UPS 基本知识通俗讲稿 .ppt

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1、APC公司 UPS基本知识培训 一个从事UPS产品生 产销售公司的员工应 该知道些什么知识,1，学习基本知识的必要性 ：与公司产品有关，与公司销售有关， 掌握了一定的基本知识才能领会 APC公司的先进技术和先进 的设计理念 2，基本知识内容的变化：要适应UPS和供电系统新的发展趋势 2，下面讲的是基本知识范围，公司各类人员应该掌握的知识范围 是一样的，只是掌握的深度不同而已,不学也可以工作,写在前面,1，10 分钟 2，10%调整 3，无需功率补偿设备 4,工程师见用户时的尴尬,1.5小时 33小时 2030小时,举例 一个系统要求市电掉电后维持10分钟，保证数据储存和安全关机 可靠性要求高，

2、可用性要求高，加油机，加长延时 2 Silcon输入功率因数0.99，无需外加功率因数校正设备 无需功率调整设备 Silcon机正常工作时用20%的功率强度调整100%的功率，所以效率高， 输出能力强 Silcon机只调整20%的功率，所以效率高，输出能力强,供电系统新的发展趋势,1 单台设备向整个供电系统的变化,2 系统可靠性向可用性变化,3 供电系统向NCPI的变化,4 维护管理工作向智能通讯化变化,5 产品研发生产维护工作向市场应用变化,目录 为什么在供电系统中要用UPS设备 UPS的基本功能 当前UPS电源的种类 UPS与供电系统 用户选用和配置UPS时存在的问题,基本知识第一部分 为

3、什么在供电系统中 要用UPS设备,（用UPS干什么）,电的社会 电是一种能源商品， 具有商品生产、运输、经销、消费等 全过程的特点和存在的问题,发电厂,发电量不足 限电 发电机可靠性 -故障停电 发电质量 -不能用,运输,输电线路损耗 -电压降低 输电设备故障 -停电 自然灾害 -停电 交通、施工、战 争、人为破坏 -停电,电的社会,一次降压,二次降压,终端用户,电力不足 -停电 电网质量不好 -不能用 -增加设备 设备质量问题 -故障 -成本 设备之间相互影响 -干扰，IT设备不能正常工作 使用维护问题,Delta 变换在线式,终端配电,电网电压存在的问题,电网电压低,电网电压高,电网故障掉

4、电,电网电压存在的问题,尖峰干扰,综和干扰,谐波干扰,供电设备,电源故障种类,1 电网预安排停电：限电，电源系统改造和维护； 2 电网故障停电；超负荷、供电线路和设备故障； 3 自然原因停电：火灾、雷电、水灾、施工等； 4 电源质量故障： 电涌、高压尖脉冲、瞬态高压干扰、电压下陷、电线噪声、 频率偏移、闪变、电压不平衡、谐波畸变、暂态停电、持 续欠电压或过电压、系统接地故障和和泄漏电流形成的安 全性故障、谐波电流与零地电压差问题。,质量问题产生的原因和危害,国内外供电质量的问题与比较,可用性平均水平-0.998,建立UPS供电系统的目的,不停电供电 全面改善供电质量,基本知识第二部分 什么叫U

5、PS,有嗅觉、有感觉、会喊救命、会打电话、会上网、发短信-,输 入 配 电,输 出 配 电,机房 环境,负 载,已经被 污染了 的终端 电网,身体健康可靠性高 可迅速修复，可用性高,系统 配置 能力 强,适应电网 环境，不 污染电网,满足负 载对供 电质量 的要求,对UPS的性能要求,物理概念、定义、测试方法、负载要 求、当前水平、应用中的问题,UPS对电网的适应能力,容许电网电压幅值变化的范围 输入功率因数 输入电流的谐波成分 允许电网电压频率的变化范围频率跟踪范围 频率跟踪速率,输入功率因数和输入电流的谐波成分 污染电网 污染系统本身,输入功率因数和输入电 流的谐波成分的定义,UPS的常规

