UPS培訓(xùn)基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)課程

1、UPS UPS 基礎(chǔ)培訓(xùn)基礎(chǔ)培訓(xùn) 一、一、UPS UPS 概概 述述第1頁/共41頁第一頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。一、一、UPS UPS 概述概述 什么是UPS 為什么使用UPS UPS的功能第2頁/共41頁第二頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。UPSUPSUPSUPS - Uninterrupted Power System - Uninterrupted Power System交流不間斷電源系統(tǒng)信息及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備蓄電池市電第3頁/共41頁第三頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。 利用電池化學(xué)能等作為后備能量，在市電斷電等電網(wǎng)故障時，不間斷地為用戶設(shè)備提供（交流）電能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置。

2、為您重要的設(shè)備提供靈活且完善 的電源保護(hù)第4頁/共41頁第四頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。 電源線電源線網(wǎng)線網(wǎng)線通訊線網(wǎng)絡(luò)總線 市電 柴油機(jī) 一個完備的UPSUPS系統(tǒng)，是由UPSUPS主機(jī)、電池、市電（發(fā)電機(jī)) )、后臺監(jiān)控或網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟/ /硬件等單元共同組成的。UPS計(jì)算機(jī)監(jiān)控平臺計(jì)算機(jī)監(jiān)控平臺第5頁/共41頁第五頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。一、一、UPSUPS概述概述 什么是UPS 為什么使用UPS UPS的功能第6頁/共41頁第六頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。為什么用UPS？電網(wǎng)問題波形下限市電斷電電壓浪涌電線噪聲瞬態(tài)尖峰頻率漂移諧波失真電網(wǎng)第7頁/共41頁第七頁，編輯于

3、星期日：七點(diǎn) 二十三分。為什么用UPS？電網(wǎng)問題電網(wǎng)問題電網(wǎng)問題引發(fā)原因引發(fā)原因現(xiàn)象現(xiàn)象市電斷電市電斷電停電、空氣開關(guān)跳閘停電、空氣開關(guān)跳閘零電壓持續(xù)零電壓持續(xù)2 2個周波以上個周波以上電壓浪涌電壓浪涌大型設(shè)備關(guān)閉或雷擊引起大型設(shè)備關(guān)閉或雷擊引起電壓高于電壓高于110%110%額定值，持額定值，持續(xù)一個或多個周波續(xù)一個或多個周波波形下陷波形下陷大型設(shè)備突然啟動、電網(wǎng)切換大型設(shè)備突然啟動、電網(wǎng)切換電壓低于電壓低于80-85%80-85%額定值，額定值，持續(xù)一個或多個周波持續(xù)一個或多個周波 瞬態(tài)尖峰瞬態(tài)尖峰閃電、電子開關(guān)工作，電焊閃電、電子開關(guān)工作，電焊電壓峰值高達(dá)電壓峰值高達(dá)60006000V

4、V，持續(xù)持續(xù)時間一般為時間一般為0.5-50.5-5個周波個周波諧波干擾諧波干擾電動機(jī)、電焊機(jī)、廣播通信設(shè)電動機(jī)、電焊機(jī)、廣播通信設(shè)備、無線通信設(shè)備、微波設(shè)備備、無線通信設(shè)備、微波設(shè)備頻率漂移頻率漂移小水電，發(fā)電機(jī)小水電，發(fā)電機(jī)第8頁/共41頁第八頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。一、一、UPS UPS 概述概述 什么是UPS 為什么使用UPS UPS的功能第9頁/共41頁第九頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。1.1. 高可靠性不間斷供電高可靠性不間斷供電2.2. 電網(wǎng)穩(wěn)壓、凈化功能電網(wǎng)穩(wěn)壓、凈化功能3.3. 電池管理功能電池管理功能4.4. 智能監(jiān)控功能智能監(jiān)控功能UPS的四大功能保證動力的

5、連續(xù)性高質(zhì)量供電、綠色電源延長電池使用壽命解決UPSUPS維護(hù)問題第10頁/共41頁第十頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。UPS UPS 基礎(chǔ)培訓(xùn)基礎(chǔ)培訓(xùn) 二、二、UPS UPS 原原 理理第11頁/共41頁第十一頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。二、二、UPS UPS 原理原理 常見四種架構(gòu)UPS原理 在線式UPS工作模式 UPS主要模塊功能介紹 常見大型UPS原理架構(gòu)第12頁/共41頁第十二頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。市電負(fù)載逆變器電池組充電器175264V220410V功率等級0.25-3KVA左右后備式后備式UPSUPS的基本原理的基本原理（一）（一）第13頁/共41頁第十三頁，

