UPS不间断电源基础知识

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1、安全用电环境产品 UPS基础知识 UPS分类 2 常用功能介绍 5 UPS工作原理 4 UPS基础知识 1 UPS主要参数 3 UPS基础知识 1 基础知识 什么是UPS UPSUninterruptablePowerSupply即不间断电源 UPS能做什么 三大基本功能 稳压滤波不间断 基础知识 为什么用UPS 基础知识 电网电压低 电网电压高 电网故障掉电 基础知识 尖峰干扰 综和干扰 谐波干扰 供电设备 基础知识 UPS 系统中断 数据丢失 硬件损坏 供电无中断 数据安全 硬件被保护 市电 市电 为什么用UPS 基础知识 在计算机故障中 有50 70 的原因是电源故障造成的电源问题是数据

2、丢失的最大原因 45 以上 国际上 一半企业估计每小时停工造成的损失US 1000美圆 9 的企业每小时停工损失US 50000以上 来源 YankeeGroup 电源问题带来的损失 数据来源 ContingencyPlanning 基础知识 目前我国的电力状况 目前国内电力可靠率99 89 用户平均停电时间9 77小时与国外的比较 东京20分钟 法国94分钟 美国58分钟 新加坡20分钟国内可用性平均水平 0 998 基础知识 用户设备 蓄电池组 市电或燃油发电机 UPS主机 UPS系统 UPS主机 蓄电池 电池柜 UPS简易组成 基础知识 UPS输入特性 UPS输出特性 输入电压范围输入频

3、率范围输入功率因数频率跟踪速率输入电流谐波 输出电压波形失真度输出电压稳压精度输出功率因数输出电流峰值因数UPS效率 基础知识 UPS主要参数 输入特性保护 输出特性保护 交流输入过压 欠压保护输入频率过高 过低保护输入错相保护 缺相保护直流输入过压 欠压保护 输出过压 欠压保护特性输出过载短路保护 基础知识 UPS特性保护 其他特性保护 器件高温告警风扇故障告警整流模块故障告警逆变模块故障告警 基础知识 UPS分类 2 UPS分类 逆变器工作状态 后备式 在线互动式 在线式 UPS的分类 一 UPS分类 交流供电模式 单进单出 三进单出 三进三出 UPS的分类 二 UPS分类 工作模式 高频

4、 工频 UPS的分类 三 无输出隔离变压器 有输出隔离变压器 1 500KVA 1 800KVA 高频UPS 工频UPS UPS分类 备用时间 标准机 长效型 UPS的分类 四 标准机 长效机 1 10KVA 1 800KVA 内置7 9AH 外置电池 UPS分类 高频机与工频机的区别 UPS分类 工作原理 UPS工作原理 3 充电器 逆变器 市电 负载 电池组 功率等级0 5 3KVA左右 有市电时 市电直接供给负载 逆变器不工作 同时充电器给电池充电 无市电后 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 后备式UPS运行原理 工作原理 后备式UPS的性能特点 市电存在时 效率高

5、可达98 以上 市电存在时 输入功率因数和输入电流谐波取决于负载性质 UPS本身不产生附加输入功率因数和谐波电流失真 市电存在时 输出能力强 对负载电流波峰系数 输出功率因数等没有严格地限制 市电存在时 输出电压稳定精度差 但能满足负载要求 市电存在时 整机要靠附加滤波电路提高UPS双向抗干扰功能 市电掉电时 输出有转换时间 电路简单 成本低 可靠性高 由于输出有转换开关 受切换电流能力和动作时间的限制 当前市面的后备式UPS多在3KVA以下 工作原理 市电 双向 变换器 电池组 负载 市电正常 整流停电 逆变 升压30V 降压30V 0V 功率等级0 5 5KVA 在线互动UPS与后备式比

6、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 互动式UPS运行原理 工作原理 在线互动式UPS的性能特点 市电存在时 效率高 98 以上市电存在时 UPS本身不产生附加输入功率因数和谐波电流失真市电存在时 输出能力强 对负载电流峰值系数 输出功率因数等没有严格地限制市电存在时 输出电压稳定精度差 但能满足负载要求市电存在时 变换器直接接在输出端 且处在热备份状况 对输出电压尖峰干扰有滤波作用市电掉电时 仍有转换时间 但比后备式要小电路更简单 成本低 可靠性高变换器同时有充电功能 省掉了后备式UPS的附加充电器 当要求长延时供电时 无须再增加机外充电设备由于变换器

7、与输出直接接在一起 没有转换开关的限制 所以输出功率可提高到5 10KVA 工作原理 功率等级1 1200KVA左右 有无市电 逆变电路始终处于工作状态 在线式UPS运行原理 工作原理 双变换在线式UPS 输入侧各种电压波形 输出侧电压波形 工作原理 传统在线式UPS的性能特点 输出电压稳定精度 频率稳定度 输出电压动态响应 波形失真度等指标 都是比较高的 没有转换时间 UPS的功率余量有限 对负载提出限制条件 对电网形成电流谐波干扰 输入功率因数低 经滤波后 最小的谐波电流成份在10 左右 而输入功率因数只有0 8左右如果在整流器中使用功率因数校正技术 则可把输入功率因数提高到接近1 输入电

