UPS原理及概况

*,*,电气专业,不间断电源（,UPS,）,浙江浙能天然气运行有限公司,UPS,原理及概况,不间断电源（,UPS,）,电气通讯班,讲解人：陈小龙,问题,什么是,UPS,？,为什么要用,UPS,？,UPS,的工作原理是什么？,UPS,的分类有哪些？,UPS,有哪些重要的性能指标参数,？,目录,01,什么是,UPS,02,为什么使用,UPS,03 UPS,的工作原理,04 UPS,分类及分布,05 UPS,的性能指标,06 UPS,铭牌参数,什么是,UPS,？,01,01,什么是,UPS,？,UPS,-,Uninterruptible Power Supply，是一种含有储能装置，以整流器、逆变器为主要组成部分的稳压稳频的交流电源。,01,什么是,UPS,？,UPS,-,Uninterruptible Power Supply，是一种含有,储能装置,，以,整流器,、,逆变器,为主要组成部分的,稳压稳频,的,交流电源,。,主要利用蓄电池储能，在停电时给重要的设备提供不间断的电力供应。,01,什么是,UPS,？,UPS,-,Uninterruptible Power Supply，是一种含有,储能装置,，以,整流器,、,逆变器,为主要组成部分的,稳压稳频,的,交流,电源。,主要利用,蓄电池,储能，在停电时给重要的设备提供,不间断,的电力供应。,01,什么是,UPS,？,02,为什么使用,UPS,？,1,、突然断电,2,、供电质量不高,02,为什么使用,UPS,？,02,为什么使用,UPS,？,电力输送过程中对供电质量的的影响,:,电站停机,高压电网检修,闪电,台风、洪水及人为破坏,变压器开、关操作,配电柜开、关操作,.,从发电厂到用户,需经过,“,这么长的距离”,造成停电的可能原因,02,为什么使用,UPS,？,理想的市电供电波形,02,为什么使用,UPS,？,电磁干扰,Motors,现实生活中的情况,02,为什么使用,UPS,？,现实环境中的波形,02,为什么使用,UPS,？,突然断电的影响,用电设备停止运行,以对计算机等相关设备造成的影响为例：,1,、操作系统启动区文件损坏，系统崩溃，无法正常启动。,2,、数据丢失，文件损坏，应用程序无法正常使用。,3,、磁盘出现坏区（或坏道），磁盘报废，数据损坏。,4,、网络数据丢失，网络终断。,02,为什么使用,UPS,？,供电质量问题所造成的影响,：,1,、对用电设备硬件造成的影响：,设备部件损坏。,设备出现误操作。,设备工作异常，仪表、仪器精度降低。,2,、对网络系统造成的影响：,网络设备硬件的损坏或老化速度加快。,数据传送误码率增加，网络流量增加。,计算机设备死机。,系统中断,数据丢失或被破坏, 硬件损坏,市电,UPS,供电无中断,数据安全, 硬件被保护,市电,02,为什么使用,UPS,？,未使用,UPS,时,使用,UPS,时,02,为什么使用,UPS,？,小结,对于我们天然气场站来说，,计量柜、通信柜、,PLC,柜、重要阀门、站控计算机,等重要设备都需要拥有,不间断,以及,高质量,的电源供应，以保证场站,长久地,、,稳定地,运行下去，因此，,UPS,扮演了非常重要的角色。,0,3,UPS,的工作原理,03,UPS,的工作原理,整流器,AC,DC,DC,AC,逆变器,静态开关,+,-,蓄电池,UPS,的组成,.,03,UPS,的工作原理,整流器：,整流器是一个整流装置，简单的说就是将,交流（,AC,）,转化为,直流（,DC,）,的装置。它有两个主要功能：,将交流电（,AC,）变成直流电（,DC,），经滤波后,供给逆变器,。,给蓄电池提供直流充电电压,，因此又起到一个充电器的作用。,整流器,AC,DC,03,UPS,的工作原理,逆变器：,通俗的讲，逆变器是一种将,直流电（DC）,转化为,交流电（AC）,的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成,。,逆变器,DC,AC,静态开关,03,UPS,的工作原理,静态开关：,静态开关又称静止开关，它是一种无触点开关，是用两个可控硅反向并联组成的一种交流开关，,其闭合和断开由逻辑控制器控制,。 