UPS電源的組成與基本原理

1、 UPS電源的組成與電源的組成與基本原理基本原理培訓(xùn)資料w.UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識UPS的定義的定義UPS的主要作用的主要作用UPS的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) UPS的基本組成的基本組成w.UPS的基本運(yùn)行原理的基本運(yùn)行原理正常運(yùn)行方式正常運(yùn)行方式電池后備運(yùn)行方式電池后備運(yùn)行方式旁路運(yùn)行方式旁路運(yùn)行方式維修運(yùn)行方式維修運(yùn)行方式 目錄1. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的定義的定義UPS是英文是英文Uninterruptable Power Supply的縮寫，中文譯的縮寫，中文譯為為“不間斷電源不間斷電源”； 它是能夠?qū)崿F(xiàn)兩路電源之間不間斷地相互切換的電氣裝置；它是能夠?qū)崿F(xiàn)兩路電

2、源之間不間斷地相互切換的電氣裝置；從嚴(yán)格意義上講，UPS不是一種電源，它不是依靠能量形式的轉(zhuǎn)換來提供電能，它只是提供一種兩路電源之間無間斷切換的機(jī)會，這才是UPS的主要設(shè)計(jì)思想；UPS的價(jià)格之所以昂貴，就是貴在這種不間斷切換的特點(diǎn)上page 3UPS輸出第二路供電三類供電一類供電第一路供電wUPS的定義的定義 UPS是電力電子技術(shù)的產(chǎn)品：是電力電子技術(shù)的產(chǎn)品： 以電力為對象，以電子技術(shù)為手段實(shí)現(xiàn)控制的技術(shù)稱為電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)。它的主要任務(wù)是利用電力和電子器件實(shí)現(xiàn)對電能的控制和轉(zhuǎn)換。 從1956年第一只可控硅（SCR）誕生之日起，即進(jìn)入了電力電子技術(shù)的時(shí)代。70年代末期由微電子技術(shù)與電力

3、晶體管（GTR）技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)入了現(xiàn)代電力電子技術(shù)現(xiàn)代電力電子技術(shù)的時(shí)代。 現(xiàn)代電力電子技術(shù)應(yīng)用于所有的電氣工程領(lǐng)域，例如：發(fā)電廠的儲能設(shè)備、直流輸電設(shè)備、動態(tài)無功補(bǔ)償、電力機(jī)車牽引、變頻調(diào)速電機(jī)、不間斷電源不間斷電源、開關(guān)電源、中高頻感應(yīng)電爐、電視、辦公自動化、通訊、汽車自動化、家用電器等等 。page 41. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的主要作用的主要作用為什么要使用為什么要使用 UPS？ 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種各樣的用電器越來越多，而這其中的絕隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種各樣的用電器越來越多，而這其中的絕大部分都是非線性負(fù)載大部分都是非線性負(fù)載(Non-Linear Loa

4、d)：從電網(wǎng)提取電流的波形與電壓波形不一致的負(fù)載；從電網(wǎng)提取電流的波形與電壓波形不一致的負(fù)載；阻抗隨加在其兩端的電壓而變化的負(fù)載；阻抗隨加在其兩端的電壓而變化的負(fù)載；產(chǎn)生諧波電流的負(fù)載又稱為畸變負(fù)載產(chǎn)生諧波電流的負(fù)載又稱為畸變負(fù)載(Deforming Loads)或污染負(fù)載或污染負(fù)載(Polluting Load); 一方面，這些非線性負(fù)載給電網(wǎng)帶來了大量的諧波諧波以及其它的干擾干擾，使供電的質(zhì)量越來越壞; 另一方面，一些重要的用電部門，如機(jī)場、醫(yī)院、銀行等和一些重要的用電設(shè)備：如計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備等，對供電質(zhì)量供電質(zhì)量的要求越來越高:不僅要求不停電，還要求電壓、頻率穩(wěn)定，還要求波形準(zhǔn)確完好。簡

