UPS培訓(xùn)基礎(chǔ)知識(shí)

1、UPS技術(shù)交流 - 基礎(chǔ)篇,艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司,UPS 基礎(chǔ)培訓(xùn),一、UPS 概 述,一、UPS 概述,什么是UPS 為什么使用UPS UPS的功能,UPS,UPS - Uninterrupted Power System 交流不間斷電源系統(tǒng),信息及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,蓄電池,市電,什么是UPS,什么是UPS,UPS: 利用電池化學(xué)能等作為后備能量，在市電斷電等電網(wǎng)故障時(shí)，不間斷地為用戶設(shè)備提供（交流）電能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置。,為您重要的設(shè)備 提供靈活且完善 的電源保護(hù),電源線,電源線,網(wǎng)線,網(wǎng)線,通訊線,網(wǎng)絡(luò)總線,市電,柴油機(jī),什么是UPS UPS系統(tǒng)組成,一個(gè)完備的UPS系統(tǒng)，是由UPS主機(jī)、電

2、池、市電（發(fā)電機(jī))、后臺(tái)監(jiān)控 或網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟/硬件等單元共同組成的。,UPS,計(jì)算機(jī),監(jiān)控平臺(tái),計(jì)算機(jī),監(jiān)控平臺(tái),一、UPS概述,什么是UPS 為什么使用UPS UPS的功能,為什么用UPS？電網(wǎng)問(wèn)題,瞬態(tài)尖峰,頻率漂移,諧波失真,電網(wǎng),為什么用UPS？電網(wǎng)問(wèn)題,一、UPS 概述,什么是UPS 為什么使用UPS UPS的功能,高可靠性不間斷供電 電網(wǎng)穩(wěn)壓、凈化功能 電池管理功能 智能監(jiān)控功能,UPS的四大功能,保證動(dòng)力的連續(xù)性,高質(zhì)量供電、綠色電源,延長(zhǎng)電池使用壽命,解決UPS維護(hù)問(wèn)題,UPS 基礎(chǔ)培訓(xùn),二、UPS 原 理,二、UPS 原理,常見(jiàn)四種架構(gòu)UPS原理 在線式UPS工作模式 UPS主

3、要模塊功能介紹 常見(jiàn)大型UPS原理架構(gòu),負(fù)載,逆變器,電池組,充電器,175264V,220410V,功率等級(jí)0.25-3KVA左右,后備式UPS的基本原理（一）,- 市電正常時(shí)，它向負(fù)載提供的是抽頭變壓器稍 加穩(wěn)壓處理的“低質(zhì)量”交流電，逆變器不工 作，蓄電池由獨(dú)立的充電器充電。 - 當(dāng)市電超出規(guī)定范圍時(shí)，負(fù)載由繼電器轉(zhuǎn)為電 池逆變供電。,后備式UPS的基本原理（二）,負(fù)載,低通濾波器,逆變器/充電器,降壓繞組,升壓繞組,電池組,175264V,150175V,264276V,功率等級(jí)0.7-20KVA左右,互動(dòng)式UPS的基本原理（一）,在線互動(dòng)UPS與后備式比，主要區(qū)別在于：逆變器與充電器

4、合二為一，輸出通過(guò)變壓器的抽頭跳變，實(shí)現(xiàn)分段穩(wěn)壓。,互動(dòng)式UPS的基本原理（二）,功率等級(jí)10-480KVA左右,負(fù)載,主變換器,電池組,Delta變換器,175264V,220410V,補(bǔ)償變壓器,Dalta 變換UPS的基本原理（一）,Dalta 變換UPS的基本原理（二）, 市電正常時(shí)，85能量有市電直接提供，15能 量有一個(gè)逆變器提供， 當(dāng)市電異常時(shí)，100能量有電池提供。 無(wú)法解決市電上的諧波污染，比如：頻率 異常、浪涌、噪聲等，將直接輸入到重要負(fù)載。,整流,逆變,充電器,電池組,輸入EMI,輸出EMI,負(fù)載,市電,維修開(kāi)關(guān),旁路輸入空開(kāi),市電輸入空開(kāi),切換開(kāi)關(guān),1 2 3 4,功率

