UPS相關(guān)基礎(chǔ)知識ppt課件

1、 良好的開端是成功的一半良好的開端是成功的一半UPS相關(guān)基礎(chǔ)知識相關(guān)基礎(chǔ)知識竹子竹子n 象征氣節(jié)，寧折不彎，挺直脊梁 n 象征華而不實，外強中干n 竹子開花節(jié)節(jié)高！ 寓意科普一天比一天好！UPS定義定義n UPS的中文意思為“不間斷電源”，是英語“Uninterruptible Power Supply的縮寫，它可以保障計算機系統(tǒng)在市電不正常的時候斷電、高低壓等，繼續(xù)工作一段時間以使用戶能夠緊急存盤，使您不致因市電不正常而影響工作或丟失數(shù)據(jù)。n 它在計算機系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，主要起到兩個作用：一是應(yīng)急使用，防止突然斷電而影響正常工作，給計算機造成損害；二是消除市電上的電涌、瞬間高電壓、瞬間低電壓

2、、電線噪聲和頻率偏移等“電源污染”，改善電源質(zhì)量，為計算機系統(tǒng)提供高質(zhì)量的電源。 理想的市電供電理想的市電供電造成電源故障的原因造成電源故障的原因“這么長的距離” 從 發(fā)電廠-最終用戶電力輸送過程中對供電質(zhì)量的的影響:電站停機高壓電網(wǎng)閃電臺風(fēng)、洪水及人為破壞變壓器開關(guān)配電柜開關(guān). 電源的質(zhì)量同樣受到用電設(shè)備的影響電源的質(zhì)量同樣受到用電設(shè)備的影響.電磁干擾電磁干擾UPSMotors造成電源故障的原因造成電源故障的原因現(xiàn)實環(huán)境中的供電質(zhì)量現(xiàn)實環(huán)境中的供電質(zhì)量電源故障所造成的影響電源故障所造成的影響n 突然斷電的影響用電設(shè)備停止運行n 對計算機等相關(guān)設(shè)備造成的影響：n 操作系統(tǒng)由于無法及時關(guān)閉打開的

3、系統(tǒng)文件，保存系統(tǒng)內(nèi)核配置到特殊的文件系統(tǒng)將會造成系統(tǒng)啟動區(qū)文件損壞，系統(tǒng)配置文件損壞,系統(tǒng)崩潰，導(dǎo)致下次系統(tǒng)無法正常啟動。解決方法：重新恢復(fù)配置文件，重新修復(fù)啟動引導(dǎo)文件，重新安裝(或緊急恢復(fù))操作系統(tǒng)內(nèi)核系統(tǒng)n 應(yīng)用系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)無法及時將內(nèi)存緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)真正物理記錄到磁盤等介質(zhì)上，關(guān)閉打開的數(shù)據(jù)文件將會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，文件損壞，應(yīng)用程序及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)無法正常使用。解決方法：重新安裝(配置)應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，丟失的數(shù)據(jù)將無法彌補電源故障所造成的影響電源故障所造成的影響n 突然斷電的影響用電設(shè)備停止運行n 對計算機等相關(guān)設(shè)備造成的影響：n 磁盤陣列等設(shè)備造成磁盤盤片劃痕導(dǎo)致出現(xiàn)壞區(qū)(或壞

4、道)，降低磁盤容量甚至磁盤報廢，存儲的數(shù)據(jù)損壞。解決方法：更換損壞的磁盤，損壞的數(shù)據(jù)將無法恢復(fù)(除非配有容錯機制或有數(shù)據(jù)備份)n 網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備寄存器中的數(shù)據(jù)將全部丟失，網(wǎng)絡(luò)傳送的數(shù)據(jù)將出現(xiàn)無法預(yù)料的結(jié)構(gòu)。解決方法：重新發(fā)送所有的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)電源故障所造成的影響電源故障所造成的影響n 供電質(zhì)量問題所造成的影響n 對用電設(shè)備硬件造成的影響：n 設(shè)備部分部件損壞n 設(shè)備出現(xiàn)誤操作n 設(shè)備工作異常，儀表、儀器精度降低n 對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造成的影響n 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件的損壞或老化速度加快n 數(shù)據(jù)傳送誤碼率增加，網(wǎng)絡(luò)流量增加。網(wǎng)絡(luò)速率越高，誤碼率越大n 計算機設(shè)備死機 UPSUPS的作用- 提高用電設(shè)備的供電質(zhì)量 市電

