UPS培訓-基礎篇

1、 1 1 什么是什么是UPSUPS 2 2 UPSUPS的功能的功能 3 3 常見常見UPSUPS種類介紹種類介紹 4 4 UPSUPS基本原理基本原理 5 5 UPSUPS供電方案供電方案 6 6 UPSUPS技術指標技術指標 7 7 UPSUPS和電池容量計算和電池容量計算UPS UPS Uninterrupted Power System Uninterrupted Power System 利用電池化學能作為后備能量，在市電斷電等電網(wǎng)故障利用電池化學能作為后備能量，在市電斷電等電網(wǎng)故障時，不間斷地為用戶設備提供（交流）電能的一種能量轉換時，不間斷地為用戶設備提供（交流）電能的一種能量轉

2、換裝置。裝置。用戶設備用戶設備蓄電池蓄電池市電或燃油發(fā)電機市電或燃油發(fā)電機UPSUPS主機主機電壓波動停電電源浪涌電線噪聲瞬態(tài)尖峰頻率漂移諧波失真電源中斷電源中斷-給用戶造成各種經(jīng)濟損失!1 1，數(shù)據(jù)丟失，通信中斷，商機延誤，數(shù)據(jù)丟失，通信中斷，商機延誤. 直接損失以每分鐘直接損失以每分鐘5000-1000005000-100000元計元計2 2，設備停運，儀表失靈，手術中斷，設備停運，儀表失靈，手術中斷. 間接經(jīng)濟損失無法估量間接經(jīng)濟損失無法估量電源污染電源污染-嚴重影響網(wǎng)絡安全和運行效率! 造成網(wǎng)絡傳輸誤碼率大增，數(shù)據(jù)傳造成網(wǎng)絡傳輸誤碼率大增，數(shù)據(jù)傳 輸速度低下輸速度低下瞬態(tài)尖峰、瞬態(tài)尖峰

3、、電源浪涌、電源浪涌、高壓脈沖、高壓脈沖、 造成服務器、路由器、磁盤陣列造成服務器、路由器、磁盤陣列 等設備硬件損壞等設備硬件損壞諧波污染諧波污染線間噪聲線間噪聲頻率漂移頻率漂移用投資額用投資額百分之幾百分之幾的的UPSUPS 保護占投資額保護占投資額百分之九十幾百分之九十幾的設備的設備 實現(xiàn)客戶價值的實現(xiàn)客戶價值的不間斷不間斷增長增長UPSUPS的功能及地位演化的功能及地位演化供電備份供電備份凈化電網(wǎng)凈化電網(wǎng)提供永久安全電力提供永久安全電力實現(xiàn)用戶心中夢想實現(xiàn)用戶心中夢想 ! !高可靠性不間斷供電高可靠性不間斷供電保證動力的連續(xù)性保證動力的連續(xù)性電網(wǎng)穩(wěn)壓、凈化功能電網(wǎng)穩(wěn)壓、凈化功能消除電網(wǎng)波

4、動、污染消除電網(wǎng)波動、污染電池管理功能電池管理功能 延長電池使用壽命延長電池使用壽命智能監(jiān)控功能智能監(jiān)控功能 有效解決有效解決UPSUPS維護維護問題問題最新推出的全數(shù)字、在線式、網(wǎng)絡化最新推出的全數(shù)字、在線式、網(wǎng)絡化UPSUPS能夠能夠充分滿足上述充分滿足上述UPSUPS的四大需求，提供全面的動的四大需求，提供全面的動力解決方案力解決方案按按工作原理工作原理不同，不同，UPSUPS分為：分為： 離線式（后備式離線式（后備式UPSUPS、互動式互動式UPSUPS） 在線式在線式UPS UPS 按按供電體系供電體系不同，不同，UPSUPS分為：分為： 單進單出單進單出UPS UPS 三進單出三進