5、而言之，需要有一個(gè)干凈或凈化的電源； 這就使得負(fù)荷這就使得負(fù)荷(用電器用電器)與電網(wǎng)供電質(zhì)量之間的矛盾日趨加深，必須解決與電網(wǎng)供電質(zhì)量之間的矛盾日趨加深，必須解決。 在諸多的解決電源的方案中，在諸多的解決電源的方案中，UPS是最好的解決方案是最好的解決方案。page 51. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的主要作用的主要作用電網(wǎng)中的騷擾電網(wǎng)中的騷擾停電：短時(shí)間的、長時(shí)間的.page 6騷騷擾擾特特征征主主要要起起因因主主要要后后果果停停電電(Power outages)間間斷斷(Micro-outages)電壓完全消失 10 毫秒。大氣條件、切換、故障、電網(wǎng)施工。運(yùn)行故障和數(shù)據(jù)丟失(計(jì)算機(jī)

6、系統(tǒng))或生產(chǎn)中斷(連續(xù)處理過程)。停停電電(Outages)電壓在一個(gè)周期以上的完全消失：- 短時(shí)停電： 3 分鐘(70% 的停電都小于 1 秒鐘)- 長時(shí)停電： 3 分鐘大氣條件、切換、故障、意外事故、電網(wǎng)施工。視停電持續(xù)時(shí)間而定， 機(jī)器停機(jī)并危及人身(如電梯)，數(shù)據(jù)丟失(如計(jì)算機(jī)系統(tǒng))或生產(chǎn)中斷(如連續(xù)處理過程)。1. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的主要作用的主要作用電網(wǎng)中的騷擾電網(wǎng)中的騷擾電壓變化：電壓跌落、過電壓、欠電壓、電壓尖峰、三相不平衡.page 71. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的主要作用的主要作用電網(wǎng)中的騷擾電網(wǎng)中的騷擾頻率變化：頻率波動、過高、過低、閃爍.pa

7、ge 8騷擾騷擾特征特征主要起因主要起因主要后果主要后果頻率頻率變化變化(Frequency variations)頻率頻率波動波動(Frequencyfluctuations)頻率的不穩(wěn)定性。典型情況為+5%、 - 6% (10秒鐘時(shí)間間隔的平均值)。- 發(fā)電機(jī)組的調(diào)整；- 發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行失調(diào)；- 頻率不穩(wěn)定的電源。這些變化超出了某些儀表和計(jì)算機(jī)的容限范圍(通常為 1%) ，因此可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的錯誤或丟失。閃閃爍爍(Flicker)由于電壓和頻率(其它騷擾：高頻瞬態(tài)沖擊、諧波、電磁兼容性.page 9騷擾騷擾特征特征主要起因主要起因主要后果主要后果其它騷擾其它騷擾(Other disturb

8、ances)高頻瞬態(tài)高頻瞬態(tài)(HF transients) 突然、巨大和非常短暫的電壓跳變。類似于電壓尖峰。大氣現(xiàn)象(雷擊)和電網(wǎng)切換。破壞設(shè)備、加速老化、器件或絕緣故障。極短的持續(xù)時(shí)間(Short duration) 1 微秒幅值 100 微秒峰值為額定電壓的 3 到 5 倍頻率為幾百 KHz)。感性負(fù)載停機(jī)或高壓故障通過電磁耦合傳輸?shù)降蛪合到y(tǒng)。諧波失真諧波失真(Harmonicdistortion)非線性負(fù)載吸收的諧波電流造成電流和電壓的波形失真。25 次以上的諧波往往可以忽略不計(jì)。帶磁芯的電力機(jī)械(電動機(jī)、 空載變壓器，等等)、開關(guān)電源、電弧爐、變頻調(diào)速器。設(shè)備需增容，溫度升高，電容諧振

9、，毀壞變壓器，電動機(jī)噪聲增大。電磁兼容性電磁兼容性(EMC)電磁或靜電的傳導(dǎo)或輻射騷擾。目標(biāo)是保證低發(fā)射率和高抗擾性。電子部件(晶體管， 可控硅， 二極管)的開關(guān)、靜電釋放。敏感性電子裝置的功能失常。1. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的主要作用的主要作用電網(wǎng)中騷擾的電網(wǎng)中騷擾的解決方案解決方案 為了消除這些電網(wǎng)中的干擾，制定有關(guān)的供電標(biāo)準(zhǔn)：供電標(biāo)準(zhǔn)EN 50160 定義了歐洲配電系統(tǒng)中的如下一些正常波動：電壓電壓 +10% 到到 -15% (每10分鐘間隔的平均有效值)，其中每周95%的時(shí)間必須在10%的范圍內(nèi)； 頻率頻率 +4 到到 -6% ，一年中有99.5%的時(shí)間在1%的范圍內(nèi)國家

