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UPS技术交流 - 基础篇,艾默生网络能源有限公司,UPS 基础培训,一、UPS 概 述,一、UPS 概述,什么是UPS 为什么使用UPS UPS的功能,UPS,UPS - Uninterrupted Power System 交流不间断电源系统,信息及网络设备,蓄电池,市电,什么是UPS,什么是UPS,UPS: 利用电池化学能等作为后备能量，在市电断电等电网故障时，不间断地为用户设备提供（交流）电能的一种能量转换装置。,为您重要的设备 提供灵活且完善 的电源保护,电源线,电源线,网线,网线,通讯线,网络总线,市电,柴油机,什么是UPS UPS系统组成,一个完备的UPS系统，是由UPS主机、电池、市电（发电机)、后台监控 或网络监控软/硬件等单元共同组成的。,UPS,计算机,监控平台,计算机,监控平台,一、UPS概述,什么是UPS 为什么使用UPS UPS的功能,为什么用UPS？电网问题,瞬态尖峰,频率漂移,谐波失真,电网,为什么用UPS？电网问题,一、UPS 概述,什么是UPS 为什么使用UPS UPS的功能,高可靠性不间断供电 电网稳压、净化功能 电池管理功能 智能监控功能,UPS的四大功能,保证动力的连续性,高质量供电、绿色电源,延长电池使用寿命,解决UPS维护问题,UPS 基础培训,二、UPS 原 理,二、UPS 原理,常见四种架构UPS原理 在线式UPS工作模式 UPS主要模块功能介绍 常见大型UPS原理架构,负载,逆变器,电池组,充电器,175264V,220410V,功率等级0.25-3KVA左右,后备式UPS的基本原理（一）,- 市电正常时，它向负载提供的是抽头变压器稍 加稳压处理的“低质量”交流电，逆变器不工 作，蓄电池由独立的充电器充电。 - 当市电超出规定范围时，负载由继电器转为电 池逆变供电。,后备式UPS的基本原理（二）,负载,低通滤波器,逆变器/充电器,降压绕组,升压绕组,电池组,175264V,150175V,264276V,功率等级0.7-20KVA左右,互动式UPS的基本原理（一）,在线互动UPS与后备式比，主要区别在于：逆变器与充电器合二为一，输出通过变压器的抽头跳变，实现分段稳压。,互动式UPS的基本原理（二）,功率等级10-480KVA左右,负载,主变换器,电池组,Delta变换器,175264V,220410V,补偿变压器,Dalta 变换UPS的基本原理（一）,Dalta 变换UPS的基本原理（二）, 市电正常时，85能量有市电直接提供，15能 量有一个逆变器提供， 当市电异常时，100能量有电池提供。 无法解决市电上的谐波污染，比如：频率 异常、浪涌、噪声等，将直接输入到重要负载。,整流,逆变,充电器,电池组,输入EMI,输出EMI,负载,市电,维修开关,旁路输入空开,市电输入空开,切换开关,1 2 3 4,功率等级0.7-1500KVA左右,在线式UPS的基本原理（一）,不管电网电压是否正常，输出交流电压都要经过 逆变器，即逆变器始终处于工作状态。,在线式UPS的基本原理（二）,四种架构UPS性能对比,二、UPS 原理,常见四种架构UPS原理 在线式UPS工作模式 UPS主要模块功能介绍 常见大型UPS原理架构,在主路市电正常时，UPS一方面通过整流器、逆变器给负载 在线提供高品质交流电源；另一方面通过整流器为电池充电，将 能量储存在电池中 ，如图：,市电逆变工作模式：,当主路市电掉电或不正常时，系统自动无间断地切换到电池 工作模式，由电池逆变出用户所需的三相四线交流电源向负载供 电。市电恢复后系统自动无间断地恢复到正常工作模式 ，如图：,电池逆变工作模式：,旁路工作方式有两种，一种能自动恢复到正常工作模式；另一种需人工干预才能回到正常工作模式。 