5、單出UPS UPS 三進三出三進三出UPSUPS按按輸出功率輸出功率不同，不同，UPSUPS分為：分為： 微型微型 6 100 100kVAkVA按按電池位置電池位置不同，不同，UPSUPS分為：分為： 電池內(nèi)置式電池內(nèi)置式UPSUPS（標準機型）標準機型） 電池外置式電池外置式UPSUPS（長延時機型）長延時機型）按按多機運行方式多機運行方式不同，不同，UPSUPS分為：分為： 串聯(lián)熱備份串聯(lián)熱備份UPSUPS（用于中小功率機器）用于中小功率機器） 交替串聯(lián)熱備份交替串聯(lián)熱備份UPSUPS（中小中小UPS)UPS) 直接并聯(lián)直接并聯(lián)UPSUPS ( (用于中大功率）用于中大功率） 按按變壓器

6、特點變壓器特點不同，不同，UPSUPS分為：分為： 高頻高頻UPSUPS（高頻機）高頻機） 工頻工頻UPSUPS（工頻機）工頻機）按按輸出波形輸出波形不同，不同，UPSUPS分為：分為： 方波輸出方波輸出UPSUPS 階梯波（準正弦波）階梯波（準正弦波）UPSUPS 正弦波輸出正弦波輸出UPSUPS后備式后備式UPSUPS運行原理運行原理有市電時，市電通過開關后直接供給負載，逆變器不工作；另外，市有市電時，市電通過開關后直接供給負載，逆變器不工作；另外，市電通過充電器給電池充電。電通過充電器給電池充電。停電后，啟動逆變器，把電池儲存的能量通過逆變器和開關供給負載停電后，啟動逆變器，把電池儲存的

7、能量通過逆變器和開關供給負載。充電器逆變器市電 負載 電池組功率等級功率等級0.25-20.25-2KVAKVA左右左右互動式互動式UPSUPS運行原理運行原理在線互動在線互動UPSUPS與后備式比，主要區(qū)別在于：逆變器與充電器合二為一與后備式比，主要區(qū)別在于：逆變器與充電器合二為一；輸出通過變壓器的抽頭跳變，實現(xiàn)分段穩(wěn)壓輸出通過變壓器的抽頭跳變，實現(xiàn)分段穩(wěn)壓市電 雙向變換器 電池組 負載 市電正常市電正常/整流整流停電停電/逆變逆變264-276V150-175V150-264V功率等級功率等級0.7-200.7-20KVAKVA左右左右在線式在線式UPSUPS運行原理運行原理不管電網(wǎng)電壓是

8、否正常，負載所用的交流電壓都要經(jīng)過逆變電路，不管電網(wǎng)電壓是否正常，負載所用的交流電壓都要經(jīng)過逆變電路，即逆變電路始終處于工作狀態(tài)。即逆變電路始終處于工作狀態(tài)。功率等級功率等級0.7-15000.7-1500KVAKVA左右左右功率等級功率等級10-48010-480KVAKVA左右左右市電負載主變換器電池組Delta變換器175264V220410V補償變壓器DeltaDelta變換變換UPSUPS運行原理運行原理DeltaDelta變換器和補償變壓器實現(xiàn)穩(wěn)壓功能，主變換器是雙向變換器變換器和補償變壓器實現(xiàn)穩(wěn)壓功能，主變換器是雙向變換器。不能穩(wěn)定頻率。不能穩(wěn)定頻率。較低中等 較高較高成本5ms

9、12ms4ms左右零零切換時間低（供電差、僅是不停電功能）中等（分段穩(wěn)壓、濾除部分干擾）較好（穩(wěn)壓、濾除部分干擾）最高（穩(wěn)壓、濾除電網(wǎng)所有干擾）輸出電源質量后備 熱備 熱備工作市電模式下逆變器狀態(tài)后后備備式式互互動動式式 Delta變變換換式式在在線線式式四種四種UPSUPS的比較的比較集中供電方式：集中供電方式：優(yōu)點：可以實現(xiàn)網(wǎng)絡設備資源的等電位控制，減小優(yōu)點：可以實現(xiàn)網(wǎng)絡設備資源的等電位控制，減小傳輸誤碼率。傳輸誤碼率。缺點：初期投資大，單機故障影響大。缺點：初期投資大，單機故障影響大。分散供電方式：分散供電方式：優(yōu)點：方案布置靈活，故障影響小。優(yōu)點：方案布置靈活，故障影響小。缺點：如整個