6、输出性能指标,输出电压稳定精度 输出电压波形失真度 输出电压频率稳定精度 输出电压幅值的三相不平衡度 三相负载不平衡能力 市电掉电时输出电压的切换时间 输出电压的动态响应特性 双向抗干扰能力,负载要求不高 所有的UPS都能满足要求,UPS的输出能力和可靠性指标,接近真实的电网能力,ACAC 效率 输出电流峰值系数 输出电流浪涌系数(启动) 输出过载能力 输出负载功率因数 三相负载不平衡能力,可靠性的量化指标,是UPS与负载之间的特殊约定，是UPS负载的限制,UPS对物理环境的适应能力,环境温度 环境湿度 振动冲击 海拔高度 环境抗雷击能力 使用、安装的物理环境,UPS的系统配置能力,UPS系统

7、冗余并机功能 为什么要并机运行 什么样的UPS可以并机运行 并机负载均流度 长延时供电功能 热设计和充电功能 可扩充功能 故障在线维护功能,UPS的智能管理和通讯功能,1，UPS应具备RS232或RS485/422等标准通讯接口。 2，提供能支持业界流行的大多数操做系统、网管软件、应用程序和标准的 UPS软件和附件。 3，自检功能：UPS及其软件、附件能提供定期的自检功能，以防患于未然， 4，UPS远程诊断与维护功能：远程检查UPS的状态、查询 UPS的预警信息、 做电池校正试验等。要检查的UPS工作状态和故等信息。 5，自动关机功能：当UPS发生故障或电池能量将要耗尽时，UPS执行定制 化的

8、数椐保护功能。 6，自动报警功能：UPS系统故障时，可通过电子邮件、寻呼、弹出式信息 等方式实时通知系统管理员。,应用落后于技术,UPS的工作方式 这里讲的工作方式是指UPS的工作状态， 而非电路结构形式 1 正常工作方式 输入电压、负载在其允许范围内工作时，它的输出电压性 能、转旁路功能、同步锁相功能、电池充电功能均正常。 2 电池逆变工作方式 其输入电压断开或超出允许范围，进入电池放电状态，输 出电压正常。 3 旁路工作方式 UPS通过旁路为负载供电。,在线式UPS 在线工作式是UPS的一种功能的定义，而非电路结构的定义 在线工作方式确切的定义是： 逆变器一直都在工作，随时在监视并参与对输

9、出电压 的控制调整。 在线工作方式最根本的表征是： 在市电故障（掉电、电压过高或过低等）和恢复正常 的过程中,输出电压切换时间为零。 常规输出电性能指标高 具有在线工作方式的电路结构有多种形式，而且随着技术的进步， 这些电路结构形式本身也是在不断变化和改进的,Delta变换为什么是在线式,UPS 的可靠性与可用性,对不停电供电概念的修正 市电停电后延时供电10分钟，保证计算机系统 安全关机 市电掉电后保证系统持续长时间供电,可靠性,可用性,UPS的可靠性与可用性 失效率 ： 式中：ns 试验开始时正常工作的样品数; n 在运行（t1-t2）时间间隔内出现故障的样品数； 可靠度： 平均无故障时间

10、： 平均维护时间： 可用性：,可用性与可靠性的关系 可用性定义：在规定的时间段内，系统正常运行的时间与整个时 间段的比例 可靠性定义：在规定的时间段内，系统正常运行（不发生故障） 的概率，用可靠度R(t)或MTBF表示 可维护性定义：故障后的平均维护时间，用MTTR表示 可用性概括了可靠性和可维护性 当系统可维护时，可用性可靠性 当系统不可维护时，可用性=可靠性,可用性-供电系统最高的、综合性的 、最根 本的、最有价值的可靠性指标,举例,系统可用性的科学论述（1） 提高系统薄弱环节可用性,可靠性差的环节 维护难度大的环节,可靠性薄弱环节,可用性薄弱环节,提高薄弱环节可用性的基本措施,1，提高设

