UPS维护基础培训维护基础培训 主主 要要 内内 容容ØUPSUPS概述概述ØUPSUPS基本原理基本原理ØUPSUPS关键技术关键技术ØUPSUPS应用系统应用系统ØUPSUPS主要参数主要参数2 UPS概述概述Ø电网发生了什么问题电网发生了什么问题Ø什么是什么是UPSUPSØUPSUPS的功能的功能ØUPSUPS的分类的分类3 电网出了什么问题电网出了什么问题波形下限波形下限市电断电市电断电电压浪涌电压浪涌电线噪声电线噪声瞬态尖峰瞬态尖峰频率漂移频率漂移谐波失真谐波失真……电网电网4 各种问题影响下的电压波形各种问题影响下的电压波形5 引起电网问题的原因引起电网问题的原因电网问题电网问题引发原因引发原因现象现象市电中断市电中断停电、空气开关跳闸停电、空气开关跳闸零电压持续零电压持续2 2个周波以上个周波以上电压浪涌电压浪涌大型设备关闭或雷击引起大型设备关闭或雷击引起电压高于电压高于110%110%额定值，持续一个额定值，持续一个或多个周波或多个周波波形下陷波形下陷大型设备突然启动、电网切换大型设备突然启动、电网切换电压低于电压低于80-85%80-85%额定值，持续一额定值，持续一个或多个周波个或多个周波 瞬态尖峰瞬态尖峰闪电、电子开关工作，电焊闪电、电子开关工作，电焊电压峰值高达电压峰值高达60006000V V，，持续时间一持续时间一般为般为0.5-50.5-5个周波个周波谐波干扰谐波干扰电动机、电焊机、广播通信设备、无电动机、电焊机、广播通信设备、无线通信设备、微波设备线通信设备、微波设备频率漂移频率漂移小水电，发电机小水电，发电机6 电源中断电源中断----给用户造成各种经济损失!1 1，数据丢失，通信中断，商机延误，数据丢失，通信中断，商机延误............—— 直接损失以每分钟直接损失以每分钟5000-1000005000-100000元计元计2 2，设备停运，仪表失灵，手术中断，设备停运，仪表失灵，手术中断............—— 间接经济损失无法估量间接经济损失无法估量这些问题给我们带来了什么？这些问题给我们带来了什么？7 电源污染电源污染--严重影响网络安全和运行效率!—— 造成网络传输误码率大增，数据传造成网络传输误码率大增，数据传 输速度低下输速度低下瞬态尖峰、瞬态尖峰、电源浪涌、电源浪涌、高压脉冲、高压脉冲、—— 造成服务器、路由器、磁盘阵列造成服务器、路由器、磁盘阵列 等设备硬件损坏等设备硬件损坏谐波污染谐波污染线间噪声线间噪声频率漂移频率漂移这些问题给我们带来了什么？这些问题给我们带来了什么？8 为保障我们核心业务的安全有序进行，有没有为保障我们核心业务的安全有序进行，有没有一种设备能够解决刚才提到的电网问题呢？有，一种设备能够解决刚才提到的电网问题呢？有，他就是他就是UPSUPS供电备份供电备份净化电网净化电网提供永久安全电力提供永久安全电力实现用户心中梦想实现用户心中梦想 ! !我们需要什么样的设备我们需要什么样的设备9 UPS概述概述Ø电网发生了什么问题电网发生了什么问题Ø什么是什么是UPSUPSØUPSUPS的功能的功能ØUPSUPS的分类的分类10 负载负载蓄电池蓄电池UPSUPS什么是什么是UPS？－？－交流不间断电源交流不间断电源UPS UPS －－ Uninterruptible Power Supply Uninterruptible Power Supply市电市电作用：不间断供电作用：不间断供电 净化电网净化电网11 UPS概述概述Ø电网发生了什么问题电网发生了什么问题Ø什么是什么是UPSUPSØUPSUPS的功能的功能ØUPSUPS的分类的分类12 Ø高可靠性不间断供电：保证动力系统的连续性高可靠性不间断供电：保证动力系统的连续性Ø电网稳压、净化功能：高质量供电，绿色电源电网稳压、净化功能：高质量供电，绿色电源Ø电池管理功能：延长电池的使用寿命电池管理功能：延长电池的使用寿命Ø智能监控功能：解决智能监控功能：解决UPSUPS维护问题维护问题UPS的功能的功能13 UPS概述概述Ø电网发生了什么问题？电网发生了什么问题？