6、編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。 - - 市電正常時，它向負(fù)載提供的是抽頭變壓器稍 加穩(wěn)壓處理的“低質(zhì)量”交流電，逆變器不工 作，蓄電池由獨(dú)立的充電器充電。 - - 當(dāng)市電超出規(guī)定范圍時，負(fù)載由繼電器轉(zhuǎn)為電 池逆變供電。后備式后備式UPSUPS的基本原理的基本原理（二）（二）第14頁/共41頁第十四頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。市電負(fù)載低通濾波器逆變器/充電器降壓繞組升壓繞組電池組175264V150175V264276V功率等級0.7-20KVA左右互動式互動式UPSUPS的基本原理的基本原理（一）（一）第15頁/共41頁第十五頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。 在線互動UPSUPS與后備

7、式比，主要區(qū)別在于：逆變器與充電器合二為一，輸出通過變壓器的抽頭跳變，實(shí)現(xiàn)分段穩(wěn)壓?；邮交邮経PSUPS的基本原理的基本原理（二）（二）第16頁/共41頁第十六頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。功率等級10-480KVA左右市電負(fù)載主變換器電池組Delta變換器175264V220410V補(bǔ)償變壓器Dalta Dalta 變換變換UPSUPS的基本原理的基本原理（一）（一）第17頁/共41頁第十七頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。Dalta Dalta 變換變換UPSUPS的基本原理的基本原理（二）（二） 市電正常時，8585能量有市電直接提供，1515能 量有一個逆變器提供， 當(dāng)市電異常

8、時，100100能量有電池提供。 無法解決市電上的諧波污染，比如：頻率 異常、浪涌、噪聲等，將直接輸入到重要負(fù)載。ACDCACDCACACACAC3 phaseinput3 phaseoutputMain inverterDelta inverterNeutralNeutralBatteryBattery第18頁/共41頁第十八頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。整流逆變充電器電池組輸入EMI輸出EMI負(fù)載市電維修開關(guān)旁路輸入空開市電輸入空開切換開關(guān)1234功率等級0.7-1500KVA左右在線式在線式UPSUPS的基本原理的基本原理（一）（一）第19頁/共41頁第十九頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二

9、十三分。 不管電網(wǎng)電壓是否正常，輸出交流電壓都要經(jīng)過逆變器，即逆變器始終處于工作狀態(tài)。在線式在線式UPSUPS的基本原理的基本原理（二）（二）第20頁/共41頁第二十頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。較低中等較高高成本1 kVA功率范圍5ms12ms4ms左右零零切換時間低（僅近似不停電功能）中等（不停電、近似穩(wěn)壓功能）較高，無法解決電網(wǎng)諧波污染等問題最高（不停電、穩(wěn)壓、凈化功能）輸出電源質(zhì)量不工作熱備85能量直接市電提供，工作市電模式下逆變器狀態(tài)后后備備式式互互動動式式Dalta變變換換在在線線式式第21頁/共41頁第二十一頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。二、二、UPS UPS 原理原理

10、常見四種架構(gòu)UPS原理 在線式UPS工作模式 UPS主要模塊功能介紹 常見大型UPS原理架構(gòu)第22頁/共41頁第二十二頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。 在主路市電正常時，UPSUPS一方面通過整流器、逆變器給負(fù)載在線提供高品質(zhì)交流電源；另一方面通過整流器為電池充電，將能量儲存在電池中 ，如圖：市電逆變工作模式：市電逆變工作模式：第23頁/共41頁第二十三頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。 當(dāng)主路市電掉電或不正常時，系統(tǒng)自動無間斷地切換到電池工作模式，由電池逆變出用戶所需的三相四線交流電源向負(fù)載供電。市電恢復(fù)后系統(tǒng)自動無間斷地恢復(fù)到正常工作模式 ，如圖：電池逆變工作模式：電池逆變工作模式：第2