5、等級(jí)0.7-1500KVA左右,在線式UPS的基本原理（一）,不管電網(wǎng)電壓是否正常，輸出交流電壓都要經(jīng)過(guò) 逆變器，即逆變器始終處于工作狀態(tài)。,在線式UPS的基本原理（二）,四種架構(gòu)UPS性能對(duì)比,二、UPS 原理,常見(jiàn)四種架構(gòu)UPS原理 在線式UPS工作模式 UPS主要模塊功能介紹 常見(jiàn)大型UPS原理架構(gòu),在主路市電正常時(shí)，UPS一方面通過(guò)整流器、逆變器給負(fù)載 在線提供高品質(zhì)交流電源；另一方面通過(guò)整流器為電池充電，將 能量?jī)?chǔ)存在電池中 ，如圖：,市電逆變工作模式：,當(dāng)主路市電掉電或不正常時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)無(wú)間斷地切換到電池 工作模式，由電池逆變出用戶所需的三相四線交流電源向負(fù)載供 電。市電恢復(fù)后系統(tǒng)

6、自動(dòng)無(wú)間斷地恢復(fù)到正常工作模式 ，如圖：,電池逆變工作模式：,旁路工作方式有兩種，一種能自動(dòng)恢復(fù)到正常工作模式；另一種需人工干預(yù)才能回到正常工作模式。 在逆變器過(guò)載延時(shí)時(shí)間到、逆變器受大負(fù)載沖擊等情況下，系統(tǒng)自動(dòng)無(wú)間斷切換到靜態(tài)旁路電源向負(fù)載供電。 在UPS恢復(fù)正常后，系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)正常供電方式。 當(dāng)用戶關(guān)機(jī)，或主路市電掉電（或不正常）且電池儲(chǔ)能耗盡，或發(fā)生嚴(yán)重故障等情況下，逆變器關(guān)閉，系統(tǒng)會(huì)停留在旁路工作模式。此后若需恢復(fù)到正常工作模式，則需要用戶重新開(kāi)機(jī)，如圖：,靜態(tài)旁路工作模式：,需要對(duì)UPS電源及電池等進(jìn)行全面檢修或設(shè)備故障需維修時(shí)，可以通過(guò)閉合維護(hù)開(kāi)關(guān)Q3BP，將負(fù)載轉(zhuǎn)向維修旁路直接供

7、電，以實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS不停電維護(hù)。維修需要斷開(kāi)UPS內(nèi)部的主路、旁路輸入電源和電池輸入開(kāi)關(guān)以及輸出開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)UPS內(nèi)部不帶電而對(duì)負(fù)載仍然維持供電的維修工作模式，如圖：,維修工作模式：,二、UPS 原理,常見(jiàn)四種架構(gòu)UPS原理 在線式UPS工作模式 UPS主要模塊功能介紹 常見(jiàn)大型UPS原理架構(gòu),整流器：,功能 將市電AC電源轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的DC電源（直流穩(wěn)壓電源） 輸送足夠能量供給逆變器帶負(fù)載和給電池充電。 緩啟動(dòng)/功率爬升。 主要組成 整流橋 中/小容量UPS采用二極管、IGBT、雙向SCR 中/大容量UPS采用SCR DC濾波電容 PFC功率因數(shù)校正電路,逆變器：,功能： 把整流器或電池送來(lái)的DC

