的输出端连接起来，从而实现逆变器电源向负载供电的转变。3、在逻辑电路的调控下，充电器停止工作。,市电电源,输入滤波器,充电器,逆变器,升压绕组,降压绕组,整流滤波器,转换开关,负载,K2,K3,电池组,K1,在线式（on line)UPS工作原理,市电正常时1、直接经交流旁路供电通道被馈送到转换开关的常闭触点上。2、经充电器对UPS的电池组进行充电。3、开机后，市电电源经功率因数修正电路产生逆变工作所须的直流BUS电压，再经逆变器把DC BUS转换为50HZ 220V的交流输出。,市电电源,输入滤波器,整流器AC/DC,逆变器DC/AC,充电器,升压器DC/DC,转换开关,负载,BYPASS,电池组,在线式（on line)UPS工作原理,当市电不正常时1、在逻辑电路的调控下，充电器停止工作。2、电池组所储存的能量经升压器转换为两个DC BUS电压作为逆变器的输入，从而达到输出不间断。,市电电源,输入滤波器,整流器AC/DC,逆变器DC/AC,充电器,升压器DC/DC,转换开关,负载,BYPASS,电池组,三种类型的UPS的输入-输出电压关系,UPS输出,电池,放电,逆变器,逆变器,逆变器,电池,放电,175V,264V,市电输入电压,A.在线式UPS的输入-输出特性,电池,放电,逆变器,市电调压,逆变器,电池,放电,175V,264V,市电输入电压,B.在线互动式UPS的输入-输出特性,电池,放电,逆变器,市电调压,逆变器,电池,放电,175V,264V,市电输入电压,C.后备式UPS的输入-输出特性,164V,274V,UPS常规电性能指标 为负载提供高性能纯净电源,双向抗干扰能力频率跟踪范围输出过载能力输出负载功率因数,输出电压稳定精度输出电压波形失真度输出电压三相不平衡度市电电池转换时间,网络通讯功能,自动检测，显示，报警，以及运行参数的设置功能本地智能管理接口（串口RS232或继电器干点接口)网络管理，专用电源监控软件，支持SNMP网管器，可支持的管理平台及相应的认证网络通讯，支持基于TCP/IP之上的网络信息传递基于公用网通讯，支持基于公用电话网的信息传递,发电机机的最佳配制 1.5:1,一般选用发电机的输出容量为UPS功率的1.5倍,这有利与发电机的输出电压和频率的稳定.发电机输出的电压频率和波动范围不宜超出UPS允许的输入范围.对后备机而言,发电机的波形失真度不宜太大.,80 kVA,UPS,1.5-2倍,瓦特(W)和伏安(VA),W值总是小于等于VA值换算关系式如下:Watts=VA*Power Factor=Volts*Amps*Power Factor Volts=230 或 380V Amps=负载电流 Power Factor:功率因数,其值在0和1之间 VA=Watts*1.4=1.4*Volts*Amps计算机的瓦特值是其VA值的60%70%UPS的瓦特值是其VA值的60%70%,电池的寿命影响因数,电池温度影响电池的可靠性电池放电深度影响电池的可靠性电池充电器设计影响电池的可靠性电池电压影响电池的可靠性电池纹波电流影响电池的可靠性,温度对电池寿命的影响,一、电池最理想的操作温度为：21oC 27oC 电池在25oC 时，得到最佳使用寿命，在次基础上温度每升高10oC，电池寿命缩短一半。反之，温度降低延长电池寿命，但电池放电容量减少。二、若在高温下工作，采用以下建议可减少其影响：1、将电池隔离直接热源 2、安装时，电池间保持两厘米左右的距离，使空气流通 3、良好的通风设施 4、加强常规保养和容量测试工作的密度,电池放电深度对电池的影响,注:当UPS电源处于电池模式供电时,电池放电电流不宜过小(即负载不宜过轻,放电电流不小于0.05CA),电池好坏的简易判断,一、UPS电池的浮充电压为：13.513.8V二、充电时系统中个别电池电压低于13.0V，电池可能有短路。三、充电时系统中个别电池电压高于14.5V，电池可能有开路。四、电池系统浮充状态中，电池差的允许范围 对于一组正在浮充的电池，各个电池的浮充电压范围在13.014.5V之间，属于正常。,