11、4頁/共41頁第二十四頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。 旁路工作方式有兩種，一種能自動恢復(fù)到正常工作模式；另一種需人工干預(yù)才能回到正常工作模式。在逆變器過載延時時間到、逆變器受大負(fù)載沖擊等情況下，系統(tǒng)自動無間斷切換到靜態(tài)旁路電源向負(fù)載供電。 在UPSUPS恢復(fù)正常后，系統(tǒng)自動恢復(fù)正常供電方式。 當(dāng)用戶關(guān)機(jī)，或主路市電掉電（或不正常）且電池儲能耗盡，或發(fā)生嚴(yán)重故障等情況下，逆變器關(guān)閉，系統(tǒng)會停留在旁路工作模式。此后若需恢復(fù)到正常工作模式，則需要用戶重新開機(jī)，如圖：靜態(tài)旁路工作模式：靜態(tài)旁路工作模式：第25頁/共41頁第二十五頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。 需要對UPSUPS電源及電池等進(jìn)行

12、全面檢修或設(shè)備故障需維修時，可以通過閉合維護(hù)開關(guān)Q3BPQ3BP，將負(fù)載轉(zhuǎn)向維修旁路直接供電，以實(shí)現(xiàn)對UPSUPS不停電維護(hù)。維修需要斷開UPSUPS內(nèi)部的主路、旁路輸入電源和電池輸入開關(guān)以及輸出開關(guān)，實(shí)現(xiàn)UPSUPS內(nèi)部不帶電而對負(fù)載仍然維持供電的維修工作模式，如圖：維修工作模式：維修工作模式：第26頁/共41頁第二十六頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。二、二、UPS UPS 原理原理 常見四種架構(gòu)UPS原理 在線式UPS工作模式 UPS主要模塊功能介紹 常見大型UPS原理架構(gòu)第27頁/共41頁第二十七頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。整流器整流器：l功能 將市電將市電ACAC電源轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定

13、的電源轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的DCDC電源（直流穩(wěn)壓電源）電源（直流穩(wěn)壓電源） 輸送足夠能量供給逆變器帶負(fù)載和給電池充電。輸送足夠能量供給逆變器帶負(fù)載和給電池充電。 緩啟動緩啟動/ /功率爬升。功率爬升。l主要組成 整流橋整流橋 中中/ /小容量小容量UPSUPS采用二極管、采用二極管、IGBTIGBT、雙向雙向SCRSCR 中中/ /大容量大容量UPSUPS采用采用SCRSCR DCDC濾波電容濾波電容 PFCPFC功率因數(shù)校正電路功率因數(shù)校正電路第28頁/共41頁第二十八頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。逆變器逆變器：功能： 把整流器或電池送來的把整流器或電池送來的DCDC電源變換成電壓穩(wěn)定（額定值電

14、源變換成電壓穩(wěn)定（額定值1%1%） ，頻率穩(wěn)定（額定值，頻率穩(wěn)定（額定值1-2%1-2%，本機(jī)振蕩精度可達(dá)額定值，本機(jī)振蕩精度可達(dá)額定值0.05%0.05%） ，諧波含量少（，諧波含量少（THDTHD5%5%，在峰值因數(shù)為在峰值因數(shù)為3:13:1），干凈的再生正弦），干凈的再生正弦 波波ACAC電源供給負(fù)載。允許電源供給負(fù)載。允許DCVDCV變化范圍：變化范圍：320320V-490VV-490V。組成： IGBT IGBT三相逆變橋三相逆變橋 ACAC輸出濾波電容輸出濾波電容 輸出變壓器輸出變壓器 控制邏輯電路控制邏輯電路第29頁/共41頁第二十九頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。靜態(tài)開關(guān)：

15、功能 在發(fā)生以下情況時在發(fā)生以下情況時，無中斷地（同步）把負(fù)載電源轉(zhuǎn)接，無中斷地（同步）把負(fù)載電源轉(zhuǎn)接 到旁路電源：到旁路電源：UPSUPS輸出端發(fā)生過載、甚至短路、逆變器輸出端發(fā)生過載、甚至短路、逆變器 故障（包括過溫，超故障（包括過溫，超/ /欠壓）欠壓） 具有比逆變器更強(qiáng)過載能力（具有比逆變器更強(qiáng)過載能力（100%100%可達(dá)可達(dá)200200msms）組成 用用S SCRCR做成無觸點(diǎn)開關(guān)，在旁路和逆變器側(cè)各有一組。做成無觸點(diǎn)開關(guān)，在旁路和逆變器側(cè)各有一組。 正因?yàn)闊o觸點(diǎn)，開關(guān)整速度快，從而保證轉(zhuǎn)換無中斷，正因?yàn)闊o觸點(diǎn)，開關(guān)整速度快，從而保證轉(zhuǎn)換無中斷， 不會產(chǎn)生因電弧引起的高頻干擾，影