10、設備不能保持同地線，易引發(fā)干擾。缺點：如整個設備不能保持同地線，易引發(fā)干擾。一個完備的一個完備的UPSUPS供電系統(tǒng)，是由前端配電（市電，發(fā)電機，配電柜），供電系統(tǒng)，是由前端配電（市電，發(fā)電機，配電柜），UPSUPS主機、電池、后端配電組成，附加后臺監(jiān)控或網(wǎng)絡監(jiān)控軟主機、電池、后端配電組成，附加后臺監(jiān)控或網(wǎng)絡監(jiān)控軟/ /硬件等單元。硬件等單元。ATSPD/UPS+-主從機串聯(lián)主從機串聯(lián)“熱備份熱備份”市電負載AC/DC-DC/ACAC/DC-DC/AC主機從機主機旁路從機輸出SSSS優(yōu)點： 兩臺甚至多臺兩臺甚至多臺UPSUPS基本處于相對獨立、互不干擾的運行狀態(tài)?；咎幱谙鄬Κ毩?、互不干擾的運

11、行狀態(tài)。 對于對于UPSUPS同步跟蹤性能要求較低。同步跟蹤性能要求較低。 采用不同型號、不同容量采用不同型號、不同容量UPSUPS構成串聯(lián)熱備份方式。構成串聯(lián)熱備份方式。缺點： 從機長期處于空載運行狀態(tài)、效率低。從機長期處于空載運行狀態(tài)、效率低。 機電池組長期處于浮充狀態(tài)，得到定期帶載放電維護機會少，會影響電池壽命。機電池組長期處于浮充狀態(tài)，得到定期帶載放電維護機會少，會影響電池壽命。 從機必須有良好的帶階躍負載能力。從機必須有良好的帶階躍負載能力。 長期運行，主機逆變器長期運行，主機逆變器= =靜態(tài)旁路轉換功能良好是關鍵靜態(tài)旁路轉換功能良好是關鍵 無擴容功能。無擴容功能。 相對于相對于“并

12、聯(lián)并聯(lián)”冗余系統(tǒng)平均無故障時間偏低。冗余系統(tǒng)平均無故障時間偏低。市電負載AC/DC-DC/ACAC/DC-DC/AC從機輸出并機邏輯控制并聯(lián)條件： 同型號、同容量同型號、同容量UPSUPS 兩臺逆變器輸出必須在同頻率，同相位的嚴格同步跟蹤狀態(tài)。兩臺逆變器輸出必須在同頻率，同相位的嚴格同步跟蹤狀態(tài)。 兩臺逆變器輸出電壓幅值必須相等。兩臺逆變器輸出電壓幅值必須相等。優(yōu)點： 完善的鎖相同步技術保證多臺完善的鎖相同步技術保證多臺UPSUPS直接并聯(lián)時可均分負載電流。直接并聯(lián)時可均分負載電流。 良好的擴容性能（良好的擴容性能（N+1N+1） 避免了避免了“串聯(lián)串聯(lián)”熱備份方式的缺點。熱備份方式的缺點。缺

13、點： 對設備本身同步鎖相技術要求高對設備本身同步鎖相技術要求高 對設備制造技術要求高對設備制造技術要求高輸出阻抗接近。輸出阻抗接近。 對逆變器輸出電壓調(diào)節(jié)性能要求高對逆變器輸出電壓調(diào)節(jié)性能要求高分相調(diào)節(jié)分相調(diào)節(jié) UPSUPS必須同型號、同容量。必須同型號、同容量。 多臺并聯(lián)時，旁路也需增加多臺并聯(lián)時，旁路也需增加“均流電感均流電感”雙母線供電：雙母線供電：解決單母線運行方式存在的單點解決單母線運行方式存在的單點“瓶頸瓶頸”問題。進一步提高系統(tǒng)問題。進一步提高系統(tǒng)可靠性?？煽啃浴Ｏ到y(tǒng)配置復雜，投資大，系統(tǒng)配置復雜，投資大，安裝調(diào)試要求高。安裝調(diào)試要求高。BCB電子切換開關母線一母線二重要負載一般

