UPS原理及应用.ppt

UPS原理及应用 主要内容 名词定义 中文名称： 不间断电源 英文名称： Uninterruptible Power Supply，UPS 定义： 当正常交流供电中断时，将蓄电池输出的直流变换成交流持续供电的电源设备。 市电中断：市电中断通常是指市电输出零电压，并持续两个周期以上。市电中断的原因主要有配电空气开关跳闸、供电回路短路、电源设备故障等等。 电压浪涌：电压高于110%额定值且持续一个或多个周波称为电压浪涌。大功率用电设备的退出或者电网受雷击干扰均可能造成电压浪涌。 电压波形下陷：但电源电压低于80-85%额定值且持续一个或多个周波称为电压波形下陷，通常是由大功率用电设备的启很冲击造成。 高压尖脉冲：由闪电、电子开关、电焊设备、静电放电等原因造成，高压脉冲峰值电压可高达6000V，持续时间一般为0.5～5个周波。 瞬态高压：通常由雷电、电子开关、电焊设备、静电放电等原因引起，电压峰值高达20000V，持续时间为0.5～5个周波 谐波干扰：由整流设备、电动机、继电器、通信设备、电焊机等产生的RFI（射频干扰）EMI （电磁干扰） 。 频率漂移：频率漂移是指电源的频率不能稳定在额定值，而是在额定值附近波动。企业备用发电机组和小型水电站输出的交流电源经常会出现频率漂移的现象。 持续高低压：电网持续高压或者是持续低压主要是由于电网变压器或者是电力线路容量有限，且电网变压器性能不佳，电网负荷过大或者是电网负荷过小的原因造成。 UPS发展概述 UPS的发展经历了初期的旋转型、60年代可控硅静止型、80年代巨型功率晶体管（UR）静止型，到了90年代绝缘栅双极晶体管（IGBT）制成的UPS，其技术性能在不断提高，在通信电源系统中的地位和重要性也在逐步提高，现在已经成为通信电源日常维护的一个重点。 UPS组成 UPS电源系统由五部分组成：主回路、旁路、电池等电源输入电路，进行AC/DC变换的整流器（REC），进行DC/AC变换的逆变器（INV），逆变和旁路输出切换电路以及蓄能电池。 UPS原理简图 UPS 主机 在电网电压工作正常时，给负载供电如图所示，同时给储能电池充电；当突发停电时，UPS电源开始工作，由储能电池供给负载所需电源，维持正常的生产（如粗黑→所示）；当出现特殊情况，如UPS内部故障或负载严重过载时，由电网电压经旁路直接给负载供电（如虚线所示）。 UPS 主要性能和技术指标 输入特性 1、输入电压范围 指保证UPS不转入电池逆变供电的市电电压范围。在此电压范围内，逆变器（负载）电流由市电提供，而不是电池提供。输入电压范围越宽，UPS电池放电的可能性减小，这有益于电池使用寿命的延长。目前UPS输入电压范围一般为（－15％～＋10％）Ue之间。 2、频率输入范围 指UPS能自动跟踪市电、保持输出电压与输入电压同步的频率范围。UPS的输入频率范围一般为50±5%Hz，YD/T1095-2000规定UPS的输入频率范围为50±4%Hz。 3、输入功率因数 输入功率因数高低是衡量是否对电网存在污染的一个重要电性能指标。输入功率因数低时，不仅在吸取有功功率的同时，还要吸收无功功率，其结果增大了系统配电容量，影响系统供电质量。 4、输入电流谐波 因为可控硅的关断和开通， UPS的输入电流中含有丰富的谐波成分，它形成输入的无功功率，是造成UPS输入功率因数低的一个重要因素。因此在电路设计时，有的UPS加入了PFC（功率因数校正）电路。 5、输入频率范围 指UPS能自动跟踪市电、保持输出电压与输入电压同步的频率范围。UPS输出电压对输入电压的跟踪主要是为了保证UPS在必须时能够顺利地进行旁路切换，避免由于输入输出电压相差过大引起逆变器模块电源和交流旁路电源间出现很大的环流而损害。 6、频率跟踪速率 指UPS在一秒钟内能够完成的输出频率变化范围。频率跟踪速度可以表征UPS对输入频率变化的适应能力，特别是在柴油发电机供电的时候，由于柴油发电机的频率稳定度不是很好，如果UPS的频率跟踪速率过低，UPS就会出现频率不同步告警，控制电路就会禁止UPS进行旁路切换。 输出特性 1．输出电压波形失真度 指UPS输出波形中谐波分量所占的比率。常见的波形失真有：削顶、毛刺、畸变等。失真度越小，对负载可能造成的干扰或破坏就越小。 2．输出电压稳压精度 指市电—逆变供电时，当输入电压在设计范围内，负载在满负荷内100%变化时，输出电压的变化量与额定值的百分比。输出电压稳定程度越高，UPS输出电压的波动范围越小，也就是电压精度越高。 3．输出功率因数 指UPS输出端的功率因数，表示带非线性负