Ø什么是什么是UPSUPSØUPSUPS的功能的功能ØUPSUPS的分类的分类14 UPS的分类的分类Ø 按工作原理不同，按工作原理不同，UPSUPS分为分为Ø 后备式后备式UPSUPSØ 互动式互动式UPS UPS Ø 式式UPS UPS Ø 按供电体系不同，按供电体系不同，UPSUPS分为分为Ø 单进单出单进单出UPS UPS Ø 三进单出三进单出UPS UPS Ø 三进三出三进三出UPSUPS15 Ø 按输出功率不同，按输出功率不同，UPSUPS分为分为Ø 小功率（小功率（<10<10kVAkVA）） Ø 中等功率（中等功率（1010至至3030kVAkVA）） Ø 大功率（大功率（>30>30kVAkVA））Ø 按变压器特点不同，按变压器特点不同，UPSUPS分为分为Ø 高频高频UPSUPS（（高频机）高频机） Ø 工频工频UPSUPS（（工频机）工频机）UPS的分类的分类16 Ø 按输出功率不同，按输出功率不同，UPSUPS分为分为Ø 小功率（小功率（<10<10kVAkVA）） Ø 中等功率（中等功率（1010至至3030kVAkVA）） Ø 大功率（大功率（>30>30kVAkVA））Ø 按变压器特点不同，按变压器特点不同，UPSUPS分为分为Ø 高频高频UPSUPS（（高频机）高频机） Ø 工频工频UPSUPS（（工频机）工频机）UPS的分类的分类17 主主 要要 内内 容容ØUPSUPS概述概述ØUPSUPS基本原理基本原理ØUPSUPS关键技术关键技术ØUPSUPS应用系统应用系统ØUPSUPS主要参数主要参数18 式式UPS工作原理工作原理 Ø 特点特点Ø 正常情况下逆变电路始终处于工作状态正常情况下逆变电路始终处于工作状态功率等级功率等级0.70.7－－15001500KVAKVA逆变器逆变器整流器整流器市电市电电池组电池组负载负载切换切换开关开关19 主主 要要 内内 容容ØUPSUPS概述概述ØUPSUPS基本原理基本原理ØUPSUPS关键技术关键技术ØUPSUPS应用系统应用系统ØUPSUPS主要参数主要参数20 UPS关键技术关键技术Ø双变换技术双变换技术Ø电池管理技术电池管理技术21 双变换技术双变换技术AC DC AC DC 整流整流DC AC DC AC 逆变逆变22 双变换技术双变换技术一、一、整流器整流器Ø 功能功能Ø AC DC AC DCØ 充电器充电器Ø 缓启动缓启动/ /功率爬升功率爬升Ø 主要组成主要组成Ø 整流桥整流桥 Ø DC DC滤波电容滤波电容Ø PFC PFC功率因数校正电路功率因数校正电路UtU母t23 双变换技术双变换技术Ø种类种类Ø 二极管整流二极管整流ØSCRSCR整流整流ØIGBTIGBT整流整流24 双变换技术双变换技术1、二极管整流、二极管整流Ø特点特点Ø全导通角，无法调整整流后的电压幅值全导通角，无法调整整流后的电压幅值25 双变换技术双变换技术2、、SCR整流整流 通过控制通过控制SCR导通角来控制导通时导通角来控制导通时间，从而控制输出的直流电压间，从而控制输出的直流电压26 双变换技术双变换技术Ø三相全桥三相全桥SCR整流整流Ø降压降压整流，结构简单，控制易实现，可靠性高整流，结构简单，控制易实现，可靠性高上半周谁的电压高谁导通上半周谁的电压低谁导通27 双变换技术双变换技术3 3、三相、三相IGBTIGBT全控整流桥（全控整流桥（PWMPWM整流技术）整流技术）特点：特点：PFCPFC升压整流，高输入功率因数升压整流，高输入功率因数28 双变换技术双变换技术二、逆变器二、逆变器Ø 功能功能Ø DC AC ( DC AC (允许允许DCVDCV变化范围：变化范围：320320V-490V)V-490V)Ø 保证为负载提供洁净的电源保证为负载提供洁净的电源Ø 组成组成Ø IGBT IGBT三相逆变桥三相逆变桥Ø AC AC输出滤波电容输出滤波电容Ø 输出变压器输出变压器Ø 控制逻辑电路控制逻辑电路29 双变换技术双变换技术ØØ 单相半桥逆变电路单相半桥逆变电路单相半桥逆变电路单相半桥逆变电路30 