11、备的额可靠性-MTBF 先进电路技术 可靠性电路设计 智能管理功能 可靠性热设计 电磁兼容性设计 生产工艺 生产管理,2, 降低故障维护时间- MTTR 模块化插拔维护-电路板、功能电路、功能模块 模块化冗余热插拔维护 智能管理与通讯功能 可维护性-提高维护水平,提高设备的可用性,提高设备的MTBF- 1 提高功率器件的规格和档次（IGBT等） 2 改进控制技术，提高逻辑控制电路规格和档次（CPU,DSP） 采用更先进的主电路结构（Delta变换技术） 严格生产工艺，加强质量管理（ISO9000）,此方法有效，但是困难大，效果有限 因为：组成UPS主机的上千个元器件和几千个接点，在可靠性等效图

12、上是串连的，整个系统的可用性是这上千个元器件和几千个接点可用性的乘积 受其它元部件工艺和技术革新和发展的限制,冗余配置对可用性的影响（空间状态图）,系统运行总时间 1,系统可用时间比例 A,系统不可用时间比例,两个系统串联,两个系统冗余并联,不可用性,不可用性,会建模型，会计算,提高MTBF对可用性的影响,提高MTBF对提高可用性A并不是总有效的,MTTR=1h,MTTR=8h,MTTR=4h,MTTR=2h,MTTR=1h,MTTR=0.5h,模块化对可用性的影响,MTTR的降低与可用性A的提高成线性关系,MTBF=5万小时,MTBF=10万小时,MTBF=20万小时,MTBF=30万小时,

13、当前我国UPS技术与市场现状,六个基本事实代表着UPS技术发展的市场背景和方向,结论：UPS市场的六个基本事实： 使用UPS以便提高供电系统的可用性的观念已被用户接受，预示着UPS市 场已趋于成熟； 各种UPS的电性能指标基本上都能满足对负载供电的要求,用户开始注意UPS 的系统配置功能-可用性、可维护性、可扩展性、冗余并机功能； 3 安全性是整个UPS供电系统的主要矛盾； 用户对UPS系统最大的不满意度是什么？ 4 在供电系统中UPS产品仅仅是供电系统安全性的环节之一， 5 在安全性各项指标中，可用性是最根本的、最终的、对用户最有价值的指标。 能适应不断变化的需要(功率密度、重量密度、安装要

14、求、单电源设备与双电源设备、交 流设备与直流设备)，可边成长边投资，,基本知识第三部分 当前UPS电源的种类,按技术结构分类,后备式 在线互动式 传统双变换在线式 Delta变换在线式,结构原理、性能特点、与竞争对手的比较,按应用分类,单进单出 220V 三进三出 220V/380V 三进单出 220V/380V-220V,按系统配置分类,单机配置 模块化阵列配置 集成系统配置,为什么代表技术发展方向,各种技术结构UPS的区别,后备式 简单 经济 可靠 小功率 性能一 般,能满 足要求,在线互 动式 比后备式: 充电能 力强点； 转换时 间短点； 输出功 率高点；,传统双变换在线式 输出指标高

15、； 切换时间为零； 抗干扰能力强； 输出功率大； 价格昂贵；,Delta 在线式 对电网无污 染； 输出能力强； 输出指标高； 切换时间为 零； 抗干扰能力 强； 输出功率大；,模块化 阵列 缩短故 障维护 时间； 提高可 用性、 可扩展 性,集成化 UPS 系统 提高整个 供电系统 适应性， 可用性， 扩展性， 维护性，,机架,智能管理模块,功率转换模块,电池模块,单机功能 模块化,单机模块化UPS,有效的 降低维 护时间,集成模块冗余 把UPS整机做为一个模块冗余,可在线维护 整机模块,系统可用性的科学论述 -（2） 系统的可用性即子系统的可用性,Lusser定率：A=A1 A2 A3 AN 系统的可用性即子系统的可用性的乘积 一个UPS供电系统中，除了UPS系统外，还有变压器 、 瞬态电压浪涌 抑制器(TVSS)、 电网进线开关柜、负载配电开关柜、柴油发电机、交 流稳压器、变压器、电池系统、各种开关、断路器、保险、转插，上百 乃 至几百个级连接点和相应的传输线 所有这些都会形成单路径故障点 于是：系统可用性大幅度降低； 已经冗余配置的UPS 系统故障率明显增加； 系统管理维护难