8、電源變換成電壓穩(wěn)定（額定值1%） ，頻率穩(wěn)定（額定值1-2%，本機(jī)振蕩精度可達(dá)額定值0.05%） ，諧波含量少（THD5%，在峰值因數(shù)為3:1），干凈的再生正弦 波AC電源供給負(fù)載。允許DCV變化范圍：320V-490V。 組成： IGBT三相逆變橋 AC輸出濾波電容 輸出變壓器 控制邏輯電路,靜態(tài)開(kāi)關(guān)：,功能 在發(fā)生以下情況時(shí)，無(wú)中斷地（同步）把負(fù)載電源轉(zhuǎn)接 到旁路電源：UPS輸出端發(fā)生過(guò)載、甚至短路、逆變器 故障（包括過(guò)溫，超/欠壓） 具有比逆變器更強(qiáng)過(guò)載能力（100%可達(dá)200ms） 組成 用SCR做成無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，在旁路和逆變器側(cè)各有一組。 正因?yàn)闊o(wú)觸點(diǎn)，開(kāi)關(guān)整速度快，從而保證轉(zhuǎn)換無(wú)中斷

9、， 不會(huì)產(chǎn)生因電弧引起的高頻干擾，影響負(fù)載運(yùn)行。,手動(dòng)維修旁路,功能： 為在不中斷負(fù)載電源情況下，檢修UPS。 輔助觸點(diǎn)發(fā)出信號(hào)，禁止逆變器啟動(dòng)。 組成： 加鎖的手動(dòng)開(kāi)關(guān)。 控制： 手動(dòng)控制、嚴(yán)格按操作步驟，把負(fù)載從逆變器供電 轉(zhuǎn)到手動(dòng)維修旁路及恢復(fù)逆變器供電。,電池,功能： 當(dāng)市電中斷或超限時(shí)，供給逆變器能量（DC電源） 保證負(fù)載電源不會(huì)中斷。 組成： 閥控鉛酸電池（VRLA）全密封免維護(hù)電池。 電池柜或電池架 電池開(kāi)關(guān) 安裝在電池柜內(nèi)或電池房?jī)?nèi)溫度傳感器,UPS 基礎(chǔ)培訓(xùn),三、UPS 高可靠性的供電方案,適用范圍：中小功率機(jī)型 優(yōu)點(diǎn)： 價(jià)格便宜，安裝方式簡(jiǎn)單可靠。 缺點(diǎn)： 從機(jī)電池壽命縮短

10、。 對(duì)單機(jī)抗階躍負(fù)載能力要求高。 沒(méi)有擴(kuò)容能力。,市電,負(fù)載,主路,從機(jī),旁路,從機(jī)輸出,方案一：主從機(jī)串聯(lián)“熱備份”方案,適用范圍：大功率機(jī)型 優(yōu)點(diǎn)： 多臺(tái)UPS平均分?jǐn)傌?fù)載、可靠性高。 缺點(diǎn)： 控制電路復(fù)雜。成本高。 形式較多：直接并機(jī)（N+1)、并機(jī)柜方式(并機(jī)旁路柜） 、導(dǎo)航型方式、熱同步方式。,市電,負(fù)載,主機(jī),從機(jī),從機(jī)輸出,并機(jī)邏輯控制,方案二：直接并機(jī)型冗余供電,并聯(lián)的目的,1、可以組成很大容量的交流電源系統(tǒng)； 2、可以組成冗余系統(tǒng)以提高系統(tǒng)的可靠性； 3、可以靈活配置系統(tǒng)的容量，便于擴(kuò)容，并降低用戶的初始投資； 4、系統(tǒng)具有很好的可維護(hù)性,并聯(lián)的基本條件：除并機(jī)系統(tǒng)各單機(jī)必須滿足機(jī)型和容量相同，軟件 和硬件版本需一致外，還需滿足以下條件：,電壓幅值相等 輸出濾波器參數(shù)一致 電壓頻率一致 控制系統(tǒng)穩(wěn)定 電壓相位一致 均流一致,方案二：直接并機(jī)型冗余供電,冗余并機(jī) 擴(kuò)容并機(jī),方案二：直接并機(jī)型冗余供