UPS选型技术(培训资料)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,UPS,基本技术,1,电 源 故 障,2,市电的九种电源故障形式,电源断电 电压下陷 电源浪涌,持续欠压 持续过压,高频噪音 频率波动 瞬态切换 谐波失真,3,UPS,(Uninterruptible Power System),4,UPS,外在关联,负载,市电,监控通讯,电池,UPS,5,UPS,功能及基本结构,UPS,内部基本结构,6,UPS,的主要功能,实现电网与用电器之间的隔离,实现两路电源的不间断切换,提供高质量电源,电压变换和频率变换功能,停电后提供后备时间,7,UPS,类型,后备式,UPS,在线互动式,UPS,在线式,UPS,8,后备式,UPS,工作框图,9,在线互动式,UPS,原理框图,10,在线式,UPS,原理框图,11,市电停电时工作框图,12,过载或故障时工作框图,13,UPS,品质描述,UPS,市电：输入指标,UPS,负载：输出指标,UPS,电池：电池管理,UPS,用户：通讯监控,UPS,UPS,：备份与扩容,14,UPS,技术的发展,第一代,UPS,（,90,年前）：,SCR,整流,SCR,逆变,第二代,UPS,（,90,95,年,),：,SCR,整流,GTR,逆变,第三代,UPS,（,95,05,年）：,SCR,整流,IGBT,逆变,第四代,UPS,（,05,年后）：,IGBT,整流,IGBT,逆变,UPS,品质描述,15,UPS,市电：输入指标,输入电压标准及范围（,220/380VAC15,）,输入频率标准及范围（,50HZ10,）,输入功率因素（,0.80.99),SCR,型整流器：,PF,U,浮充,/,2U,L,IGBT,型整流器：,PF,4,、输入电流谐波失真（,THD,）,(335%),U,1,I,1,U,L,I,L,Cos,UPS,品质描述,16,每相可控硅在,1/3,周期导通,.,产生浮充电压：,UF=3,2/,U,L,COS,1.353801,513V,输入电压范围：,30%,电池电压（,32,35,）,X12V,，逆变器效率低，输出必须配置隔离升压变压器,可控硅整流器,A,B,C,DC+,DC-,UPS,品质描述,17,谐波分量,谐波电流,%,0,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,1,5,7,11,13,17,19,23,25,4,4,5,6,8,9,14,20,100,每相可控硅在,1/3,周期导通,.,产生奇次谐波,n=6k1(K,为正整数,),谐波分量,30%,发电机配比,2.53:1,6,脉冲整流器,UPS,品质描述,18,6,脉冲,整流器,优点:,THD,10,%满载条件下,简单可靠,可任意时候加装,可提高功率因数,6-,脉冲整流器,+,无源滤波器,(LC),缺点,:,在特定条件下，无源滤波器会和电网内阻发生谐振,抑制高次谐波效果差,效率降低,费用增加且体积增大,19,6,脉冲,整流器,6-脉冲整流器+有源滤波器,(APF),-,采用补偿原理向电网注入,与谐波电流相位相反,幅值相同的电流,.,采用,IGBT,电路,优点,:,THD,5,%,不会发生共振现象,不受系统阻抗变化的影响,不受谐波频率变化的影响,缺点,:,电路复杂,MTBF(,平均无故障时间,),下降,EMI,高,效率下降,2,成本高,20,逻辑控制,B+,B-,+,-,至逆变器,L1,L2,L3,0,Y,12,脉冲整流器,21,1,2,脉冲,整流器,12脉冲整流器,优点,:,THD 10%满载,缺点,:,需要两个整流器和一个,移相变压器,效率比较低,2%,体积,重量也增加,22,IGBT,整流器,采用高频脉宽调制型,IGBT,整流器技术，对电网的适应能力很强。