UPS关键技术关键技术Ø双变换技术双变换技术Ø电池管理技术电池管理技术31 电池管理技术电池管理技术Ø 电池均浮充管理电池均浮充管理电池均浮充管理电池均浮充管理Ø 均充限流：均充限流：0.10.1C CØ 浮充转均充：浮充转均充：0.050.05C CØ 均充转浮充：均充转浮充：0.010.01C C32 电池管理技术电池管理技术T1为恒压均充阶段，为恒压均充阶段，T2为浮充阶段，为浮充阶段，T3为电池逆变供电阶段，为电池逆变供电阶段，T4为限流均充阶段为限流均充阶段ØØ 电池充放电管理功能电池充放电管理功能电池充放电管理功能电池充放电管理功能33 主主 要要 内内 容容ØUPSUPS概述概述ØUPSUPS基本原理基本原理ØUPSUPS关键技术关键技术ØUPSUPS应用系统应用系统ØUPSUPS主要参数主要参数34 UPS应用系统应用系统Ø单机系统单机系统Ø冗余并机冗余并机—1+1系统系统Ø冗余系统冗余系统—串联系统串联系统Ø增容并机增容并机—N+1系统系统35 UPS应用系统应用系统Ø单机系统单机系统Ø冗余并机冗余并机—1+1系统系统Ø冗余系统冗余系统—串联系统串联系统Ø增容并机增容并机—N+1系统系统36 单机系统单机系统特点：特点：无备份，可靠性不高（相对于非常高的用电要求）无备份，可靠性不高（相对于非常高的用电要求）37 单机系统单机系统—电池电池 l电池可用相同的多组（小于电池可用相同的多组（小于5）并联；）并联；l电池到电池到UPS的距离尽可能近。
的距离尽可能近l尽量使用电池架，便于以后维护电池尽量使用电池架，便于以后维护电池 output~--~Mains 38 UPS应用系统应用系统Ø单机系统单机系统Ø冗余并机冗余并机—1+1系统系统Ø冗余系统冗余系统—串联系统串联系统Ø增容并机增容并机—N+1系统系统39 1+11+1并机系统并机系统典型的典型的1＋＋1系统系统40 1+1并机系统并机系统—供电方式供电方式 l主路、旁路分别供电主路、旁路分别供电 ~Mains--~outputBypass ~Mains--~outputBypass 两台UPS的旁路必须是相同电源主路可以是不相同电源市电1市电2市电241 1+1并机系统并机系统—输出配电输出配电 ~Mains--~outputBypass ~Mains--~outputBypass 两台UPS的输出不允许在UPS上并接在输出配电柜建议设置UPS输出开关输出配电柜42 1+1并机系统并机系统—并机控制电缆并机控制电缆 ~Mains--~outputBypass ~Mains--~outputBypass 43 1+11+1并机系统并机系统典型的并机系统之典型的并机系统之1 1＋＋1 1系统特点系统特点平时两台平时两台UPSUPS均分负载，但安全起见，常规负载容量不能超过单台均分负载，但安全起见，常规负载容量不能超过单台UPSUPS的容量；的容量；l允许有更大的短时负载；允许有更大的短时负载；lMTBFMTBF显著提高，比单机提高显著提高，比单机提高1010倍左右；倍左右；l投资增加一倍；投资增加一倍；l是应用最广泛的。
是应用最广泛的优点：完善的锁相同步技术保证多台完善的锁相同步技术保证多台UPSUPS直接并联时可均分负载电流直接并联时可均分负载电流良好的扩容性能（良好的扩容性能（N+1N+1））避免了避免了“串联串联”热备份方式的缺点热备份方式的缺点缺点：对设备本身同步锁相技术要求高对设备本身同步锁相技术要求高对设备制造技术要求高对设备制造技术要求高——输出阻抗接近输出阻抗接近对逆变器输出电压调节性能要求高对逆变器输出电压调节性能要求高——分相调节分相调节UPSUPS必须同型号、同容量必须同型号、同容量多台并联时，旁路也需增加多台并联时，旁路也需增加“均流电感均流电感”44 UPS应用系统应用系统Ø单机系统单机系统Ø冗余并机冗余并机—1+1系统系统Ø冗余系统冗余系统—串联系统串联系统Ø增容并机增容并机—N+1系统系统45 串联系统串联系统从机的输出连接到主机的旁路输入； ~Mains--~outputBypass ~Mains--~outputBypass 从机主机46 串联系统串联系统l 必须将主机的主路输入和旁路输入的短接线去掉；必须将主机的主路输入和旁路输入的短接线去掉；l主从机可以是不一样的主从机可以是不一样的UPS，，但必须是同类的，即从机的输出可以满足主机但必须是同类的，即从机的输出可以满足主机的旁路输入要求。
