不间断电源系统UPS基础.ppt

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1、不间断电源系统不间断电源系统UPSUPS基础基础主主 要要 内内 容容lUPS概述lUPS基本原理lUPS关键技术lUPS主要参数lUPS电池lUPS监控系统2 Emerson ConfidentialUPS概述概述什么是UPS为什么使用UPSUPS的功能UPS的分类3 Emerson Confidential不间断地为用户设备提供交流电的一种电源设备不间断地为用户设备提供交流电的一种电源设备负载负载蓄电池蓄电池UPSUPS什么是什么是UPS？不间断电源不间断电源市电市电UPS UPS Uninterruptible Power Supply Uninterruptible Power Sup

2、ply4 Emerson ConfidentialUPS概述概述什么是UPS为什么使用UPSUPS的功能UPS的分类5 Emerson Confidential为什么用为什么用UPS？电网问题电网问题波形下限波形下限市电断电市电断电电压浪涌电压浪涌电线噪声电线噪声瞬态尖峰瞬态尖峰频率漂移频率漂移谐波失真谐波失真电网电网6 Emerson Confidential为什么用为什么用UPS？电网问题电网问题电网问题电网问题引发原因引发原因现象现象市电断电市电断电停电、空气开关跳闸停电、空气开关跳闸零电压持续零电压持续2 2个周波以上个周波以上电压浪涌电压浪涌大型设备关闭或雷击引起大型设备关闭或雷击引

3、起电压高于电压高于110%110%额定值，持额定值，持续一个或多个周波续一个或多个周波波形下陷波形下陷大型设备突然启动、电网切换大型设备突然启动、电网切换电压低于电压低于80-85%80-85%额定值，额定值，持续一个或多个周波持续一个或多个周波瞬态尖峰瞬态尖峰闪电、电子开关工作，电焊闪电、电子开关工作，电焊电压峰值高达电压峰值高达60006000V V，持续持续时间一般为时间一般为0.5-50.5-5个周波个周波谐波干扰谐波干扰电动机、电焊机、广播通信设电动机、电焊机、广播通信设备、无线通信设备、微波设备备、无线通信设备、微波设备频率漂移频率漂移小水电，发电机小水电，发电机7 Emerson

4、 Confidential电源中断、电压波动、瞬态尖峰、电源浪涌、高压脉冲电源中断、电压波动、瞬态尖峰、电源浪涌、高压脉冲 造成服务器、路由器、磁盘阵列等精密设备造成服务器、路由器、磁盘阵列等精密设备数据数据 丢失、设备损坏、死机、停止工作等。丢失、设备损坏、死机、停止工作等。谐波污染、线间噪声、频率漂移谐波污染、线间噪声、频率漂移 造成网络传输造成网络传输误码率大增，数据传输速度误码率大增，数据传输速度低下等。低下等。为什么用为什么用UPS？电网问题对设备的危害电网问题对设备的危害8 Emerson ConfidentialUPS概述概述什么是UPS为什么使用UPSUPS的功能UPS的分类9

5、 Emerson Confidential1.1.高可靠性不间断供电高可靠性不间断供电2.2.电网稳压、净化功能电网稳压、净化功能3.3.电池管理功能电池管理功能4.4.智能监控功能智能监控功能UPS的四大功能的四大功能保证动力的连续性保证动力的连续性高质量供电、绿色电源高质量供电、绿色电源延长电池使用寿命延长电池使用寿命解决解决UPSUPS维护问题维护问题10 Emerson ConfidentialUPS概述概述什么是UPS为什么使用UPSUPS的功能UPS的分类11 Emerson ConfidentialUPS分类分类按按工作原理工作原理不同，不同，UPSUPS分为：分为：后备式后备式

6、UPSUPS 互动式互动式UPS UPS 在线式在线式UPS UPS 按按供电体系供电体系不同，不同，UPSUPS分为：分为：单进单出单进单出UPS UPS 三进单出三进单出UPS UPS 三进三出三进三出UPSUPS按按输出功率输出功率不同，不同，UPSUPS分为：分为：小功率（小功率（103030kVAkVA）12 Emerson Confidential按按变压器特点变压器特点不同，不同，UPSUPS分为：分为：高频高频UPSUPS（高频机）高频机）工频工频UPSUPS（工频机）工频机）按按输出波形输出波形不同，不同，UPSUPS分为：分为：方波输出方波输出UPSUPS 正弦波输出正弦波

7、输出UPSUPSUPS分类（续）分类（续）13 Emerson Confidential主主 要要 内内 容容lUPS概述lUPS基本原理lUPS关键技术lUPS主要参数lUPS电池lUPS监控系统14 Emerson Confidential后备式后备式UPSUPS工作原理工作原理有市电时，市电通过开关后直接供给负载，逆变器不工作；另外，市电有市电时，市电通过开关后直接供给负载，逆变器不工作；另外，市电通过充电器给电池充电。通过充电器给电池充电。停电后，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。停电后，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。充电器逆变器市电 负载