在逆变器过载延时时间到、逆变器受大负载冲击等情况下，系统自动无间断切换到静态旁路电源向负载供电。 在UPS恢复正常后，系统自动恢复正常供电方式。 当用户关机，或主路市电掉电（或不正常）且电池储能耗尽，或发生严重故障等情况下，逆变器关闭，系统会停留在旁路工作模式。此后若需恢复到正常工作模式，则需要用户重新开机，如图：,静态旁路工作模式：,需要对UPS电源及电池等进行全面检修或设备故障需维修时，可以通过闭合维护开关Q3BP，将负载转向维修旁路直接供电，以实现对UPS不停电维护。维修需要断开UPS内部的主路、旁路输入电源和电池输入开关以及输出开关，实现UPS内部不带电而对负载仍然维持供电的维修工作模式，如图：,维修工作模式：,二、UPS 原理,常见四种架构UPS原理 在线式UPS工作模式 UPS主要模块功能介绍 常见大型UPS原理架构,整流器：,功能 将市电AC电源转换成稳定的DC电源（直流稳压电源） 输送足够能量供给逆变器带负载和给电池充电。 缓启动/功率爬升。 主要组成 整流桥 中/小容量UPS采用二极管、IGBT、双向SCR 中/大容量UPS采用SCR DC滤波电容 PFC功率因数校正电路,逆变器：,功能： 把整流器或电池送来的DC电源变换成电压稳定（额定值1%） ，频率稳定（额定值1-2%，本机振荡精度可达额定值0.05%） ，谐波含量少（THD5%，在峰值因数为3:1），干净的再生正弦 波AC电源供给负载。允许DCV变化范围：320V-490V。 组成： IGBT三相逆变桥 AC输出滤波电容 输出变压器 控制逻辑电路,静态开关：,功能 在发生以下情况时，无中断地（同步）把负载电源转接 到旁路电源：UPS输出端发生过载、甚至短路、逆变器 故障（包括过温，超/欠压） 具有比逆变器更强过载能力（100%可达200ms） 组成 用SCR做成无触点开关，在旁路和逆变器侧各有一组。 正因为无触点，开关整速度快，从而保证转换无中断， 不会产生因电弧引起的高频干扰，影响负载运行。,手动维修旁路,功能： 为在不中断负载电源情况下，检修UPS。 辅助触点发出信号，禁止逆变器启动。 组成： 加锁的手动开关。 控制： 手动控制、严格按操作步骤，把负载从逆变器供电 转到手动维修旁路及恢复逆变器供电。,电池,功能： 当市电中断或超限时，供给逆变器能量（DC电源） 保证负载电源不会中断。 组成： 阀控铅酸电池（VRLA）全密封免维护电池。 电池柜或电池架 电池开关 安装在电池柜内或电池房内温度传感器,UPS 基础培训,三、UPS 高可靠性的供电方案,适用范围：中小功率机型 优点： 价格便宜，安装方式简单可靠。 缺点： 从机电池寿命缩短。 对单机抗阶跃负载能力要求高。 没有扩容能力。,市电,负载,主路,从机,旁路,从机输出,方案一：主从机串联“热备份”方案,适用范围：大功率机型 优点： 多台UPS平均分摊负载、可靠性高。 缺点： 控制电路复杂。成本高。 形式较多：直接并机（N+1)、并机柜方式(并机旁路柜） 、导航型方式、热同步方式。,市电,负载,主机,从机,从机输出,并机逻辑控制,方案二：直接并机型冗余供电,并联的目的,1、可以组成很大容量的交流电源系统； 2、可以组成冗余系统以提高系统的可靠性； 3、可以灵活配置系统的容量，便于扩容，并降低用户的初始投资； 4、系统具有很好的可维护性,并联的基本条件：除并机系统各单机必须满足机型和容量相同，软件 和硬件版本需一致外，还需满足以下条件：,电压幅值相等 输出滤波器参数一致 电压频率一致 控制系统稳定 电压相位一致 均流一致,方案二：直接并机型冗余供电,冗余并机 扩容并机,方案二：直接并机型冗余供电,方案三：双母线供电,双母线供电： 优点： 解决单母线运行方式存在 的单点“瓶颈”问题。 系统稳定性、可靠性高 维修方便 缺点： 系统配置负杂 成本高,BCB,电子切换开关,母线一,母线二,重要负载,一般负载,UPS1,UPS2,母线一,母线二,方案三：双母线供电,谢谢大家,