10、標(biāo)準(zhǔn)電子計(jì)算機(jī)場地通用規(guī)范（GB/T-2887-2000）中關(guān)于機(jī)房供配電要求如下： 頻率：頻率：50Hz， 電壓：電壓：380V220V，相數(shù)：三相五線制或三相四相數(shù)：三相五線制或三相四線制單相三線制線制單相三線制：page 10計(jì)算機(jī)房供電允許變化的范圍計(jì)算機(jī)房供電允許變化的范圍 級別級別項(xiàng)目項(xiàng)目A 級級B 級級C 級級電壓變化電壓變化()-5+510+7-15+10頻率變化頻率變化(Hz)-0.2+0.2-0.5+0.5-l+l1. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的主要作用的主要作用電網(wǎng)中騷擾的電網(wǎng)中騷擾的解決方案解決方案 為了消除這些電網(wǎng)中的干擾，制定有關(guān)的法規(guī)，限制用電器對電網(wǎng)造

11、成的擾動，規(guī)定用電器給公共電網(wǎng)帶來的干擾限值：國際電工委員會制定的標(biāo)準(zhǔn)IEC1000-3-2,歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN60555-2,瑞士標(biāo)準(zhǔn)ASE3600，美國標(biāo)準(zhǔn)IEEE519；以及國家標(biāo)準(zhǔn)GB 12326-90（電能質(zhì)量電壓允許波動和閃變）、GB/T 1454993 （電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波）等。 人們用了多年的時(shí)間來尋找各種解決辦法最后才創(chuàng)造出UPS這樣的新型設(shè)備, 使電網(wǎng)和用電器進(jìn)行隔離, 既避免負(fù)載對電網(wǎng)產(chǎn)生干擾, 又避免電網(wǎng)中的干擾進(jìn)入和影響負(fù)載。page 111. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的主要作用的主要作用電網(wǎng)中的騷擾，電網(wǎng)中的騷擾，各種電氣裝置解決方案的比較各種電氣裝置解決方案

12、的比較隔隔離離變變壓壓器器穩(wěn)穩(wěn)壓壓器器電電源源凈凈化化器器調(diào)調(diào)諧諧濾濾波波器器動動態(tài)態(tài)機(jī)機(jī)組組鐵鐵磁磁共共振振 U UP PS S電電力力U UP PS S噪噪聲聲* * * * * * *電電壓壓變變化化* * * * * *頻頻率率變變化化* *瞬瞬間間間間斷斷* * * *斷斷電電* * * *諧諧波波* * * * *后后備備時(shí)時(shí)間間無無有有在眾多的解決方案中，只有UPS的抗電網(wǎng)干擾的功能最全面、性能最好，因而得到各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。page 121. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識整流器直流逆變器輸入輸出UPS輸出第二路供電三類供電一類供電第一路供電2.隔離作用：隔離作用：將瞬間間斷、諧

13、波、電壓波動、頻率波動以及電壓噪聲等電網(wǎng)干擾阻擋在負(fù)載之前，即使負(fù)載對電網(wǎng)不產(chǎn)生干擾，又使電網(wǎng)中的干擾不影響負(fù)載；page 13wUPS的主要作用的主要作用 1.兩路電源之間的無間斷相互切換；兩路電源之間的無間斷相互切換；1. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識UPS220Vac220Vac230Vac240Vac(穩(wěn)壓作用)UPS50Hz50Hz60Hz(穩(wěn)頻作用)(頻率變換)4.頻率變換作用：頻率變換作用：輸入頻率等于或不等于輸出頻率，如50Hz/50Hz，50Hz/60Hz，包括穩(wěn)頻作用；page 14wUPS的主要作用的主要作用 3.電壓變換作用：電壓變換作用：輸入電壓等于或不等于輸出電壓，如