8、电池组功率等级功率等级0.25-20.25-2KVAKVA左右左右15 Emerson Confidential在线互动在线互动UPSUPS与后备式比，主要区别在于：逆变器与充电与后备式比，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互动式UPSUPS工作原理工作原理市电 双向变换器 电池组 负载 市电正常市电正常/整流整流停电停电/逆变逆变264-276V150-175V150-264V功率等级功率等级0.7-200.7-20KVAKVA左右左右16 Emerson Confidential在线式在线式U

9、PS工作原理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。17 Emerson Confidential三种三种UPS比较比较后备式后备式在线互动式在线互动式在线式在线式逆变器状态逆变器状态后备后备热备热备工作工作输出输出电源质量电源质量低低（供电差，仅是不（供电差，仅是不 停电功能）停电功能）中等中等（滤除部分干扰）（滤除部分干扰）最高最高（稳压，滤除（稳压，滤除所有干扰）所有干扰）切换时间切换时间5 51212msms4 4msms0 0成本成本低低中等中等较高较高18 Emerson Confidential主主 要要 内内 容容lUPS概

10、述lUPS基本原理lUPS关键技术lUPS主要参数lUPS电池lUPS监控系统19 Emerson ConfidentialUPS关键技术关键技术双变换技术数字控制技术冗余技术电池管理技术20 Emerson ConfidentialUPS双变换技术双变换技术ACACDC DC 整流整流DCDCAC AC 逆变逆变21 Emerson Confidential12脉冲整流器脉冲整流器移相变压器移相变压器负负载载电池和逆变器电池和逆变器两个两个6 6脉冲脉冲整流桥整流桥3022 Emerson Confidential三相全桥三相全桥IGBT整流整流23 Emerson Confidential

11、传统三相传统三相SCRSCR整流整流UPSUPS24 Emerson Confidential三相全桥三相全桥IGBTIGBT整流整流UPSUPS25 Emerson Confidential单相半桥逆变电路单相半桥逆变电路26 Emerson Confidential三相全桥逆变器三相全桥逆变器SR+RNTRSSTT_27 Emerson ConfidentialUPS关键技术关键技术双变换技术数字控制技术冗余技术电池管理技术28 Emerson Confidential数字控制技术数字控制技术数字信号处理器（DSP）控制技术 单片机控制技术 产生各驱动信号、控制整流器、逆变器、产生各驱动信

12、号、控制整流器、逆变器、切换逻辑等切换逻辑等29 Emerson Confidential例：整流逆变例：整流逆变DSP控制板控制板30 Emerson ConfidentialUPS关键技术关键技术双变换技术数字控制技术冗余技术电池管理技术31 Emerson Confidential主从串联热备份主从串联热备份用于中小功率，易于安装调试，没有扩容能力，从机电池寿命用于中小功率，易于安装调试，没有扩容能力，从机电池寿命缩短。缩短。市电负载UPS1UPS2主机从机主机旁路从机输出32 Emerson Confidential并机冗余供电并机冗余供电 用于大功率，多台用于大功率，多台UPSUPS

13、平均分摊负载，可靠性高，控制电路复杂。平均分摊负载，可靠性高，控制电路复杂。市电负载UPS1并机逻辑控制UPS233 Emerson Confidential双母线供电双母线供电电池电池UPS1AC PPCSTS电池电池UPSAC PPC双电源双电源 负载负载单电源单电源 负载负载LBSUPS2母线母线1母线母线234 Emerson ConfidentialUPS关键技术关键技术双变换技术数字控制技术冗余技术电池管理技术35 Emerson Confidential电池均浮充管理电池均浮充管理1、均充限流：0.1C2、浮充转均充：0.05C 均充转浮充：0.01C36 Emerson Con

14、fidential电池充放电管理功能电池充放电管理功能T1为恒压均充阶段，T2为浮充阶段，T3为电池逆变供电阶段，T4为限流均充阶段37 Emerson Confidential主主 要要 内内 容容lUPS概述lUPS基本原理lUPS关键技术lUPS主要参数lUPS电池lUPS监控系统38 Emerson Confidential主要参数主要参数输入特性：输入特性：1 1、输入电压范围：输入电压范围宽可减小电池放电机会，延长电池、输入电压范围：输入电压范围宽可减小电池放电机会，延长电池 寿命。寿命。2 2、旁路允许电压范围：典型、旁路允许电压范围：典型1010以内以内3 3、输入功率因数：功