不带滤波器时输入功率因数就可高达,0.99,优点,:,输入电压范围：,25%,输入功率因素：,0.99,谐波分量,3%,绿色电源,不会因加装滤波器而造成能量损失,机器重量轻,-,易于安装和运输,缺点：,整流器容量受现有技术条件所限（,200KVA,）,稳定性不如可控硅整流器,I,U,23,IGBT,整流器,传,统,可,控,硅,整,流,的,电流,波形,IGBT,整流的,电流波形,使用,IGBT,整流目的：,提高输入端的功率因数,1,-,使输入端电流尽可能接近正弦波,减少直流脉动和谐波干扰,扩展,UPS,输入电压范围,24,柴油机,/UPS,容量匹配,UPS,整流电路,容量匹配,P,g,/P,ui,3,4,6,脉冲整流,UPS,2.5,3,6,脉冲整流,+5,次,/7,次谐波滤除器,1.7,2.3,12,脉冲整流,1.6,2.2,12,脉冲整流,+11,次,/13,次谐波滤除器,1.4,2,高频,UPS(,带,cos,校正,),1.5,2.4,IGBT PWM,整流,1.25,注：,UPS,并联系统前端发电机容量为单机,1.8,倍,用户投资条件允许发电机组还应备有,1.25,倍的余量。,单相全桥整流,UPS,Pg-,柴油发电机功率；,Pu-UPS,输入功率,25,UPS,品质描述,UPS,负载：输出,/,整机指标,输出电压标准及精度（,220/380VAC1,）,输出频率标准及精度（,50HZ0.01,）,输出功率因素（,0.7,1),输出过载,/,抗短路能力,(125,额定电流，,10min 150,额定电流，,60s),三相不平衡能力,(100%,不平衡负载,电压不均衡,5%,）,动态响应,(100,负载，瞬态电压波动,5%,恢复时间：,20ms),效率,(90,94%),噪音,(50,75db,）,环境指标,(,温度,0,40,）,，湿度，海拔,1000,米）,26,UPS,品质描述,UPS,整机指标效率计算,UPS,各部件效率：,SCR,整流器,99,；,IGBT,整流器,98,、,IGBT,逆变器效率,96,、,变压器效率,98,滤波器,99,传统,UPS,的效率：,SCR,整流（,99,）,IGBT,逆变（,96,）,输出,TX,（,98,）,=93,12,脉冲传统,UPS,的效率,:,输入移相,TX,（,98,）,双,SCR,整流（,98,）,IGBT,逆变（,96,）,输出,TX,（,98,）,=90,新型,UPS,效率计算：,IGBT,整流（,98,）,IGBT,逆变（,96,）,=94,27,UPS,品质描述,UPS,电池：电池管理,充电保护（过压及过流充电保护，温度补偿）,放电保护（关机截止电压设定及调整，自动脱扣）,电池智能化管理（检测和报警）,后备时间计算和显示：额定负载后备时间,T,75,额定负载,1.6T;50,额定负载,2.5T;33,额定负载,4T,充电能力及充电时间：,10,25,额达容量充电能力,充电时间计算：,T,AH/I,充电,（充电效率,80,）,28,UPS,品质描述,UPS,用户管理：通讯和监控,显示及控制,通讯功能：串口,RS232/RS485,；网卡；干结点；,modbus,卡,监控：监控软件及网络监控功能,29,UPS,品质描述,UPS,UPS,：扩容及备份,串联备份,并联备份及增容,并联技术及指标,直接并联、公共旁路、模块化,UPS,、环流指标,30,U,N,I,T,1,S,S,B,S,S,I,I,R,E,I,U,G,R,e,c,t,.,I,n,v,.,I,R,P,I,B,B,a,t,t,I,B,Y,U,N,I,T,2,S,S,B,S,S,I,I,R,E,I,U,G,R,e,c,t,.,I,n,v,.,I,R,P,I,B,B,a,t,t,I,B,Y,串联热备份,UPS,UPS,：扩容及备份,31,并联冗余或增容,U,N,I,T,1,S,S,B,S,S,I,I,R,E,I,U,G,R,e,c,t,.,I,n,v,.,I,R,P,I,B,B,a,t,t,I,B,Y,U,N,I,T,2,S,S,B,S,S,I,I,R,E,