USP不間斷電源系統(tǒng)

1、目錄2.2.UPS的組成部件1 1. .UPS基本概念3.3.UPS的類型和結(jié)構(gòu)4.4.UPS的功能作用1 1. .UPS基本概念 什么是什么是UPSUPS？UPS是英文Uninterruptable Power Supply的縮寫，中文譯為“不間斷電源”；它是能夠?qū)崿F(xiàn)兩路電源之間不間斷地相互切換的電氣裝置；從嚴(yán)格意義上講，UPS不是一種電源，它不是依靠能量形式的轉(zhuǎn)換來提供電能，它只是提供一種兩路電源之間無間斷切換的機(jī)會(huì)，這才是UPS的主要設(shè)計(jì)思想；UPS輸出第二路供電三類供電一類供電第一路供電UPS中的蓄電池在市電（電網(wǎng)）正常供電時(shí)處于充電狀態(tài)。一旦市電中斷，蓄電池立即將儲(chǔ)存的直流電輸出給逆

2、變器逆變成交流電供給計(jì)算機(jī)設(shè)備，保持對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備供電的連續(xù)性 1 1. .UPS基本概念 為什么要用UPS ？ 現(xiàn)在全世界各國(guó)的大眾供應(yīng)系統(tǒng)都是交流電源，一個(gè)理想的交流電源，應(yīng)該滿足以下幾個(gè)條件： 頻率穩(wěn)定 電壓穩(wěn)定(土10%內(nèi)) 不含諧波失真( 組成充電器、逆變器、電池、濾波器/調(diào)壓器 工作原理正常運(yùn)行方式：負(fù)載由市電通過一個(gè)可消除某些特定的騷擾并提供一定程度的電壓調(diào)節(jié)的濾波裝置為負(fù)載供電；逆變器運(yùn)行在被動(dòng)后備的模式下；充電器對(duì)電池組進(jìn)行浮充電以保證電池處于充滿的狀態(tài)電池放電運(yùn)行方式：當(dāng)交流輸入電壓超出了UPS的允許容限范圍，或市電中斷時(shí)，逆變器和電池在經(jīng)過一個(gè)很短的切換時(shí)間(切換時(shí)間小于1

3、0毫秒)之后投入，以保證對(duì)負(fù)載的繼續(xù)供電，直到電池提供的后備時(shí)間結(jié)束市電恢復(fù)正常后：在經(jīng)過很短的切換時(shí)間(切換時(shí)間小于10毫秒)后,負(fù)載切換回市電供電;充電器開始給電池進(jìn)行恢復(fù)充電，直到充滿后轉(zhuǎn)入浮充電狀態(tài)。充電器電池負(fù)載交流輸入濾波器調(diào)壓器 / 逆變器正常方式電池后備方式2 2. .UPS的類型和結(jié)構(gòu)wUPS的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（1）在）在線互動(dòng)式線互動(dòng)式(Line Interactive) 組成靜態(tài)開關(guān)、雙向逆變器、電池、旁路開關(guān) 工作原理正常模式：負(fù)載通過與交流輸入并聯(lián)的逆變器獲取經(jīng)過調(diào)節(jié)的電力。逆變器的作用是調(diào)節(jié)輸出電壓和給電池進(jìn)行浮充電充電。輸出頻率取決于交流輸入的頻率。

4、電池供電模式：當(dāng)交流輸入電壓超越UPS允許的容限范圍或市電中斷時(shí)，逆變器和電池通過一個(gè)靜態(tài)開關(guān)無間斷地切換給負(fù)載繼續(xù)供電，該靜態(tài)開關(guān)同時(shí)也斷開交流輸入以防止逆變器的電流倒送回上線。UPS依靠電池的電力持續(xù)運(yùn)行，直到電池的后備時(shí)間結(jié)束或市電恢復(fù)正常。如果市電恢復(fù)正常負(fù)載將被切換回正常模式，但這時(shí)逆變器開始給電池進(jìn)行恢復(fù)性充電。旁路模式：這種類型的UPS有可能配備旁路。如果UPS的某項(xiàng)功能發(fā)生故障，或發(fā)生過載，負(fù)載可以被切換到旁路交流輸入（視安裝情況由市電或后備電源供電）。電 池負(fù) 載主 交流輸 入如 果 只有 一 路 交 流 輸入旁 路交 流輸 入逆 變器維 修旁 路靜 態(tài)開 關(guān)正 常方 式電