14、輸入電壓等于或不等于輸出電壓，如380V/380V，380V/220V，包括穩(wěn)壓作用；，包括穩(wěn)壓作用；1. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識整流器直流逆變器輸入輸出電池1)和和5)是保證對負(fù)載供電的是保證對負(fù)載供電的連續(xù)性連續(xù)性；2)、3)和和4)是保證對負(fù)載供電的是保證對負(fù)載供電的質(zhì)量質(zhì)量。page 15wUPS的主要作用的主要作用 5.提供一定的后備時(shí)間：提供一定的后備時(shí)間：UPS的電池貯存一定的能量，在電網(wǎng)停電或的電池貯存一定的能量，在電網(wǎng)停電或間斷時(shí)繼續(xù)供電一段時(shí)間來保護(hù)負(fù)載；后備時(shí)間為間斷時(shí)繼續(xù)供電一段時(shí)間來保護(hù)負(fù)載；后備時(shí)間為10分鐘、分鐘、30分鐘、分鐘、60分鐘或更長。分鐘或更長。1

15、. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（1）被動后備式）被動后備式(Passive Standby，也稱為離線式也稱為離線式OFF-Line) 組成組成 充電器 逆變器 電池 濾波器/調(diào)壓器page 16充電器電池負(fù)載交流輸入濾波器調(diào)壓器 / 逆變器正常方式電池后備方式1. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（1）被動后備式）被動后備式(Passive Standby，也稱為離線式也稱為離線式OFF-Line) 工作原理工作原理正常運(yùn)行方式：負(fù)載由市電通過一個(gè)可消除某些特定的騷擾并提供一定程度的電壓調(diào)節(jié)的濾波裝置為負(fù)載供電；逆變器

16、運(yùn)行在被動后備的模式下；充電器對電池組進(jìn)行浮充電以保證電池處于充滿的狀態(tài)；充電器電池負(fù)載交流輸入濾波器調(diào)壓器 / 逆變器正常方式電池后備方式page 171. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（1）被動后備式）被動后備式(Passive Standby，也稱為離線式也稱為離線式OFF-Line) 工作原理工作原理電池放電運(yùn)行方式：當(dāng)交流輸入電壓超出了UPS的允許容限范圍，或市電中斷時(shí)，逆變器和電池在經(jīng)過一個(gè)很短的切換時(shí)間(切換時(shí)間小于10毫秒)之后投入，以保證對負(fù)載的繼續(xù)供電，直到電池提供的后備時(shí)間結(jié)束；充電器電池負(fù)載交流輸入濾波器調(diào)壓器 / 逆變器正常方式電

17、池后備方式page 181. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)w（1）被動后備式）被動后備式(Passive Standby，也稱為離線式也稱為離線式OFF-Line) 工作原理工作原理市電恢復(fù)正常后：在經(jīng)過很短的切換時(shí)間(切換時(shí)間小于10毫秒)后,負(fù)載切換回市電供電;充電器開始給電池進(jìn)行恢復(fù)充電，直到充滿后轉(zhuǎn)入浮充電狀態(tài)。充電器電池負(fù)載交流輸入濾波器調(diào)壓器 / 逆變器正常方式電池后備方式page 191. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（1）被動后備式）被動后備式(Passive Standby，也稱為離線式，也稱為離線式

18、(OFF-Line)應(yīng)用：小于應(yīng)用：小于2KVA的的UPS；優(yōu)點(diǎn)：電路簡單，價(jià)格便宜；優(yōu)點(diǎn)：電路簡單，價(jià)格便宜；缺點(diǎn)：頻率不能調(diào)節(jié)，切換有間斷。缺點(diǎn)：頻率不能調(diào)節(jié)，切換有間斷。page 201. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（2）線互動式）線互動式(Line Interactive) 組成：組成： 靜態(tài)開關(guān) 雙向逆變器 電池 旁路開關(guān)電池負(fù)載主交流輸入如果只有一路交流輸入旁路交流輸入逆變器維修旁路靜態(tài)開關(guān)正常方式電池方式旁路方式page 211. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（2）線互動式）線互動式(Line Inte