5、市電市電市電UPS的核心作用的核心作用n 1.保證負載的不間斷供電 平安、穩(wěn)定性n 2.提供干凈潔凈的電源 高效、節(jié)能性現(xiàn)代現(xiàn)代UPS的分類、結(jié)構(gòu)及工作原理的分類、結(jié)構(gòu)及工作原理n 后備式UPS系統(tǒng)(Offline)n 在線互動式UPS系統(tǒng)(Line-Interactive)n 在線雙變換式UPS系統(tǒng)(Online)后備式后備式UPS系統(tǒng)系統(tǒng)濾波器濾波器電池電池(充電中充電中)+-逆變器逆變器D CA C電池充電器電池充電器AC/DC負載負載轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)浪涌電壓吸收器浪涌電壓吸收器市電供電市電供電正常工作時正常工作時后備式后備式UPS系統(tǒng)系統(tǒng)濾波器濾波器電池電池(放電中放電中)+-逆變器逆

6、變器D CA C電池充電器電池充電器AC/DC負載負載轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)浪涌電壓吸收器浪涌電壓吸收器市電供電市電供電電池工作時電池工作時后備式后備式UPS的主要特點的主要特點n 功率范圍： 5001000VAn 工作特點：對市電進行簡單的升降壓及濾波處理后直接供給負載，當(dāng)輸入電源不符合要求時才由電池供電。在絕大多數(shù)時間內(nèi)負載使用的是市電或經(jīng)簡單處理過的市電供電。n 優(yōu)點：n 成本低、部件少、體積小。n 缺陷：n 市電/電池供電轉(zhuǎn)換時間： 7msn 穩(wěn)壓效果低、相對延時時間短、n 功率范圍小（ 5001000VA ）n 輸出公因小 一般為0.6n 主要應(yīng)用對象：單臺計算機系統(tǒng)的斷電保護在線互動式在

7、線互動式UPS系統(tǒng)系統(tǒng)負載負載浪涌電壓吸收器浪涌電壓吸收器市電供電市電供電正常工作時正常工作時逆變器逆變器D CA C電池電池整流器整流器濾波器濾波器D CA C在線互動式在線互動式UPS系統(tǒng)系統(tǒng)負載負載浪涌電壓吸收器浪涌電壓吸收器市電供電市電供電電池工作時電池工作時逆變器逆變器D CA C電池電池整流器整流器濾波器濾波器D CA C線路交互式線路交互式UPS的主要特點的主要特點n 功率范圍： 0.720KVA，一般為0.76KVAn 工作特點：對市電進行濾波及一次或二次調(diào)壓處理后直接供給負載，當(dāng)輸入電源不符合要求時才由電池逆變出高質(zhì)量的的正弦波電源供電。在絕大多數(shù)時間內(nèi)負載使用的是經(jīng)簡單處理

8、過的市電供電。n 優(yōu)點：n 低成本、部件少、有濾波特性、輸出電壓較好、n 功率范圍相對較大（ 0.720KVA ）n 缺陷：n 市電/電池供電轉(zhuǎn)換時間相對較短： 4 msn 輸入頻率影響大，暫態(tài)反應(yīng)能量差n 主要應(yīng)用對象：中小型儀器儀表、單臺或多臺計算機及相關(guān)系統(tǒng)的斷電保護雙變換在線式雙變換在線式UPS系統(tǒng)系統(tǒng)負載負載市電供電市電供電正常工作時正常工作時 濾波器濾波器+-逆變器逆變器DCAC浪涌電壓吸收器浪涌電壓吸收器整流器整流器ACDC轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)雙變換在線式雙變換在線式UPS系統(tǒng)系統(tǒng)負載負載市電供電市電供電電池工作時電池工作時 濾波器濾波器+-逆變器逆變器DCAC浪涌電壓吸收器浪涌電壓

9、吸收器整流器整流器ACDC轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)雙變換在線式雙變換在線式UPS的主要特點的主要特點n 功率范圍： 11100KVAn 工作特點：市電經(jīng)過整流轉(zhuǎn)換為直流，由逆變器調(diào)制出穩(wěn)定的正弦波。n 優(yōu)點：n 負載端與市電輸入端處于優(yōu)良的電隔離“狀態(tài)之中、輸出波形良好、輸出質(zhì)量高、無論負載突變或負載穩(wěn)定時均呈現(xiàn)優(yōu)異的帶載特性。n 零時間轉(zhuǎn)換n 延長時間相對較長n 功率范圍相對較大n 缺陷：n 效率低、成本高n 主要應(yīng)用對象：計算機及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、精密儀器儀表、工業(yè)系統(tǒng)的斷電保護不同類型不同類型UPS的對比的對比 功率范圍功率范圍(kVA)(kVA)電壓特性電壓特性 本錢本錢/ VA/ VA效率效率逆變器