的旁路输入要求l主从机之间不需要控制电缆连接主从机之间不需要控制电缆连接l带负载能力由主从机当中容量小的决定带负载能力由主从机当中容量小的决定优点：两台甚至多台两台甚至多台UPSUPS基本处于相对独立、互不干扰的运行状态基本处于相对独立、互不干扰的运行状态对于对于UPSUPS同步跟踪性能要求较低同步跟踪性能要求较低采用不同型号、不同容量采用不同型号、不同容量UPSUPS构成串联热备份方式构成串联热备份方式缺点：从机长期处于空载运行状态、效率低从机长期处于空载运行状态、效率低机电池组长期处于浮充状态，得到定期带载放电维护机会少，会影响电池机电池组长期处于浮充状态，得到定期带载放电维护机会少，会影响电池寿命从机必须有良好的带阶跃负载能力从机必须有良好的带阶跃负载能力长期运行，主机逆变器长期运行，主机逆变器= =静态旁路转换功能良好是关键静态旁路转换功能良好是关键无扩容功能无扩容功能相对于相对于“并联并联”冗余系统平均无故障时间偏低冗余系统平均无故障时间偏低47 UPS应用系统应用系统Ø单机系统单机系统Ø冗余并机冗余并机—1+1系统系统Ø冗余系统冗余系统—串联系统串联系统Ø增容并机增容并机—N+1系统系统48 增容并机增容并机UPS 1UPS 2UPS 3UPS N（N-1）<= Pmax <=N Po负载....总负载大于单台UPS容量，数台UPS共同分担负载。
49 N+1N+1并机系统并机系统50 主主 要要 内内 容容ØUPSUPS概述概述ØUPSUPS基本原理基本原理ØUPSUPS关键技术关键技术ØUPSUPS应用系统应用系统ØUPSUPS主要参数主要参数51 UPS主要参数主要参数Ø 输入特性输入特性Ø 输入电压范围：输入电压范围基本输入电压范围：输入电压范围基本10%10%Ø 旁路允许电压范围：典型旁路允许电压范围：典型1010％以内％以内Ø 输入功率因数：体现了输入功率因数：体现了UPSUPS作为电网负载的功率特性作为电网负载的功率特性Ø 主电源频率允许范围：通常主电源频率允许范围：通常5 5％以内％以内Ø 输入电流谐波分量：输入电流谐波分量：UPSUPS回馈给电网的谐波电流回馈给电网的谐波电流52 UPS主要参数主要参数Ø 输出特性：输出特性：Ø 稳态电压精度：大型为稳态电压精度：大型为1%1%，中小型为，中小型为2%2%Ø 输出瞬态特性：大型输出瞬态特性：大型5%5%，中小型，中小型8%8%Ø 输出过载能力：（如：过载输出过载能力：（如：过载125% 5125% 5min;150% 10S)min;150% 10S)Ø 输出功率因数：输出功率因数： （（0.60.6、、0.70.7、、0.80.8））Ø 输出电压畸变（输出电压畸变（THDTHD）：）：典型典型3%3%以内。
以内Ø 频率跟踪范围：频率跟踪范围：5050HZ±2Hz HZ±2Hz 53 UPS主要参数主要参数Ø 考虑到用户负载启动时的冲击，一般情况下最佳负载容考虑到用户负载启动时的冲击，一般情况下最佳负载容量应为量应为UPSUPS容量的容量的70%~80%70%~80%Ø VA VA（（伏安）与伏安）与W W（（瓦特）的区别瓦特）的区别Ø VA---- VA----视在功率视在功率 W----W----实际使用功率实际使用功率Ø 视在功率视在功率＝＝实际使用功率实际使用功率+ +无用功率无用功率Ø UPS UPS容量单位容量单位---- ---- VA VA 负载容量单位负载容量单位---- ---- W W、、VAVAØ VA VA（（伏安）与伏安）与W W（（瓦特）的换算关系瓦特）的换算关系Ø 典型计算机负载典型计算机负载 ：：1 1VAVA＝＝ 0.8W 0.8W54 55 。