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UPS电源基础理论技术培训

爱维达成都办-陈建德 18628200666 13548100666 QQ:415 999 678 2015年4月

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一:电网中存在的九大供电问题
二:UPS的概念 三:UPS的构成及作用

四:UPS的应用领域
五:UPS

的分类 六:总体设计方案

一:电网存在的9大供电问题

电源停电 电压下陷 电源上涌

频率波动
持续欠压 谐波失真

持续过压

切换瞬变

电源干扰

电力电网中存在哪些问题?

◆ 持续的高压或低压:--由电力变压器
的调节能力差引起,负载重时,电压降低 ◆ 浪涌:--大型负载设备关闭或雷击引起
电压上涌

◆ 波形下陷:--大型负载设备突然启动、 电网切换
电压下陷

电力电网中存在哪些问题?

◆ 高压尖脉冲:--由闪电、电子开关的工作, 电焊设备、静电放电等引起 ◆ 谐波电子干扰:--由电动机、继电器、广播设备、 无线通信设备、微波通信设备、电焊机等产生 的射频干扰(RFI)和电磁干扰(EMI)以及其它 各种高频干扰 ◆ 频率漂移:--指电网频率超过±3Hz 以上,这主 要由小水电,柴油发电机造成 ◆ 断电:--空气开关跳闸,电子配电盘故障 频率不稳 “切换瞬变”尖峰

高频噪音干扰

二:UPS的概念
※ 当市电断电时接替市电持续供应电力的设备

※ 简单的理解为是一台电子式的发电机,它的动力来自电池组

※ 一般计算机负载设备可承受的断电时间——20ms左右

※ UPS电源应用而生

三:UPS的构成及作用
UPS的构成 UPS系统:UPS主机+蓄电池+(电池柜)

UPS主机
CPU
侦 测 电 路

蓄电池 蓄电池 蓄电池

蓄电池 蓄电池 蓄电池

整 流 器

充 电 器

逆 变 器

控 制 电 路

UPS的作用

断电时 正常供电时

适时提供电源保障 提供纯净的正弦波电源

保证电网电压和频率的稳定,过滤电网中对用电设备有危害的杂 波,改进电网质量,防止瞬时停电和事故 停电,高效地保障用户计算 机数据安全

UPS及用电环境基础知识介绍

市 电

?系统中断 ? 数据丢失或被破坏 ? 硬件损坏

UPS

市 电

?供电无中断 ? 数据安全 ? 硬件被保护

四:UPS的应用领域

工厂、矿山、机关、学校、通讯、 医院、部队、金融、邮电、交通、 航空、航天、科研 、电力等

五:UPS的分类
? ? ? ? ?