8、流谐波成份也会大幅度降低 在市电存在时 整机效率低 10KVA以下的UPS为80 左右 50KVA的可达85 90 100KVA以上的可达90 92 工作原理 离线式与在线式比较 工作原理 常用功能 常用功能介绍 4 缓起功能 可实现油机逐步接入整流器逐步开放 整流电压逐步升高 启动电流逐步增大 可以有效的避免UPS启动时对油机输出端的冲击 另外在并机接入发电机时 除了整流器逐步开放过程 同时可实现并机分批接入的原则 更进一步的避免油机输出的关断保护 保证油机运行的安全可靠 POWERWALKIN功能 常用功能 三段式充电原理 常用功能 恒流充电阶段 充电器充电电流保持恒定 充入电量快速增加

9、电池电压上升 电量充到85 90 左右 恒压充电阶段 充电器充电电压保持恒定 充入电量继续增加 电池电压缓慢上升 充电电流下降 电量基本充满 蓄电池充满 充电电流下降到低于浮充转换电流 充电器充电电压降低到浮充电压 浮充充电阶段 也叫涓流充电 充电器充电电压保持为浮充电压 补充电池自放电 消除负极板硫化的作用 蓄电池温度越高 化学反应越剧烈 温度越低 蓄电池化学反应越平淡 因此 在蓄电池温度高时 由于电池化学反应加剧 需要降低浮充电压来减缓化学反应 蓄电池温度低时 化学反应减缓 此时需要升高浮充电压来增强化学反应 以保证能量的正常转换 这个功能就叫温度补偿 以25 为基准 对于12V电池 每升

10、高1 充电电压 0 018V 每降低1 充电电压 0 018V 电池温度补偿 常用功能 并机共用电池组 单组或多组电池并联为两台或多台并机中的UPS共同使用 以达到节省投资成本的目的 常用功能 特性参数 特性保护 案例分析 需求 HI3306UPS 1 1并机 系统后备1小时 N 1或N X 系统方案 配置 2 2 40 160节12V 100AH 方案 2 40 80节12V 100AH 收益 80 1000元 80000元 优点 节省购买电池的资金节省安装空间节省承重节省运营成本系统扩容比较方便发挥电池的最大效能 提高电池利用率 常用功能 EPO功能 UPS emergencypowero

11、ff 紧急关断开关 主要应用于紧情况下快速关闭机房电源 避免发生更大的安全故障 如地震 火灾等 常用功能 ECO模式为UPS单机节能工作模式 使用ECO模式时 UPS当旁路电压在保护范围内时UPS处于旁路供电模式 此时逆变器也是在工作 UPS内的静态开关没有切换到逆变侧 当旁路电压超出旁路电压保护范围 UPS将转为逆变供电 此种工作模式 效率可以达到98 以上 但是ECO模式属于后备运行模式 因此在旁路和逆变切换的过程中会产生一定的断电 在采用此种功能之前应该充分了解负载性质 ECO功能 常用功能 LBS功能是通过LBS通讯使得两组没有并机联系的UPS达到输出同步的目的 使用LBS功能是为了配

12、合外部STS静态转换开关 使得STS转换开关的两路输出电源同步 以减少STS的切换时间 主要应用于双母线供电系统中 保证STS安全可靠切换 LBS同步器 常用功能 特性参数 特性保护 投资 蓄电池 UPS维护 蓄电池 UPS 蓄电池新旧不能共用 直流电压可选择 常用功能 特性参数 特性保护 案例分析 需求 60KVAUPS 负载率为75 后备时间为1小时 配置 2组40节12V 100AH 损失 2 40 1000元 80000元 方案 UPS LCD设置 去掉损坏电池 40 2 38 常用功能 特性参数 特性保护 功能描述在部分蓄电池出现损坏且无法及时更换的情况下 UPS所有交流电掉电后 UPS能够给负载提供正常稳定可靠的高品质电源 保证系统的供电安全 常用功能 IP IngressProtection 防护等级系统是由IEC INTERNATIONALELECTROTECHNICALCOMMISSION 所起草 将电器依其防尘防湿气之特性加以分级 这里所指的外物含工具 人的手指等均不可接触到电器内之带电部分 以免触电 IP防护等级是由两个数字所组成 第1个数字表示电器防尘 防止外物侵入的等级 第2个数字表示电器防湿气 防水侵入的密闭程度 数字越大表示其防护等级越高 IP防护等级 常用功能 第一个数字代表防尘 常用功能 第二个数字代表防水 常用功能 自由讨论 感谢大家