14、負載UPS1UPS2輸入特性：輸入特性：1 1、輸入電壓范圍、輸入電壓范圍 輸入電壓范圍寬可減小電池放電機會，延長電池壽命。輸入電壓范圍寬可減小電池放電機會，延長電池壽命。2 2、輸入功率因數(shù)、輸入功率因數(shù) 功率因數(shù)低，輸入無功功率大，諧波電流污染電網(wǎng)，功率因數(shù)低，輸入無功功率大，諧波電流污染電網(wǎng)， 影響干擾其它設備。影響干擾其它設備。3 3、主電源頻率允許范圍。、主電源頻率允許范圍。4 4、輸入電流諧波分量。（、輸入電流諧波分量。（PFCPFC、6/126/12脈沖變壓器）脈沖變壓器）輸出特性：輸出特性：1 1、靜態(tài)穩(wěn)定度。大型為、靜態(tài)穩(wěn)定度。大型為1%1%，中小型為，中小型為2%2%。2

15、2、輸出瞬態(tài)特性。大型、輸出瞬態(tài)特性。大型5%5%，中小型，中小型8%8%。3 3、輸出過載能力。（如：過載、輸出過載能力。（如：過載125% 5125% 5MIN;150% 10S)MIN;150% 10S)4 4、輸出功率因數(shù)。、輸出功率因數(shù)。 （0.60.6、0.70.7、0.80.8）5 5、輸出電壓諧波失真度。典型、輸出電壓諧波失真度。典型3%3%以內(nèi)。以內(nèi)。 VAVA（伏安）與伏安）與W W（瓦特）的區(qū)別瓦特）的區(qū)別VA-VA-視在功率視在功率W-W-有功功率有功功率UPSUPS容量單位容量單位- - VA VA 負載容量單位負載容量單位- - W W、VAVA注意：注意：對對UP

16、S而言，輸出功率因數(shù)并不是越高越好。而言，輸出功率因數(shù)并不是越高越好。VA（伏安）與伏安）與W（瓦特）的換算關系瓦特）的換算關系典型計算機負載典型計算機負載 ：功率因素：功率因素0.6-0.7 考慮到用戶負載啟動時的沖擊，一般情況下最佳負考慮到用戶負載啟動時的沖擊，一般情況下最佳負 載容量應為載容量應為UPS容量的容量的70%80%。 如果是如果是1+1冗余配置，負載總功率不超過單機的容量。冗余配置，負載總功率不超過單機的容量。 如果是如果是N+1冗余配置，負載總功率不超過單機容量的冗余配置，負載總功率不超過單機容量的N倍。倍。 UPS（或實際或預期負載）容量或實際或預期負載）容量VA負載（或

17、負載（或UPS輸出）功率因數(shù)輸出）功率因數(shù)放電電流放電電流=電池組放電終止電壓電池組放電終止電壓V電池逆變效率電池逆變效率注：注：12V的單體電池放電終止電壓一般為的單體電池放電終止電壓一般為10V。（1 1）、計算電池放電電流）、計算電池放電電流機型1K2K3K6/10KUH31 UL33HiP-80-400KHiP-500-800KNXa-30-120電池電壓3696120 240480360384480312用用戶戶要要求求的的放放電電時時間間 0.5 1 2 3 4 5 6 8 9 10 25時時的的系系數(shù)數(shù) 2.86 2 1.64 1.34 1.26 1.20 1.12 1.07 1.03 1 電池容量電池容量Q=Q