静态开关的作用：,当市电发生故障时,，做到逆变器输出和,内部静态,旁路输出间的,无间断切换,。,+,-,蓄电池,03,UPS,的工作原理,蓄电池：,蓄电池是UPS用来作为储存电能的装置，它由若干个电池串联而成，其容量大小决定了其维持放电（供电）的时间。其主要功能是：,当市电正常时，将,电能,转换成,化学能,储存在电池内部。,当市电故障时，将,化学能,转换成电,能提,供给逆变器,双变换在线式,UPS,系统,03,UPS,的工作原理,负载,+,-,逆变器,DC,AC,整流器,AC,DC,静态开关,旁路开关,在线式,UPS,工作原理,双变换在线式,UPS,系统,03,UPS,的工作原理,负载,+,-,逆变器,DC,AC,整流器,AC,DC,静态开关,旁路开关,正常市电供电,市电供电,AC:380/220V,15%,有谐波干扰,双变换在线式,UPS,系统,03,UPS,的工作原理,负载,+,-,逆变器,DC,AC,整流器,AC,DC,静态开关,旁路开关,正常市电供电,市电供电,AC:380/220V,15%,有谐波干扰,双变换在线式,UPS,系统,03,UPS,的工作原理,负载,+,-,逆变器,DC,AC,整流器,AC,DC,静态开关,旁路开关,正常市电供电,市电供电,AC:380/220V,15%,有谐波干扰,DC,直流电供蓄电池充电,双变换在线式,UPS,系统,03,UPS,的工作原理,负载,+,-,逆变器,DC,AC,整流器,AC,DC,静态开关,旁路开关,正常市电供电,市电供电,AC:380/220V,15%,有谐波干扰,DC,直流电供蓄电池充电,双变换在线式,UPS,系统,03,UPS,的工作原理,负载,+,-,逆变器,DC,AC,整流器,AC,DC,静态开关,旁路开关,正常市电供电,市电供电,AC:380/220V,15%,有谐波干扰,DC,直流电供蓄电池充电,双变换在线式,UPS,系统,03,UPS,的工作原理,负载,+,-,逆变器,DC,AC,整流器,AC,DC,静态开关,旁路开关,正常市电供电,市电供电,AC:380/220V,15%,有谐波干扰,负载输出,AC:380/220V,1%,无谐波干扰,DC,直流电供蓄电池充电,双变换在线式,UPS,系统,03,UPS,的工作原理,负载,+,-,逆变器,DC,AC,整流器,AC,DC,静态开关,旁路开关,正常供电,内部静态旁路,市电供电,AC:380/220V,15%,有谐波干扰,负载输出,AC:380/220V,1%,无谐波干扰,DC,直流电供蓄电池充电,双变换在线式,UPS,系统,03,UPS,的工作原理,负载,+,-,逆变器,DC,AC,整流器,AC,DC,静态开关,旁路开关,市电供电,AC:380/220V,15%,有谐波干扰,负载输出,正常供电,内部静态旁路,AC:380/220V,15%,有谐波干扰,双变换在线式,UPS,系统,03,UPS,的工作原理,负载,+,-,逆变器,DC,AC,整流器,AC,DC,静态开关,旁路开关,正常供电,外部检修旁路,市电供电,AC:380/220V,15%,有谐波干扰,负载输出,AC:380/220V,1%,无谐波干扰,DC,直流电供蓄电池充电,双变换在线式,UPS,系统,03,UPS,的工作原理,负载,+,-,逆变器,DC,AC,整流器,AC,DC,静态开关,旁路开关,市电供电,AC:380/220V,15%,有谐波干扰,负载输出,正常供电,外部检修旁路,AC:380/220V,15%,有谐波干扰,双变换在线式,UPS,系统,03,UPS,的工作原理,负载,+,-,逆变器,DC,AC,整流器,AC,DC,静态开关,旁路开关,市电供电,AC:380/220V,15%,有谐波干扰,负载输出,正常供电,外部检修旁路,AC:380/220V,15%,有谐波干扰,双变换在线式,UPS,系统,03,UPS,的工作原理,负载,+,-,逆变器,DC,AC,整流器,AC,DC,静态开关,旁路开关,市电