19、ractive) 工作原理：工作原理： 逆變器以后備方式并聯(lián)在交流輸入上，并且對電池充電。因此逆變器與交流輸入電源互動（可逆向運(yùn)行）。 正常模式：負(fù)載通過與交流輸入并聯(lián)的逆變器獲取經(jīng)過調(diào)節(jié)的電力。逆變器的作用是調(diào)節(jié)輸出電壓和給電池進(jìn)行浮充電充電。輸出頻率取決于交流輸入的頻率。電池負(fù)載主交流輸入如果只有一路交流輸入旁路交流輸入逆變器維修旁路靜態(tài)開關(guān)正常方式電池方式旁路方式page 221. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（2）線互動式）線互動式(Line Interactive) 工作原理：工作原理： 電池供電模式：當(dāng)交流輸入電壓超越UPS允許的容限范圍或市電

20、中斷時(shí)，逆變器和電池通過一個(gè)靜態(tài)開關(guān)無間斷地切換給負(fù)載繼續(xù)供電，該靜態(tài)開關(guān)同時(shí)也斷開交流輸入以防止逆變器的電流倒送回上線。UPS依靠電池的電力持續(xù)運(yùn)行，直到電池的后備時(shí)間結(jié)束或市電恢復(fù)正常。如果市電恢復(fù)正常負(fù)載將被切換回正常模式，但這時(shí)逆變器開始給電池進(jìn)行恢復(fù)性充電。電池負(fù)載主交流輸入如果只有一路交流輸入旁路交流輸入逆變器維修旁路靜態(tài)開關(guān)正常方式電池方式旁路方式page 231. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（2）線互動式）線互動式(Line Interactive)工作原理：工作原理： 旁路模式：這種類型的UPS有可能配備旁路。如果UPS的某項(xiàng)功能發(fā)生故

21、障，或發(fā)生過載，負(fù)載可以被切換到旁路交流輸入（視安裝情況由市電或后備電源供電）。電池負(fù)載主交流輸入如果只有一路交流輸入旁路交流輸入逆變器維修旁路靜態(tài)開關(guān)正常方式電池方式旁路方式page 241. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（2）線互動式）線互動式(Line Interactive)應(yīng)用：應(yīng)用：此種配置不太適合作為中-大功率為敏感性負(fù)載的電源，因?yàn)闊o法進(jìn)行頻率的調(diào)節(jié)。由于這個(gè)原因，在除小功率以外的設(shè)備中很少采用這種配置。通常小于10KVA，用于非關(guān)鍵性負(fù)載。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：電路簡單，價(jià)格便宜；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：頻率不能調(diào)節(jié)，動態(tài)特性差。page 251. UPS的基

22、礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（3）雙轉(zhuǎn)換式）雙轉(zhuǎn)換式(Double Conversion，又稱為在線式，又稱為在線式On-Line) 基本組成：基本組成： 整流器/充電器 逆變器 靜態(tài)開關(guān)(靜態(tài)旁路) 手動旁路開關(guān)(手動維修旁路) 電池 逆變器串聯(lián)在交流輸入和負(fù)載之間如果只有一路交流輸入手動維修旁路正常方式電池方式旁路方式整流器充電器/電池負(fù)載主交流輸入旁路交流輸入逆變器靜態(tài)開關(guān)靜態(tài)旁路()page 261. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（3）雙轉(zhuǎn)換式）雙轉(zhuǎn)換式(Double Conversion，又稱為在線式，又稱為在線式On

23、-Line) 應(yīng)用：應(yīng)用： 在這中配置中，由于使用了靜態(tài)開關(guān)，將負(fù)載切換到逆變器所需的時(shí)間可以忽略不計(jì)； 而且，輸出的電壓和頻率完全獨(dú)立于輸入電壓和頻率。這意味著這種類型的UPS可以被設(shè)計(jì)作為頻率轉(zhuǎn)換器使用。 實(shí)際上，這種類型是中大功率的主要配置（10KVA以上）。 注意： 這種類型的UPS常常被稱作“在線式在線式”，這表示負(fù)載由逆變器連續(xù)供電而不管交流輸入電源的狀態(tài)如何。 優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)壓穩(wěn)頻、切換無間斷；優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)壓穩(wěn)頻、切換無間斷； 缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴。缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴。page 271. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識如果只 有 一 路電源通 信板負(fù) 載正 常交流 輸 入旁 路交 流 輸 入靜態(tài)開關(guān)(1