5、池方 式旁 路方 式1 1. .UPS的類型和結(jié)構(gòu)wUPS的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（1）雙轉(zhuǎn)換式雙轉(zhuǎn)換式(Double Conversion，又稱為在線式，又稱為在線式On-Line) 組成整流器/充電器、逆變器、靜態(tài)開關(guān)、手動(dòng)旁路開關(guān)、電池 工作原理正常模式：市電進(jìn)行整流提供直流電壓給逆變器工作，由逆變器向負(fù)載提供交流電，逆變器的作用是調(diào)節(jié)輸出電壓,而不作為充電器給電池充電。輸出的電壓和頻率完全獨(dú)立于輸入電壓和頻率。電池供電模式：當(dāng)交流輸入電壓超越UPS允許的容限范圍或市電中斷時(shí)，逆變器由電池提供能量，因逆變器始終處于工作狀態(tài)，故輸出不會(huì)中斷。旁路模式：這種類型的UPS有可能配備旁路

6、。如果UPS的某項(xiàng)功能發(fā)生故障，或發(fā)生過載，負(fù)載可以被切換到旁路交流輸入。如 果 只 有 一 路 交 流 輸 入手 動(dòng) 維修 旁 路正 常 方 式電 池 方 式旁 路 方 式整 流 器充 電 器/電 池負(fù) 載主 交 流輸 入旁 路 交 流輸 入逆 變 器靜 態(tài) 開 關(guān)靜 態(tài) 旁 路()1 1. .UPS的類型和結(jié)構(gòu).優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比應(yīng)用：小于2KVA的UPS；優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜；缺點(diǎn)：頻率不能調(diào)節(jié)，切換有間斷。被動(dòng)后備式應(yīng)用：此種配置不太適合作為中-大功率為敏感性負(fù)載的電源，因?yàn)闊o法進(jìn)行頻率的調(diào)節(jié)。由于這個(gè)原因，在除小功率以外的設(shè)備中很少采用這種配置。通常小于10KVA，用于非關(guān)鍵性負(fù)載。優(yōu)點(diǎn)

7、：電路簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜；缺點(diǎn)：頻率不能調(diào)節(jié)，動(dòng)態(tài)特性差。線互動(dòng)式雙轉(zhuǎn)換式應(yīng)用：在這中配置中，由于使用了靜態(tài)開關(guān)，將負(fù)載切換到逆變器所需的時(shí)間可以忽略不計(jì)；而且，輸出的電壓和頻率完全獨(dú)立于輸入電壓和頻率。這意味著這種類型的UPS可以被設(shè)計(jì)作為頻率轉(zhuǎn)換器使用。實(shí)際上，這種類型是中大功率的主要配置（10KVA以上）。優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)壓穩(wěn)頻、切換無間斷；缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴。4 4. .UPS的功能作用.電網(wǎng)干擾電網(wǎng)中的干擾騷騷擾擾特特征征主主要要起起因因主主要要后后果果停停電電(Power outages)間間斷斷(Micro-outages)電壓完全消失 10 毫秒。大氣條件、切換、故障、電網(wǎng)施工。運(yùn)行故障和數(shù)據(jù)

8、丟失(計(jì)算機(jī)系統(tǒng))或生產(chǎn)中斷(連續(xù)處理過程)。停停電電(Outages)電壓在一個(gè)周期以上的完全消失：- 短時(shí)停電： 3 分鐘(70% 的停電都小于 1 秒鐘)- 長(zhǎng)時(shí)停電： 3 分鐘大氣條件、切換、故障、意外事故、電網(wǎng)施工。視停電持續(xù)時(shí)間而定， 機(jī)器停機(jī)并危及人身(如電梯)，數(shù)據(jù)丟失(如計(jì)算機(jī)系統(tǒng))或生產(chǎn)中斷(如連續(xù)處理過程)。4 4. .UPS的功能作用.電網(wǎng)干擾4 4. .UPS的功能作用.電網(wǎng)干擾騷騷擾擾特特征征主主要要起起因因主主要要后后果果頻頻率率變變化化(Frequency variations)頻頻率率波波動(dòng)動(dòng)(Frequencyfluctuations)頻率的不穩(wěn)定性。典型情