I,U,G,R,e,c,t,.,I,n,v,.,I,R,P,I,B,B,a,t,t,I,B,Y,可实现：,并联冗余工作方式,并联增容工作方式,UPS,UPS,：扩容及备份,32,公共旁路并联,可实现：,多台并联冗余工作方式,多台并联增容工作方式,UPS,UPS,：扩容及备份,33,UPS,供配电系统,市电,发电机,UPS,系统,1,ATS,关键,双电源,负载,UPS,系统,2,关键,单电源,负载,次要,单电源,负载,次要,单电源,负载,STS,34,UPS,分类和选择,工作方式：后备式、互动式、在线式,容量：小功率（,1,10KVA,）；中功率（,20,60K,）；大功率（,80,1000KVA,）,适用环境：商业级、工业级、电厂专用、车载或船用,输出变压器：高频机，工频机,35,UPS,市场和品牌,小功率：,APC,、,Santak,（山特）、,Kestar,（科士达）、,PCM,中功率：,Powerware,、,MGE,、,Emerson-Liebert,、,Delta,、,Santak,大功率：,Emerson-Liebert,、,MGE,、,Powerware,、,Chloride-Siemens,、,Socomec-Sicon,、,GE-Imv,、,Best-Borri,其他常见品牌：科华（,kelong,）、冠军（,champion,）、易斯特（,East,）、赛康、复华、优玛、宝合、四通、,Best,、伽马创力、雷洛士、,Powerland,（宝兰）、山顿（,Sendon,）、劲达（,Deltec,）、东芝（,Toshiba,）、,APC-Gutor,（固特）、,AEG,（德国通用电气）、,Protect,（普洛泰克）,36,UPS,推荐和配置,容量及机型选择,电池计算及配置,配电部分：线缆及开关,37,UPS,推荐和配置,容量及机型选择,用户负载量,冗余度,负载性质：,IT,类、电感性负载、使用环境谐波、变压器,机房配电设计：进线方式,机型成本及竞争优势,38,UPS,推荐和配置,容量及机型选择,用户负载量；,UPS,输出冗余度（,70,80,）,负载峰值因素（,3,：,1,）不能超过逆变器过载能力,负载视在功率（,KVA,）不能超过,UPS,额定功率*功率因素折算系数,三相负载不平衡度,30%,39,UPS,推荐和配置,工业级,UPS,恶劣的电气和物理环境：供电线路电压,/,频率波动、浪涌冲击、峰值下陷、高频干扰，环境温湿度不稳、粉尘、腐蚀等。,结构：输入输出双隔离、钢板机箱、高,IP,防护等级。,适用领域：钢铁、化工、电力、汽车、造纸、煤炭、石油、隧道,负载类型：重载机械、生产线设备、,DCS,系统等,40,UPS,能耗指标,UPS,工作损耗、通风量、空调配置,满载损耗（,KW,）,kVA,Cos,（,6,7.5,）空调制冷量,输出功率折算海拔高度，海拔每升高,100,米降容,1,（典型,UPS,工作海拔高度：,1000,米）,海拔高度,1000,米,1500,米,2000,米,2300,米,3000,米,UPS,输出功率折算,100%,85%,79%,75%,69%,UPS,容量,40KVA,80KVA,100KVA,160KVA,200KVA,300KVA,400KVA,600KVA,800KVA,通风量,立方米,/h,2200,2400,2590,3500,3700,3900,4400,7500,9300,41,容量及机型选择,不同功率因数的负载,UPS,输出功率折算,（典型,UPS,输出,PF-0.8,型）,负载,PF,0.6,-0.7,-0.8,-0.9,1,0.9,0.8,0.7,0.6,UPS,输出,100%,100%,100%,90%,80%,60%,55%,53%,50%,42,容量及机型选择,进线方式：上进线,/,下进线,选择优势机型，增加价格竞争力,PW,技术功率,40KVA,60KVA,120KVA,200KVA,PW,商业功率,