2010年度培训讲义-UPS理论.ppt

目 录 一、 UPS基本原理 二、UPS选型与配置 三、UPS应用方案 四、补充材料 一、 UPS基本原理 UPS概念与国标定义 电网存在的问题及危害 内部结构 相关术语 主要技术 UPS分类 后备式、在线互动式和在线式 UPS概念与国标定义 不间断电源（UPS）概念 Uninterruptible Power System (or Supply) 是由电池组、逆变器和其他电路组成，能在电网停电时提供交流电力的电源设备。 UPS概念与国标定义 UPS具有以下几项基本功能： 电网电压正常时，市电电压通过UPS稳压后供应给负载使用，性能好的UPS本身就是良好的交流稳压器；同时它还对机内的电池进行充电，贮存后备能量。 电网电压异常时（欠压、过压、掉电、干扰等）UPS的逆变器将电池组的直流电能转换成交流电能维持对负载的供电。 UPS在电网供电和电池供电之间自动进行转换，确保对负载的不间断供电。一般的电脑设备允许有很小的电力间断（切换时间10ms以内），但精密的电脑设备和通信设备不允许电力有间断（切换时间0ms），所以应确认你需要的UPS切换时间究竟是多少。 UPS概念与国标定义 GB/T 14715-93 《信息技术设备用不间断电源通用技术条件》的定义 1.在线式不间断电源：由整流器、逆变器、蓄电池组成的一种电源设备。这种电源无论交流输入电源中断与否，电压、波形符合供电要求与否都能向信息技术设备提供符合要求的电源。这种电源设备输出的电压波形是连续的正弦波。 2.非在线式不间断电源：由逆变器、蓄电池组成的一种电源设备。这种电源能够在交流输入电源中断或电压低于预定值时自动取代交流输入电源向信息技术设备供电。 电网存在的问题及危害 市电停电：线路中断，事故及自然灾害 硬件损坏、数据丢失、系统崩溃 电压陷落：大型负载启动，电网超载 硬件损坏、低压不能工作 电源浪涌：大型负载关断，电网卸载 过压烧坏设备 干扰：射频干扰、电磁干扰等 电脑死机、程序出错、通信出错 频率波动：发电机转速改变或电力切换 数据丢失、设备损坏、系统崩溃电源突波：雷击或开关切换 数据丢失、设备损坏 内部结构 一般组成： 主回路包括：整流器、逆变器、充电器和电池组 辅助电路有：输入滤波器、输出滤波器、旁路静态开关、旁路继电器、隔离二极管、显示界面、通讯接口等 见电路框图和实际机器 内部结构 内部结构 内部结构 相关术语 逆变器（DC/AC）：是将直流电（DC）转换成交流电（AC）的变换器，UPS中利用逆变器将电池的能量变换成供交流负载使用的交流电。逆变器的性能各有不同，输出的交流电波形有阶梯波与正弦波（SINE WAVE）两种，失真系数（THD）也因逆变器其性能各有不同。 整流器（AC/DC）：用来将交流电（AC）变换成直流电（DC）的变换器装置。 充电器：用来对电池进行充电，使其充满电荷能量的一种装置。 转换开关：在非在线式中用来将输出切换到市电供电或电池逆变供电的开关部件，一般由继电器或静态开关构成。 主要技术 UPS分类 逆变器工作方式 在线式 后备式 在线互动式 逆变输出波形 正弦波 方波（阶梯波） 按功率容量 小功率 中功率 大功率 电池后备时间 长延时 标机 后缀“L” 供电体制 单进单出、三进单出、三进三出 并联与单机 后备式UPS 原理框图 后备式UPS 市电正常 后备式UPS 市电停电 后备式UPS Back-up Off-line 逆变波形 方波为主 切换时间4~10ms 输出稳定度一般，±10% 电池供电时，稳定度有限 功率容量300~1000VA 在线互动式UPS 原理框图 在线互动式UPS KI系列 在线互动式UPS 不升不降 在线互动式UPS 降压 在线互动式UPS 电池供电 在线互动式UPS Line interactive 逆变波形 正弦波 逆变器充电器合一，充电能力强 市电供电输出精度±10% 电池供电时，精度± 2% 切换时间约4ms CPU控制，智能化管理 功率容量500~5000VA 在线式UPS 原理框图 在线式UPS FR-UK系列 在线式UPS 市电正常 在线式UPS 市电停电 在线式UPS 市电恢复 在线式UPS 旁路 在线式UPS On-line 切换时间0 输出精度高±2~1% 有工频化和高频化之分（输出级变压器） FR及FR-UK系列工频化 KR高频化 单机功率容量1KVA~625KVA 三种类型UPS的比较 工频机与高频机的差别 高频机：利用高频开关技术，以高频开关元件替代整流器和逆变器中笨重的工频变压