9、況為+5%、 - 6% (10秒鐘時(shí)間間隔的平均值)。- 發(fā)電機(jī)組的調(diào)整；- 發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行失調(diào)；- 頻率不穩(wěn)定的電源。這些變化超出了某些儀表和計(jì)算機(jī)的容限范圍(通常為 1%) ，因此可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤或丟失。閃閃爍爍(Flicker)由于電壓和頻率( 35 Hz)的下降造成照明系統(tǒng)的閃爍。電焊機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電弧爐、X-光機(jī)、激光、電容組。生理騷擾。4 4. .UPS的功能作用.電網(wǎng)干擾騷騷 擾擾特特 征征主主 要要 起起 因因主主 要要 后后 果果其其 它它 騷騷 擾擾 (Other disturbances)高高 頻頻 瞬瞬 態(tài)態(tài) (HF transients)突 然 、 巨 大 和 非

10、常 短 暫 的 電壓 跳 變 。類 似 于 電 壓 尖 峰 。大 氣 現(xiàn) 象 (雷 擊 )和 電 網(wǎng) 切 換 。破 壞 設(shè) 備 、加 速老 化 、器 件 或 絕緣 故 障 。極 短 的 持 續(xù) 時(shí) 間(Short duration) 1 微 秒幅 值 100 微 秒峰 值 為 額 定 電 壓 的 3 到 5 倍頻 率 為 幾 百 KHz)。感 性 負(fù) 載 停 機(jī) 或 高 壓 故 障 通 過電 磁 耦 合 傳 輸 到 低 壓 系 統(tǒng) 。諧諧 波波 失失 真真 (Harm onicdistortion)非 線 性 負(fù) 載 吸 收 的 諧 波 電 流 造 成電 流 和 電 壓 的 波 形 失 真 。

11、 25 次 以上 的 諧 波 往 往 可 以 忽 略 不 計(jì) 。帶 磁 芯 的 電 力 機(jī) 械 (電 動(dòng) 機(jī) 、 空 載變 壓 器 ，等 等 )、開 關(guān) 電 源 、電 弧爐 、 變 頻 調(diào) 速 器 。設(shè) 備 需 增 容 ， 溫 度升 高 ， 電 容 諧 振 ，毀 壞 變 壓 器 ， 電 動(dòng)機(jī) 噪 聲 增 大 。電電 磁磁 兼兼 容容 性性 (EM C)電 磁 或 靜 電 的 傳 導(dǎo) 或 輻 射 騷擾 。 目 標(biāo) 是 保 證 低 發(fā) 射 率 和高 抗 擾 性 。電 子 部 件 (晶 體 管 ，可 控 硅 ，二 極管 )的 開 關(guān) 、 靜 電 釋 放 。敏 感 性 電 子 裝置 的 功 能 失 常 。4 4. .UPS的功能作用U P S 的 功 能無間斷切換隔離作用穩(wěn)壓作用穩(wěn)頻作用后備電源4 4. .UPS的功能作用UPS的兩路電源無間斷相互切換功能UPS三類供電一類供電M1M2輸出4 4. .UPS的功能作用UPS的隔離作用整流器直流逆變器交流輸入交流輸出將瞬間間斷、諧波、電壓波動(dòng)、頻率波動(dòng)以及電壓噪聲等電網(wǎng)干擾阻擋在負(fù)載之前，既使負(fù)載對(duì)電網(wǎng)不產(chǎn)生干擾，又使電網(wǎng)中的干擾不影響載。4 4. .UPS的功能作用UPS的電壓變換作用輸入電壓變換輸出380V220V380V400V415V（穩(wěn)壓作用） 4 4. .UPS的功能作用UPS的頻率變換作用50Hz50Hz60Hz400H