10、逆變器總在運行總在運行后備式后備式0.5 - 1低低非常高不在線互動式在線互動式1- 5基于設(shè)計中非常高不雙變換在線式雙變換在線式1 - 1100高低是高參數(shù)參數(shù)技術(shù)技術(shù)轉(zhuǎn)換時間轉(zhuǎn)換時間7ms4ms0 后備式后備式在線互動式在線互動式雙變換在線式雙變換在線式參數(shù)參數(shù)技術(shù)技術(shù)輸出波形輸出波形(市電工作市電工作)受輸入影響大受輸入影響大極好輸出穩(wěn)定度輸出穩(wěn)定度 10% 10% 1% 3%勞逸結(jié)合一下：勞逸結(jié)合一下：UPS的基本構(gòu)造和部件的基本構(gòu)造和部件整流器、直流母線、電池組、逆變器、靜態(tài)開關(guān)、旁路開關(guān)、內(nèi)置維修旁路開關(guān)、外置維修旁路開關(guān)UtilityBypassBreakerStatic Swi

11、tchDC LinkInverterBattery)(RectifierInternal Maintenance Bypass SwitchExternal Maintenance Bypass SwitchUPS的基本配置方法的基本配置方法n 單機系統(tǒng)n 串聯(lián)冗余系統(tǒng)n 并聯(lián)冗余系統(tǒng)單機系統(tǒng)保護單機系統(tǒng)保護UtilityBattery)(串聯(lián)冗余系統(tǒng)串聯(lián)冗余系統(tǒng)n 基本結(jié)構(gòu))()(主機主機從機從機串聯(lián)冗余系統(tǒng)串聯(lián)冗余系統(tǒng)n 主機工作、從機備份)()(主機主機從機從機串聯(lián)冗余系統(tǒng)串聯(lián)冗余系統(tǒng)n 主機故障，從機工作)()(主機主機從機從機串聯(lián)冗余系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點串聯(lián)冗余系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點n 結(jié)構(gòu)簡單，

12、實現(xiàn)容易，無技術(shù)上的特殊要求n 不需要額外控制/通信部件，成本相對較低n 無機型和容量上的特殊要求，不同功率、不同型號的UPS可組成冗余系統(tǒng)n 利用率低n 主機、從機老化不一直n 主機/從機切換時可能出現(xiàn)410ms的切換時間n 對從機逆變器的帶“階越性負載的能力要求高n 可擴展能力差并聯(lián)冗余系統(tǒng)并聯(lián)冗余系統(tǒng)n 基本結(jié)構(gòu))()(UPS1UPS2并聯(lián)冗余系統(tǒng)并聯(lián)冗余系統(tǒng)n 并聯(lián)工作)()(UPS1UPS2并聯(lián)冗余系統(tǒng)并聯(lián)冗余系統(tǒng)n 并聯(lián)工作(故障脫機)()(UPS1UPS2N+X并聯(lián)冗余系統(tǒng)并聯(lián)冗余系統(tǒng))(UPS1UPS2)()(UPS3并聯(lián)冗余系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點并聯(lián)冗余系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點n 結(jié)構(gòu)復(fù)雜n

13、需要額外的并機部件，成本增加n 對UPS型號和功率有特殊要求n 各UPS作用和功能相同，無主次之分，共同承擔(dān)負載n 對負載實現(xiàn)極為可靠的保護，保護等級高n 可擴展能力強維護保養(yǎng)的重要性維護保養(yǎng)的重要性20%沒有保養(yǎng)和維護，沒有保養(yǎng)和維護，UPS的故障率只會增加。的故障率只會增加。10%99,999 %99,99 %Failure rate / yearAvailability- 假設(shè)MTTR為8小時(交通+維修) - 假設(shè)市電每年有10次中斷UPS的安裝的安裝n 空間布局 預(yù)留檢修，維護的空間n UPS前面60CM，后面40CMn 空間布局 預(yù)留冷卻空氣流通空間n UPS頂部60CM100CMn 走線方式 上進線n 簡單，明了，維護方便，可以輕松實現(xiàn)平行布線，干擾少。n 走線方式 下進線n 節(jié)省電纜UPS的日常維護的日常維護n 5年內(nèi)的日常維護n 保持潔凈度 及時除塵，更換過濾網(wǎng)n 注意UPS間的通風(fēng)和環(huán)境溫度 20C最好n 注意