供电,AC:380/220V,15%,有谐波干扰,负载输出,正常供电,外部检修旁路,AC:380/220V,15%,有谐波干扰,双变换在线式,UPS,系统,03,UPS,的工作原理,负载,+,-,逆变器,DC,AC,整流器,AC,DC,静态开关,旁路开关,市电供电,AC:380/220V,15%,有谐波干扰,负载输出,正常供电,外部检修旁路,AC:380/220V,15%,有谐波干扰,双变换在线式,UPS,系统,03,UPS,的工作原理,负载,+,-,逆变器,DC,AC,整流器,AC,DC,静态开关,旁路开关,市电供电,AC:380/220V,15%,有谐波干扰,负载输出,正常供电,外部检修旁路,AC:380/220V,15%,有谐波干扰,双变换在线式,UPS,系统,03,UPS,的工作原理,负载,+,-,逆变器,DC,AC,整流器,AC,DC,静态开关,旁路开关,电池供电,蓄电池放电中,双变换在线式,UPS,系统,03,UPS,的工作原理,负载,+,-,逆变器,DC,AC,整流器,AC,DC,静态开关,旁路开关,电池供电,蓄电池放电中,双变换在线式,UPS,系统,03,UPS,的工作原理,负载,+,-,逆变器,DC,AC,整流器,AC,DC,静态开关,旁路开关,电池供电,蓄电池放电中,双变换在线式,UPS,系统,03,UPS,的工作原理,负载,+,-,逆变器,DC,AC,整流器,AC,DC,静态开关,旁路开关,电池供电,负载输出,AC:380/220V,1%,无谐波干扰,蓄电池放电中,04,UPS,分类及分布,04,UPS,分类及分布,按工作原理不同，,UPS,分为：,后备式,UPS,在线互动式,UPS,在线式,UPS,按供电体系不同，,UPS,分为：,一进一出,三进一出,三进三出,按输出功率不同，,UPS,分为：,小功率（,30kVA,）,UPS,分类：,电池,(,充电中,),+,-,逆变器,D C,A C,负载,转换开关,市电供电,04,后备式,UPS,原理,有市电时，市电通过开关直接供给负载，逆变器不工作；另外市电通过充电器给点吃充电。,无市电时，启动逆变器，把电池储存的能量通过逆变器和开关供给负载。,整流器,AC,DC,电池,(,放电中,),+,-,逆变器,D C,A C,负载,转换开关,04,后备式,UPS,原理,有市电时，市电通过开关直接供给负载，逆变器不工作；另外市电通过充电器给点吃充电。,无市电时，启动逆变器，把电池储存的能量通过逆变器和开关供给负载。,整流器,AC,DC,04,在线互动式,UPS,原理,互动式,UPS,与后备式,UPS,相比，最大的区别在于：逆变器与整流器合二为一，输出通过调压器的抽头跳变，实现分段稳压。,电池,(,充电中,),+,-,双向转换器,（充电器）,D C,A C,负载,市电供电,调压器,04,在线互动式,UPS,原理,电池,(,充电中,),+,-,双向转换器,（充电器）,D C,A C,负载,调压器,互动式,UPS,与后备式,UPS,相比，最大的区别在于：逆变器与整流器合二为一，输出通过调压器的抽头跳变，实现分段稳压。,不管电网电压是否正常，负载所用的交流电压都要经过逆变电路，即逆变电路始终处于工作状态。,04,在线式,UPS,原理,负载,+,-,逆变器,DC,AC,整流器,AC,DC,静态开关,市电供电,电池,(,充电中,),双变换在线式,UPS,系统,03,UPS,的工作原理,不管电网电压是否正常，负载所用的交流电压都要经过逆变电路，即逆变电路始终处于工作状态。,负载,+,-,逆变器,DC,AC,整流器,AC,DC,静态开关,电池,(,充电中,),04,三种不同原理,UPS,的比较,后备式,在线互动式,在线式,逆变器状态,后背,热备,工作,输出电源质量,低（仅是不停电的功能）,中等（分段稳压，滤出部分干扰）,高（稳压，滤出所有干扰）,切换时间,5-12ms,4ms,0,成本,低,中等,高,04 UPS,分类及分布,什么是三进三出、三进一出、一进一出,?,这里面的,“,进,”,是指,UPS,的输入形式，,“,出,”,是指,UPS,的输出形式。