24、)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(9)(8)(10)(13)(14)(11)(15)(16)(12)去 樓 宇監(jiān) 控 系統(tǒng)去 電話網(wǎng)絡(luò)輸 出配 電和 保護(hù)開關(guān)FAHmodem板監(jiān)控P C 機(jī)維修旁路市電電網(wǎng)濾波器選件輸入配電和保護(hù)開關(guān)逆變器整流器充電器電池wUPS的基本組成的基本組成page 281. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的基本組成的基本組成(1)整流器整流器/充電器充電器將主交流輸入電源的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓的變換器。將主交流輸入電源的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓的變換器。用于：用于：為逆變器提供電源；為逆變器提供電源；對電池進(jìn)行充電和浮充電。對電池進(jìn)行充電和浮充電。page

25、 291. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的基本組成的基本組成(2)逆變器逆變器將直流電壓轉(zhuǎn)換成滿足嚴(yán)格要求的交流電壓的轉(zhuǎn)換器。將直流電壓轉(zhuǎn)換成滿足嚴(yán)格要求的交流電壓的轉(zhuǎn)換器。直流電直流電壓壓正常情況下來自整流器；正常情況下來自整流器；后備期間來自電池。后備期間來自電池。page 301. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的基本組成的基本組成(3)電池電池在在市電電網(wǎng)發(fā)生市電電網(wǎng)發(fā)生下列情況下列情況時(shí)使時(shí)使UPS繼續(xù)運(yùn)行繼續(xù)運(yùn)行：市電電網(wǎng)斷電市電電網(wǎng)斷電；電網(wǎng)電力的指標(biāo)超出了電網(wǎng)電力的指標(biāo)超出了UPS允許的容限范圍允許的容限范圍。標(biāo)準(zhǔn)的電池后備時(shí)間是從10分鐘到30分鐘，并且根據(jù)需要延長

26、。根據(jù)后備時(shí)間的不同，電池可裝在UPS機(jī)柜內(nèi)或分開的柜體內(nèi)。page 311. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的基本組成的基本組成(4)靜態(tài)開關(guān)靜態(tài)開關(guān)用于將負(fù)載從逆變器切換到旁路，用于將負(fù)載從逆變器切換到旁路，并且在切換時(shí)對負(fù)載的供電并且在切換時(shí)對負(fù)載的供電沒有任何中斷（因?yàn)榍袚Q動作是由電子元件而不是機(jī)械元件完沒有任何中斷（因?yàn)榍袚Q動作是由電子元件而不是機(jī)械元件完成的成的）。）。 以下的任意一種原因都可能導(dǎo)致切換以下的任意一種原因都可能導(dǎo)致切換： UPS自行關(guān)機(jī)；自行關(guān)機(jī)；超越逆變器容量上限的過載超越逆變器容量上限的過載；內(nèi)部故障內(nèi)部故障。page 321. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識w

27、UPS的基本組成的基本組成(5)手動維修旁路開關(guān)手動維修旁路開關(guān) 用于在維護(hù)時(shí)將負(fù)載切換到旁路。當(dāng)用于在維護(hù)時(shí)將負(fù)載切換到旁路。當(dāng)UPS上線和下游的頻率一致時(shí)上線和下游的頻率一致時(shí)方可進(jìn)行切換。方可進(jìn)行切換。 轉(zhuǎn)換到旁路方式運(yùn)行不會導(dǎo)致對負(fù)載供電的中斷，因?yàn)檗D(zhuǎn)換是通過轉(zhuǎn)換到旁路方式運(yùn)行不會導(dǎo)致對負(fù)載供電的中斷，因?yàn)檗D(zhuǎn)換是通過靜態(tài)開關(guān)進(jìn)行的靜態(tài)開關(guān)進(jìn)行的。page 331. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的基本組成的基本組成(6)市電輸入開關(guān)、市電輸入開關(guān)、 (7)靜態(tài)旁路輸入開關(guān)、靜態(tài)旁路輸入開關(guān)、 (8)逆變器輸出開關(guān)和逆變器輸出開關(guān)和 (9) 電池?cái)嗦菲麟姵財(cái)嗦菲?這些置于這些置于UP