15、率因数低，输入无功功率大，谐波电流污染电、输入功率因数：功率因数低，输入无功功率大，谐波电流污染电 网，影响干扰其它设备。网，影响干扰其它设备。4 4、主电源频率允许范围：通常、主电源频率允许范围：通常5 5以内以内5 5、输入电流谐波分量：（、输入电流谐波分量：（PFCPFC、6/126/12脉冲变压器）脉冲变压器）39 Emerson Confidential主要参数主要参数输出特性：输出特性：1 1、稳态电压精度：大型为、稳态电压精度：大型为1%1%，中小型为，中小型为2%2%。2 2、输出瞬态特性：大型、输出瞬态特性：大型5%5%，中小型，中小型8%8%。3 3、输出过载能力：（如：过

16、载、输出过载能力：（如：过载125%5125%5min;150%10S)min;150%10S)4 4、输出功率因数：、输出功率因数：（0.60.6、0.70.7、0.80.8）5 5、输出电压畸变（、输出电压畸变（THDTHD）：）：典型典型3%3%以内。以内。6 6、频率跟踪范围：、频率跟踪范围：5050HZ2Hz HZ2Hz 40 Emerson ConfidentialUPS主要技术参数主要技术参数 考虑到用户负载启动时的冲击，一般情况下最佳负考虑到用户负载启动时的冲击，一般情况下最佳负载容量应为载容量应为UPS容量的容量的70%80%。VAVA（伏安）与伏安）与W W（瓦特）的区别瓦

17、特）的区别VA-视在功率视在功率W-实际使用功率实际使用功率实际使用功率实际使用功率+无用功率无用功率UPS容量单位容量单位-VA负载容量单位负载容量单位-W、VAVA（伏安）与伏安）与W（瓦特）的换算关系瓦特）的换算关系典型计算机负载典型计算机负载：1W1.5VA41 Emerson Confidential主主 要要 内内 容容lUPS概述lUPS基本原理lUPS关键技术lUPS主要参数lUPS电池lUPS监控系统42 Emerson Confidential电池工作原理电池工作原理化学能电能43 Emerson Confidential电池结构电池结构44 Emerson Confide

18、ntial电池电压电池电压单体每节电池组 30节电池组 32节浮充电压 2.2513.5405432均充电压 2.3514.1423460欠压保护 1.8010.8324346终止电压 1.671030032045 Emerson ConfidentialUPS电池与通信用电池比较电池与通信用电池比较通信用UPS用设计取向长时间、小电流、深放电短时间、大电流放电、浅放电设计寿命10年以上35年铅膏配方长寿命配方，循环寿命长大功率配方，循环寿命短隔板长寿命隔板，较厚大孔径隔板，较薄，小电流深放电易造成枝晶短路，寿命终止。过放电恢复能力板栅合金高锡含量，良好一般密封方式高可靠密封一般容量10小时率

19、20小时率46 Emerson ConfidentialUPS容量容量VAUPS输出功率因数输出功率因数放电电流放电电流=电池组电压电池组电压V电池逆变效率电池逆变效率电池容量配置电池容量配置（1）、计算电池放电电流）、计算电池放电电流（2 2 2 2）根据放电时间要求查表确认容量系数（单位：小时）根据放电时间要求查表确认容量系数（单位：小时）根据放电时间要求查表确认容量系数（单位：小时）根据放电时间要求查表确认容量系数（单位：小时）（3 3 3 3 3 3）电池容量）电池容量）电池容量）电池容量）电池容量）电池容量Q=Q=Q=Q=Q=Q=放电电流放电电流放电电流放电电流放电电流放电电流I I

20、 I I I I 容量系数容量系数容量系数容量系数容量系数容量系数C C C C C C47 Emerson Confidential（4 4）举例：）举例：现有现有6 6kVA UPSkVA UPS，100%100%载，延时载，延时4 4小时，配多大电池？小时，配多大电池？电池容量配置电池容量配置48 Emerson Confidential主主 要要 内内 容容lUPS概述lUPS基本原理lUPS关键技术lUPS主要参数lUPS电池lUPS监控系统49 Emerson ConfidentialUPS监控系统的功能监控系统的功能1、实时了解和控制UPS的运行状态,2、通过故障报告及时对UPS

21、进行维护；3、市电异常、电池电压低时，对计算机、网络设备提供安全关机保护；4、能在LAN、WAN及Internet上运行5、具有保密性和安全性50 Emerson ConfidentialUPS监控系统组成监控系统组成UPSUPS网络监控系统智能网络监控系统智能UPSUPS网络监控软件网络监控软件网络监控软件含以下三部分：网络监控软件含以下三部分：SNMPSNMP卡卡监控台软件监控台软件安全关机程序安全关机程序51 Emerson ConfidentialUPS监控组网监控组网52 Emerson Confidential监控界面组态图监控界面组态图53 Emerson Confidential监控界面状态图监控界面状态图54 Emerson Confidential监控界面历史事件、控制、数据查询监控界面历史事件、控制、数据查询55 Emerson Confidential事件处理功能事件处理功能56 Emerson Confidential谢 谢！57 Emerson Confidential结束结束