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1、摘要：不间断电源是一种重要的电源设备，在社会的各个领域中得到广泛的应用。本文介绍了双变换在线式UPS的工作方式，对不间断电源交流切换系 统的设计展开了详细的分析，以期能为相关系统设计提供帮助。关键词：不间断电源；工作方式；交流切换系统；设计随着社会的不断进步以及工业的快速发展，人们对供电的 质量及稳定性提出了更高的要求。而不间断电源作为后备电源，能够有效改善电 网质量，并在供电出现故障或断电时，提供不间断、高品质的供电，保障设备的 安全稳定运行，得到广泛的应用。基于此，笔者对不间断电源交流切换系统的设 计展开了介绍。、1.双变换在线式UPS工作方式-L-t宜祇扎此电-冲一国期=一二二 覽EtK
2、相.jwww.-jah.iWRB9L0惜电 fcQJiAiFliejt-bIE电W帛UPS的种类很多，本文采用的是双变换在线式UPS架构，它 有两种运行状态，以逆变电路供电为主，可以从不同系统吸收能量。如图1所示, 当逆变正常运行时，由交流输入经逆变模块整流逆变，逆变输出通过旁路转换单 元经输出配电单元向负载供电。当交流输人异常时，将由一直处于热备份的直流 输入经逆变模块逆变，逆变输出再通过旁路转换单元经输出配电单元向负载供电； 当逆变模块单元异常时，系统将切换至旁路输出，交流输人旁路直接通过旁路切换单元经输出配电单元向负载供电。 图1运行状态框图2. UPS系统运行方式一）正常运行方式UPS
3、系统主电源由市电供电。主电源通过输入隔离变、整流、 逆变、输出隔离、静态开关、RSTS切换开关、馈线配电柜。（二）电池运行当主电源故障或整流器故障时， UPS 自动的转为电池运行， 电池运行模式为:220V直流母线、逆止二极管、逆变器、输出隔离、静态开关、 STS切换开关、馈线配电柜。（三）旁路运行在主电源或电池运行时，当直流电压超出所要求的范围或逆变器故障时，UPS自动的由正常运行或电池运行转为旁路运行（输出无间断）， 旁路运行模式为:隔离变、稳压器、静态开关、RSTS切换开关、馈线配电柜。（四）UPS设置有维修旁路开关，以便在UPS系统故障或维 护时直接把旁路电源供电给负载。（五）主机柜发
4、送至DCS系统信号UPS运行、UPS超载、UPS LOW DC、UPS供电故障、UPS逆 变器故障、UPS旁路运行。（六）UPS馈线柜发送至DCS系统信号UPS输出电压、UPS输出频率、UPS输出电流、馈线柜进线 开关信号、馈线柜出线回路故障。四、UPS电源操作前的注意事项为了使UPS能正确无误运转，安装后第一次操作前请确认 下列事项:（一）确认机器总电源开关置于“OFF”位置。二）对于安装地点、安装事项再检查确认一次。（三）用手摇动输入电源线，看现在是否有松动，确认锁 紧。（四）确认无周边设备接UPS输出插座上，且UPS负载已断开。（五）用电表检查输入电源是否符合UPS所需。 四、UPS 正
5、常运行维护。五、UPS运行维护在 UPS 整个部件中，以固态电子器件为主，机械式可动部 件只有散热风扇，而且现行制作风扇技术过硬，可持续几年稳定工作。所以对于 UPS 的维护主要通过 UPS 显示面板的报警灯报警提示和液晶屏显示系统各项数 据来进行维护检修。重点做好以下几点：（一）检查UPS周围无杂物，保证其通风顺畅。（二）每日定时查看 UPS 显示器各指示灯、表计正确，各 参数均在正常范围内。（三）整流器/电池充电器、逆变器、蓄电池运行正常。（四）室内温度正常，通风良好。（五）无异常报警信号指示。（六）各部柜门关闭良好。（七）当发现UPS切至电池模式下时，考虑尽快转为正常模式或旁路模式供电。
6、3. 软件设计在程序结构设计上，主程序主要完成STM32N707V C的初始化、7路A/D数据的采集处理、切换逻辑控制、与本地监控和后台监控的通信显示。其中STM32H07VC的初始化主要包括事件管理器、A/D模块、SCI模块、 数字I/O端口、串口等。逻辑切换的实现是本系统软件程序的核心功能，切换分为 两种情况，第一种情况是在UPS开机自检通过后，遵循旁路优先供电原则，需要 进行从市电交流旁路供电向逆变器电源供电的切换操作，如图3所示。首先闭合 旁路接触器，给旁路上电；然后给逆变模块上电，当检测到逆变模块的输出电压 达到220V，闭合旁路的可控硅，再断开旁路的接触器，同时因为可控硅SCR为
7、半控型器件，需要检测旁路输出电压过零点，在检测到过零点前，相角处断开旁 路的可控硅，之后在4ms内使逆变器可控硅闭合，再闭合逆变器接触器，通过判 断逆变接触器状态已经闭合后，断开逆变器可控硅。至此完成旁路供电向逆变供图3旁路刃换到逆变流程图西;IE”笛二种唯况是采用直济供电给逆喪糧块上电.当检测到逆寰槿 块电压这到220V时.直接闭件逆畫接融器.通过逆娈樓块鉛氏茕供 电*电的切换过程。.工.订:扌| |叫图斗逆聽切换到育踢爾g囲h i nmcjk i ng com在出现以下动作即异常情况时也需要进行切换操作： 逆变器突然掉电； 逆变器自身的损坏； 逆变器输出端超载或短路。4. 实验结果及结论在
8、厂内测试，以第一种情况旁路优先供电后切换到逆变供 电为例。旁路供电的输入电压为220V，频率50Hz ；投人单个UPS模块，它的 有功功率为2.0kW，视在功率为2.5KVA，UPS的供电在此采用的是一路交流和一 路直流，交流输人电压为380V，直流输人电压为110V；带有6A电阻负载的情况 下。由以上的实验波形和界面显示接线示意图得知，在投入一个UPS运行状态下, 在满足条件时，旁路和逆变之间进行切换，保证切换的时间在UPS的性能指标 4ms范围以内，达到预期的目标。同样根据负载的不同，投人多个UPS，仍可以 达到切换的要求，能够保证电力的不间断供电。5. 结语综上所述，不间断电源具有不间断供电的能力，已被广泛 应用于航天、工业、通信、计算机业务终端、变电站等各个领域中，对其交流切 换系统设计展开研究具有重要的意义。本文设计了一种不间断电源交流切换系统， 经实际应用，取得了良好的成效，具有良好的推广应用价值。参考文献：1 蔡永辉医疗设备不间断电源的监控管理J.中国医学 装备，2016，13(08)：91-93.2 李胜利，李鹤景洪电厂监控系统不间断电源设计与应用J.现代工业经济和信息化，2016，6 (02)： 77-78.3 高小梅.基于物联网的交流不间断电源监控系统开发J.电源技术，2015, 39 (05)： 1073-1074.