16、響負(fù)載運(yùn)行。不會產(chǎn)生因電弧引起的高頻干擾，影響負(fù)載運(yùn)行。第30頁/共41頁第三十頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。功能：為在不中斷負(fù)載電源情況下為在不中斷負(fù)載電源情況下，檢修，檢修UPSUPS。輔助觸點(diǎn)發(fā)出信號，禁止逆變器啟動。輔助觸點(diǎn)發(fā)出信號，禁止逆變器啟動。組成：加鎖的手動開關(guān)加鎖的手動開關(guān)?？刂疲菏謩涌刂剖謩涌刂?、嚴(yán)格按操作步驟，把負(fù)載從逆變器供電、嚴(yán)格按操作步驟，把負(fù)載從逆變器供電轉(zhuǎn)到手動維修旁路及恢復(fù)逆變器供電。轉(zhuǎn)到手動維修旁路及恢復(fù)逆變器供電。第31頁/共41頁第三十一頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。功能：當(dāng)市電中斷或超限時當(dāng)市電中斷或超限時，供給逆變器能量（，供給逆變器能量（D

17、CDC電源）電源）保證負(fù)載電源不會中斷。保證負(fù)載電源不會中斷。組成：閥控鉛酸電池閥控鉛酸電池（VRLAVRLA）全密封免維護(hù)電池。全密封免維護(hù)電池。電池柜或電池架電池柜或電池架電池開關(guān)電池開關(guān)安裝在電池柜內(nèi)或電池房內(nèi)溫度傳感器安裝在電池柜內(nèi)或電池房內(nèi)溫度傳感器第32頁/共41頁第三十二頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。UPS UPS 基礎(chǔ)培訓(xùn)基礎(chǔ)培訓(xùn)三、UPS UPS 高可靠性的供電方案高可靠性的供電方案第33頁/共41頁第三十三頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。適用范圍：中小功率機(jī)型適用范圍：中小功率機(jī)型優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 價格便宜，安裝方式簡單可靠。價格便宜，安裝方式簡單可靠。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 從機(jī)

18、電池壽命縮短。從機(jī)電池壽命縮短。 對單機(jī)抗階躍負(fù)載能力要求高。對單機(jī)抗階躍負(fù)載能力要求高。 沒有擴(kuò)容能力。沒有擴(kuò)容能力。市電負(fù)載AC/DC-DC/ACAC/DC-DC/AC主路從機(jī) 旁路從機(jī)輸出主從機(jī)串聯(lián)主從機(jī)串聯(lián)“熱備份熱備份”方案方案第34頁/共41頁第三十四頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。適用范圍：大功率機(jī)型適用范圍：大功率機(jī)型優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 多臺多臺UPSUPS平均分?jǐn)傌?fù)載、可靠性高。平均分?jǐn)傌?fù)載、可靠性高。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 控制電路復(fù)雜。成本高?？刂齐娐窂?fù)雜。成本高。形式較多：直接并機(jī)（形式較多：直接并機(jī)（N+1)N+1)、并機(jī)柜方式并機(jī)柜方式( (并機(jī)旁路柜）并機(jī)旁路柜） 、導(dǎo)航型方式

19、、熱同步方式導(dǎo)航型方式、熱同步方式。市電負(fù)載AC/DC-DC/ACAC/DC-DC/AC主機(jī)從機(jī)從機(jī)輸出并機(jī)邏輯控制并機(jī)型冗余供電并機(jī)型冗余供電第35頁/共41頁第三十五頁，編輯于星期日：七點(diǎn) 二十三分。并聯(lián)的目的并聯(lián)的目的1 1、可以組成很大容量的交流電源系統(tǒng)；、可以組成很大容量的交流電源系統(tǒng)；2 2、可以組成冗余系統(tǒng)以提高系統(tǒng)的可靠性；、可以組成冗余系統(tǒng)以提高系統(tǒng)的可靠性；3 3、可以靈活配置系統(tǒng)的容量，便于擴(kuò)容，并降低用戶的初始投資；、可以靈活配置系統(tǒng)的容量，便于擴(kuò)容，并降低用戶的初始投資；4 4、系統(tǒng)具有很好的可維護(hù)性、系統(tǒng)具有很好的可維護(hù)性并聯(lián)的基本條件：并聯(lián)的基本條件：除并機(jī)系統(tǒng)各單機(jī)必須滿足機(jī)型和容量相同，軟件除并機(jī)系統(tǒng)各單機(jī)必須滿足機(jī)型和容量相同，軟件 和硬件版本需一致外，還