,“,三进,”,代表输入为三相电（,A,相、,B,相、,C,相）；,“,一进,”,代表输入为一相电（,A,相或,B,相或,C,相）；,“,三出,”,代表输出为三相电（,A,相、,B,相、,C,相）；,“,一出,”,代表输出为一相电（,A,相或,B,相或,C,相）。,“,三进三出,”,型,UPS,，其容量一般在,10kVA,以上。常使用在场站或者阀室内有电动执行机构等需要使用,380V,电压的设备的情况。,“,一进一出,”,型,UPS,，,其容量一般在,15kVA,以下。,常用在场站或者阀室内只需要使用,220V,的情况,。,“,三进一出,”,型,UPS,，其容量一般为,10kVA-20kVA,。此类情况为，市电输入有三相电，若将,UPS,接到单相上时，会对市电平衡造成影响，所以采用三相输入平均分配电流。,04 UPS,分类及分布,目前我们全线场站在役,UPS,的分布情况可以从以下三个方面来说：,1,、品牌：科华、索克曼、纽威、艾默生、易事特、山顿、山特。,2、输出功率大小：3KVA、10KVA、15KVA、20KVA、30KVA、60KVA。,3、输入输出类型：3进3出、1进1出、3进1出。,全线场站UPS品牌、功率、输入输出类型数量统计,品牌,数量,功率,数量,输入输出,数量,纽威,16,3KVA,40,1进1出,4,1,索克曼,34,10KVA,4,2,3进1出,5,艾默生,2,15KVA,2,3进3出,5,5,科华,42,20KVA,1,易事特,2,30KVA,12,山顿,4,40KVA,3,山特,1,60KVA,1,总计,101,总计,101,总计,101,05,UPS,的性能指标,05,UPS,的性能指标,UPS,市电：输入指标：,输入电压标准及范围：,220/380VAC,15%,输入频率及范围：,50HZ,10%,输入功率因素：,0.80.99,，功率因素越低，输入无功功率大，谐波电流污染电网越严重，会影响干扰其他设备。,UPS,负载：输出,/,整机指标：,1,、输出电压标准及精度：,220/380VAC,1%,2、输出频率标准及精度：,50HZ,0.01%,3、输出功率因素：,0.71,4,、输出过载,/,抗短路能力：,125%,额定电流，,10min,；,150%,额定电流，,60s,5,、三相不平衡能力：,100%,不平衡负载，电压不均衡,5%,6,、噪音：,50-75dB,7,、环境指标：温度,0+40,，相对湿度,95%,05,UPS,的性能指标,05,UPS,的性能指标,常见单位：,有用功率W（瓦特）：是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。,无功功率,Var,（乏）：是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率，它不对外作功。,视在功率,VA（伏安）：,视在功率,2,=,有用功率,2,+,无用功率,2,功率因素=有用功率/视在功率。,06,UPS,铭牌参数,06,UPS,铭牌参数,品牌：,型号：,串号：,交流输入：,UPS,输出：,直流输入：,06,UPS,铭牌参数,品牌：,型号：,串号：,交流输入：,UPS,输出：,直流输入：,06,UPS,铭牌参数,品牌：,型号：,串号：,交流输入：,UPS,输出：,直流输入：,06,UPS,铭牌参数,品牌：,型号：,串号：,交流输入：,UPS,输出：,直流输入：,06,UPS,铭牌参数,品牌：,型号：,串号：,交流输入：,UPS,输出：,直流输入：,06,UPS,铭牌参数,小结,不论是什么,UPS,，他们的一些重要参数都是可以找到的，就像刚才看到的那几张铭牌一样，品牌、型号、串号、交流输入、,UPS,输出、直流输入都是可以找到的。这是我们最直观的了解,UPS,的方式。,问题,什么是,UPS,？,为什么要用,UPS,？,UPS,的工作原理是什么？,UPS,的分类有哪些？,UPS,有哪些重要的性能指标参数？,谢谢，欢迎大家批评指正,不间断电源（,UPS,）,