UPS基本架构介绍ppt课件.ppt

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1、UPS基础培训 内容大纲UPSUPS分类分类及其及其架构架构 电力问题电力问题 UPSUPS选选用用 蓄电池选蓄电池选用用 谐波改善谐波改善 UPS UPS与发电机与发电机 UPSUPS方案方案 UPS UPS注意事项注意事项UPS分类及其架构后备式Off-line在线互动式Line-Interactive在线式Double Conversion后备式UPSAC/DCAC/DCDC/ACDC/AC市电市电 充电器充电器 电电 池池逆变器逆变器转换转换开关开关 负载负载市电正常:UPS输出等于市电输入(但是经过杂讯干扰!)市电异常时:逆变器逆变器转换电池能源为AC输出给负载输出:模拟正弦波 在线

2、互动式UPSAC/DCAC/DCDC/ACDC/AC市电市电 双向双向转换器转换器电池电池AVRAVR负载负载市电正常时:UPS输出等于市电输入(但是经过杂讯抑制!)市电异常时:Inverter转换电池能源为AC输出给负载电压过高或过低:AVR动作,调整电压至合理的范围输出:正弦波或模拟正弦波在线式UPS市电市电 AC/DCAC/DCDC/ACDC/AC整流器整流器电电 瓶瓶逆变器逆变器市电市电静态开关静态开关静态开关静态开关市电正常时:UPS透过整流 逆变逆变,提供干净稳定的正弦波市电异常时:逆变器逆变器转换电池能源为AC输出给负载电压过高或过低:逆变器逆变器自动调整电压至合理范围输出:正弦

3、波各类UPS比较电力问题认知试着问你自己,下列问题是否曾发生在您或您周遭朋友身上:.资料因停电然未存盘而漏失.机器当机但不知原因.上网时,线传资料不正确或异常中断.当机重新开机后,档案结构发生错误.计算机屏幕不正确的闪烁.设备因停电,雷击而损坏.网络设备不明原因的重新开机上述问题只是开端,请试着思考上述问题发生的严重性.你花费多少时间回复因断电而造成的资料损失.这些时间花费多少成本.设备损坏时的花费费用.网络发生问题时,有多少人工作受影响.这些人停工的成本呢电力问题种类系统当机资料流失设备损坏安全顾虑系统异常损坏.设备故障资料错误硬件损毁资料错误硬件损毁系统异常频率异常系统当机电力问题解决正常

4、市电电压过低电压过高市电中断噪声干扰高压突波頻率飄移电源种类电源种类:a.:a.电压相数电压相数(单相单相/三相三相)b.b.电压及变动范围电压及变动范围c.c.频率及变动范围频率及变动范围负载容量负载容量:a.KVA,KW,P.F.a.KVA,KW,P.F.b.CrestFactorb.CrestFactorc.c.预备容量预备容量负载特性负载特性:a.:a.稳态稳态:b.b.暂态暂态:(1)(1)马达启动电流马达启动电流(2)(2)变压器激磁电流变压器激磁电流(3)(3)负载投入突波电流负载投入突波电流UPS 选用考选用考 虑虑 因因 素素(1)环境因素环境因素:a.a.温度温度b.b.湿

5、度湿度c.c.通风通风d.d.噪噪音音结构条件结构条件:a.:a.信道大小信道大小 b.b.地板承受力地板承受力环保要求环保要求:a.a.效率效率b.EMIb.EMI智能化智能化:a.a.监控管理监控管理UPS 选用选用 考考 虑虑 因因 素素(2)蓄电池选择考虑因素蓄电池选择考虑因素 DC电压范围(决定电池cell数目)负载容量大小(决定电池AH大小)备用时间长短(决定电池AH大小)工作环境温度(535)(-3.3mV/cell/)蓄电池蓄电池选择计算方法选择计算方法(1)恒恒电流电流算法算法:Id=UPSId=UPS容量容量.O/PO/P*P.F./Inv.P.F./Inv.EffEff.

6、/./VdcVdc(平均放电电流平均放电电流)Inv.Inv.EffEff.:1020KVA0.91.:1020KVA0.91(逆流器效率逆流器效率)3040)3040KVA0.92KVA0.9250120KVA0.9350120KVA0.93160KVA0.94160KVA0.94VdcVdc(平均电池电压平均电池电压)=)=终止电压终止电压+2/3(+2/3(初始电压初始电压-终止电压终止电压)或或 VdcVdc=电池额定电压电池额定电压(29(2912=348)12=348)蓄电池蓄电池选择计算方法选择计算方法(2)恒功率算法恒功率算法:P=UPSP=UPS容量容量.O/PO/P*P.F

7、./Inv.P.F./Inv.EffEff././Batt.cellBatt.cell(watt/cell)(watt/cell)P=UPSP=UPS容量容量.O/PO/P*P.F./Inv.P.F./Inv.EffEff././Batt.pcsBatt.pcs(watt/(watt/pcspcs)C=KC=KId/LMethodId/LMethodC:C:电池容量电池容量(AH)AH)Id:Id:电池放电电流电池放电电流L:L:维护系数维护系数(0.8)(0.8)K:K:容量换算系数容量换算系数谐波的产生谐波的产生回转机械设计不良所造成的谐波回转机械设计不良所造成的谐波例如例如:同步电动机同