后备式(off line)UPS
在线互动式(Interactive)UPS 双变换在线式(on line)UPS 模块化UPS 逆变器

双变换在线式UPS工作原理

SWMB

SWBY

静态旁路开关

市电

SWIN 负载 SWOUT

逆变开关

双变换在线式UPS工作原理
?正常供电模式

SWMB

SWBY

静态旁路开关

市电

SWIN 负载 SWOUT

逆变开关

双变换在线式UPS工作原理
?电池供电模式

SWMB

SWBY

静态旁路开关

市电

SWIN 负载 SWOUT

逆变开关

双变换在线式UPS工作原理
?静态旁路供电模式

SWMB

SWBY

静态旁路开关

市电

SWIN 负载 SWOUT

逆变开关

双变换在线式UPS工作原理
?维护旁路供电模式

SWMB

SWBY

静态旁路开关

市电

SWIN 负载 SWOUT

逆变开关

在线互动式UPS原理
K1 K1 K0 市电 充电器 逆变器 K2 K2

升压绕组 降压绕组 负载

电池组

在线互动式UPS工作原理
?市电输入在额定输出范围内 K1 K1 K0 市电 充电器 逆变器 K2

K2

升压绕组 降压绕组 负载

电池组

在线互动式UPS原理
?市电输入低于额定输出范围 K1 K1 K0 市电 充电器 逆变器 电池组 K2

K2

升压绕组 降压绕组 负载

在线互动式UPS原理
?市电输入高于额定输出范围 K1 K1 K0 市电 充电器 逆变器 电池组 K2

K2

升压绕组 降压绕组 负载

在线互动式UPS原理
?电池供电时

K1
K1 K0 市电 充电器 K2

K2
升压绕组 降压绕组 负载

逆变器 电池组

后备式UPS原理

市电

稳压器

转换 开关

负 载

充电器

逆变器 电池组

后备式UPS原理
?市电输入时 市电

稳压器

转换 开关

负 载

充电器

逆变器 电池组

后备式UPS原理
?电池供电时 市电

稳压器

转换 开关

负 载

充电器

逆变器 电池组

模块化UPS工作原理

市电正常时状态比较

UPS类型 后备式

稳压精度 ±10% ±10% ±1% 高质量逆变器电源 ±1% 高质量逆变器电源

输入范围 170~255VAC 160~275VAC

逆变器状态 停机待命 “逆变器/充电器” 型承担充电器功能

在线互动式

在线式

±25%

持续相负载供电

模块化

±25%

持续相负载供电

功率因数

? 功率因数定义:有功功率与视在功率的比值 ? 输入功率因数:越高越好(省电、节能、绿色) ? 输出功率因数: 提供无功功率也是衡量UPS的技术指标之 一

负载类型

? 阻性负载:电压与电流关系任何时间服从欧姆定 律。(白炽灯,电炉等) ? 感性负载:电流滞后于电压(电机,变压器等) ? 容性负载:电流超前于电压(电容)

六:总体设计方案

UPS1

市电1

市电2
SWBY TLBY

SWMB

ATS1

SWIN TLBAT

TLI

SWOUT

ATS2

输入 配电 柜

SWMB

负载

SWBY TLBY SWIN TLI UPS2 SWOUT

柴油 发电 机

TVSS 浪涌 抑制 器

TLBAT

总体设计方案

UPS1

市电1

市电2
SWBY TLBY

SWMB

ATS1

SWIN TLBAT

TLI

SWOUT

ATS2

输入 配电 柜

SWMB

负载

SWBY TLBY SWIN TLI UPS2 SWOUT

柴油 发电 机

TVSS 浪涌 抑制 器

TLBAT

总体设计方案

UPS1

市电1

市电2
SWBY TLBY

SWMB

ATS1

SWIN TLBAT

TLI

SWOUT

ATS2

输入 配电 柜

SWMB

负载

SWBY TLBY SWIN TLI UPS2 SWOUT

柴油 发电 机

TVSS 浪涌 抑制 器

TLBAT

总体设计方案

UPS1

市电1

市电2
SWBY TLBY

SWMB

ATS1

SWIN TLBAT

TLI

SWOUT

ATS2

输入 配电 柜

SWMB

负载

SWBY TLBY SWIN TLI UPS2 SWOUT

柴油 发电 机

TVSS 浪涌 抑制 器

TLBAT

总体设计方案

UPS1

市电1

市电2
SWBY TLBY

SWMB

ATS1

SWIN TLBAT

TLI

SWOUT

ATS2

输入 配电 柜

SWMB

负载

SWBY TLBY SWIN TLI UPS2 SWOUT

柴油 发电 机

TVSS 浪涌 抑制 器

TLBAT

串联冗余供电方案

UPS1 SWMB

SWBY TLBY SWIN TLBAT TLI SWOUT

市电
SWMB

SWBY TLBY

负载
TLI
UPS2 SWOUT

SWIN
TLBAT

串联冗余与并联冗余的比较

项目
可靠性 过载能力 扩容 冗余度

串联冗余
较单机系统提高22%, 其中一台承担100%负载 单机的过载能力 150%打旁路 不易扩容 相对独立的控制功能

并联冗余
可靠性较高 各承担50%负载

双机的过载能力,300% 打旁路,200%正常模式
可8台并机 控制系统和旁路系统互 相冗余

串联冗余与并联冗余的比较

项目
设备损耗

串联冗余
主从机老化程度不一致 串联型旁路供电,存在 单点瓶颈故障(主机静 态旁路开关) 取决外部开关结构、完 全“市电闲置UPS”不 可能

并联冗余
每台单机相同的损耗量

旁路状态

并联型旁路开关供电方 式
方便实现

维护性

谢谢大家!


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