28、S內(nèi)的裝置內(nèi)的裝置在維護(hù)期間在維護(hù)期間隔離各種隔離各種組件；組件； 電池短路器提供電池過放電保護(hù)、保護(hù)整流電池短路器提供電池過放電保護(hù)、保護(hù)整流器器/充電器和逆變器免充電器和逆變器免受電池短路的影響受電池短路的影響。page 341. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的基本組成的基本組成(10)旁路輸入隔離變壓器旁路輸入隔離變壓器(選件選件) 當(dāng)下當(dāng)下線負(fù)載由旁路供電時(shí)提供線負(fù)載由旁路供電時(shí)提供UPS輸入輸入/輸出的輸出的電氣隔離電氣隔離； 在上線與下線的地線系統(tǒng)不一樣的情況下尤其在上線與下線的地線系統(tǒng)不一樣的情況下尤其重要；重要； 對于對于某些某些系列系列UPS，上線隔離變壓器能安裝在，上

29、線隔離變壓器能安裝在UPS主機(jī)柜里主機(jī)柜里。(11) 電壓匹配變壓器電壓匹配變壓器(選件選件) 將電壓調(diào)節(jié)至所需的值將電壓調(diào)節(jié)至所需的值。(12)輸入諧波濾波器輸入諧波濾波器(選件選件) 在在主電源輸入端，有可能需要在整流器上線安裝諧波濾波器主電源輸入端，有可能需要在整流器上線安裝諧波濾波器； 目的是消除反送回配電系統(tǒng)的諧波電流：諧波電流是由整流器中的二極目的是消除反送回配電系統(tǒng)的諧波電流：諧波電流是由整流器中的二極管或可控硅的開關(guān)作用產(chǎn)生的管或可控硅的開關(guān)作用產(chǎn)生的，它是產(chǎn)生，它是產(chǎn)生電壓失真電壓失真度的原因之一；度的原因之一； 安裝諧波濾波器可以降低上線的配電總線中的電壓失真安裝諧波濾波器

30、可以降低上線的配電總線中的電壓失真度。度。將上線的將上線的THDU (總諧波電壓失真度總諧波電壓失真度)控制在允許的水平控制在允許的水平內(nèi)；內(nèi)；page 351. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識wUPS的基本組成的基本組成(13)內(nèi)置通信接口板內(nèi)置通信接口板 (14)調(diào)制解調(diào)器接口調(diào)制解調(diào)器接口 除了需要友好的人除了需要友好的人-機(jī)界面對機(jī)界面對UPS實(shí)行有效的監(jiān)控之外，實(shí)行有效的監(jiān)控之外，UPS與其外部電力和計(jì)算環(huán)與其外部電力和計(jì)算環(huán)境境(監(jiān)控系統(tǒng)，樓宇和能源管理監(jiān)控系統(tǒng)，樓宇和能源管理(BEM)系統(tǒng)系統(tǒng))通訊的也變得越來越重要通訊的也變得越來越重要； 梅蘭日蘭的梅蘭日蘭的UPS內(nèi)置了全面的通訊

31、內(nèi)置了全面的通訊功能，功能，標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型配備以下裝置標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型配備以下裝置：帶有圖象顯示和模擬圖形面板的友好的人帶有圖象顯示和模擬圖形面板的友好的人/機(jī)界面機(jī)界面：該界面是圍繞自監(jiān)控系統(tǒng)：該界面是圍繞自監(jiān)控系統(tǒng)和自檢測系統(tǒng)建立的，能持續(xù)地指示和自檢測系統(tǒng)建立的，能持續(xù)地指示UPS不同部件的狀態(tài)不同部件的狀態(tài)；例如；例如： 電池監(jiān)控系統(tǒng)具有全面的電池管理功能，可連續(xù)地監(jiān)控電池的狀態(tài)； 溫度監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測電池溫度； 電池保護(hù)系統(tǒng)能夠迅速地探測和定位電池的故障；內(nèi)置的與環(huán)境的通訊接口，包括內(nèi)置的與環(huán)境的通訊接口，包括： 干接點(diǎn)； RS 232 ASCII； 使用SNMP協(xié)議的以太網(wǎng)卡； JBUS RS485