8、步电动机,感应电动机等感应电动机等.变压器铁心磁饱和所产生之高次谐波变压器铁心磁饱和所产生之高次谐波例如例如:变压器变压器,饱和电抗器饱和电抗器,灯管启动器等灯管启动器等.非线性特性负载所产生之高次谐波非线性特性负载所产生之高次谐波例如例如:整流器整流器,变频器变频器,静态的无效电力设备等静态的无效电力设备等.谐波的影响谐波的影响受影响设备受影响设备问题问题电力电力电容器电抗器电容器电抗器燃烧燃烧 过热过热 振动振动 噪音噪音电容器电容器电力容丝电力容丝熔掉熔掉 误动作误动作马达开关马达开关接地故障开关接地故障开关误动作误动作消费者消费者立体音响立体音响噪声噪声 噪音噪音产品产品电视电视画面闪

9、烁画面闪烁 马达马达振动振动 噪音噪音其它其它电梯电梯振动振动 停止停止控制器控制器误动作误动作 谐波的改善谐波的改善 被动滤波器(谐波滤波器)由被动组件(R,L,C)串并联组成,制造低阻抗回路并 联于谐波发生源,以有效吸收谐波含量,达到滤波效果.相移操作(12-PULSE 整流器)依据电路特性,产生两组相位移电源,使其电流谐波 部分可相互抵消,进而达到滤波的效果.主动滤波器(Active Filter)由半导体开关及储能组件所组成,藉由控制半导体 开关的 ON/OFF,以补偿负载所需的虚功及谐波电流.6-Pulse vs.12-Pulse vs.滤波器滤波器12n16n111,13,.5,7

10、,.27.8%9.4%11.4%3%便宜貴中等最貴高低中等中6Pulse12Pulse6Pulse+FilterIGBT or Active Filter6-Pulse vs.12-Pulse vs.滤波器滤波器6Pulse12Pulse6Pulse+FilterIGBT or Active Filter大小小最小大小大最小大小大無小小中大UPS与发电机搭配问题与发电机搭配问题(1)*Line Notches&Harmonic CurrentLine Notches&Harmonic Current (电压凹陷瞬时电压凹陷瞬时&谐波电流谐波电流)原因原因:相位控制整流器所造成相位控制整流器所造

11、成影响影响:发电机振动发电机振动,过热过热,噪音及损失增加噪音及损失增加解决解决:a.:a.增加发电机额定容量增加发电机额定容量 b.b.采用采用12-pulse or IGBT 12-pulse or IGBT 整流器整流器 c.c.加输入谐波滤波器加输入谐波滤波器UPS与发电机搭配问题与发电机搭配问题(2)*StepLoading(阶跃性负载阶跃性负载)原因原因:当当UPSUPS切换至发电机供电瞬间切换至发电机供电瞬间影响影响:造成发电机电压及频率摇摆造成发电机电压及频率摇摆(swing)(swing)解决解决:整流器具软整流器具软启动启动(Soft(SoftStart,WalkStart

12、,Walk-in)-in)功能功能UPS与发电机搭配问题与发电机搭配问题(3)*FrequencyFluctuationsFrequencyFluctuations(频率波动频率波动)原因原因:由于发电机本身特性及由于发电机本身特性及UPSUPS负载变动负载变动影响影响:发电机频率不稳定及发电机频率不稳定及UPSUPS锁相失败锁相失败解决解决:a.a.提升发电机性能提升发电机性能b.b.改善改善UPSUPS反应时间及反应时间及SlewRateSlewRate发发 电电 机机 容容 量量 选选 择择一般来说:若UPS输入为6-PULSE整流器则搭配发电机容量应为UPS容量之2倍.若UPS输入为1

13、2-PULSE整流器则搭配发电机容量应为UPS容量之1.5倍.UPS方案方案 1.单机使用2.并机(独立旁路)3.并机(共享旁路)4.串机(Hot-Standby)1对15.并机(共享电池)单机单机使用架构使用架构 并机并机(独立旁路独立旁路)并机并机(共享旁路共享旁路)串机串机(Hot-Standby)1 对对 1并机并机(共享电池共享电池)UPS 可可 靠靠 度度 比比 较较UPS注意事项注意事项(1)1.应保持环境整齐与洁净。2.勿使其曝露到雨水、尘垢太重地方。3.通风必须良好,环境温度应保持 2030C。4.远离可燃气体瓦斯或爆炸物。5.避免地板震动6.系统(含电池柜)必须确实的接地7

14、.使用符合国际安规要求的材料UPS注意事项注意事项(2)1.使用UPS之前,必须先仔细阅读使用说明书2.按照要求的作业程序开关机 3.电池两级严禁反接或短路4.勿超载使用,最佳使用率为 70%负载5.切勿使用在纯电感性或纯电容性负载。6.不可接半桥整流负载，例如吹风机等设备。7.输入端要接发电机电源时,容量必须大于UPS 额定容量的 2倍 UPS注意事项注意事项(3)1.因UPS内部存在高压电，服务必须由受过严格训练的 专业维护人员提供。2.机房内应限定专人管理，非相关人员不得操作UPS。3.电池释放的电解液对皮肤及眼睛有害，带有毒性。4.电池短路时会有很大的电流，有电击危险。操作时要注意下列几点:a.不可佩戴手表/戒指或其它金属物品。b.使用带绝缘手柄的工具.c.请不要在电池上放置工具或金属。5.若电池已经连接完毕，请不要试图移动电池柜。6.UPS自带电池,假若没有市电输入,其输出仍可能有电。7.机房内电瓶箱起火时，请迅速关闭负载，切断供应UPS电源，并用干式灭火器灭火。成功從這裏開始！成功從這裏開始！35