32、； 用于Teleservice(遠(yuǎn)程服務(wù))的調(diào)制解調(diào)器。 這些接口允許用戶通過一臺這些接口允許用戶通過一臺PC用監(jiān)控軟件用監(jiān)控軟件(如如Monitor-Pac軟件軟件)或樓宇能源管理系或樓宇能源管理系統(tǒng)來遠(yuǎn)程控制各種設(shè)備、或者享受遠(yuǎn)程服務(wù)的優(yōu)越性，等等統(tǒng)來遠(yuǎn)程控制各種設(shè)備、或者享受遠(yuǎn)程服務(wù)的優(yōu)越性，等等。 它們還允許網(wǎng)管員管理整組的它們還允許網(wǎng)管員管理整組的UPS(例如例如Management-Pac軟件軟件)或者在電池電力終止或者在電池電力終止之前自動執(zhí)行電腦系統(tǒng)的關(guān)機(jī)操作之前自動執(zhí)行電腦系統(tǒng)的關(guān)機(jī)操作(例如例如Solution-Pac軟件軟件)。page 361. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知

33、識wUPS的基本組成的基本組成(15)輸入配電柜和保護(hù)輸入配電柜和保護(hù)(選件選件)、 (16)輸出配電柜和保護(hù)輸出配電柜和保護(hù)(選件選件) 以下設(shè)備可以隨以下設(shè)備可以隨UPS一一起提供起提供：通過在交流輸入通過在交流輸入回路回路使用斷路器提供上線低壓保護(hù)。對于使用斷路器提供上線低壓保護(hù)。對于某些某些系列的系列的UPS來說，這種保護(hù)措施可以作為選件集成在來說，這種保護(hù)措施可以作為選件集成在UPS中；中；在上線低壓配電柜中安裝在上線低壓配電柜中安裝斷路器以保護(hù)斷路器以保護(hù)UPS的交流輸入的交流輸入(正常正常交流輸入交流輸入及旁路及旁路交流輸入交流輸入);在下線低壓在下線低壓配電柜配電柜中安裝斷路器

34、以保護(hù)不同的輸出中安裝斷路器以保護(hù)不同的輸出回路回路以避免以避免故障的擴(kuò)散和傳播；故障的擴(kuò)散和傳播；page 371. UPS的基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)知識w正常運(yùn)行方式正常運(yùn)行方式正常運(yùn)行方式：提供給負(fù)載的所有電力都經(jīng)過整流/充電器和逆變器的雙重轉(zhuǎn)換（AC-DC-AC），雙轉(zhuǎn)換模式因此而得名。整流器/充電器對電池進(jìn)行浮充電以保持電池處于滿充狀態(tài)。手動旁路整流器充電器/電池負(fù)載IuI輸入I1 浮充或再充電主交流輸入旁路交流輸入逆變器靜態(tài)開關(guān)page 382. UPS的基本運(yùn)行原理的基本運(yùn)行原理w電池后備運(yùn)行方式電池后備運(yùn)行方式市電停電或超限、電池放電工作方式：當(dāng)交流輸入電壓超出UPS允許的容限范圍或市電

35、中斷時(shí)，逆變器和電池?zé)o間斷地投入，繼續(xù)為負(fù)載供電。UPS將持續(xù)運(yùn)行直到電池放電時(shí)間終止，或在市電恢復(fù)正常時(shí)回到正常運(yùn)行方式。手動旁路整流器充電器/電池負(fù)載Iu主交流輸入旁路交流輸入逆變器靜態(tài)開關(guān)page 392. UPS的基本運(yùn)行原理的基本運(yùn)行原理w恢復(fù)充電運(yùn)行方式恢復(fù)充電運(yùn)行方式市電恢復(fù)正常(充電)工作方式：提供給負(fù)載的電力都經(jīng)過整流/充電器和逆變器的雙重轉(zhuǎn)換，同時(shí)整流器/充電器開始給電池進(jìn)行恢復(fù)性充電。手動旁路整流器充電器/電池負(fù)載IuI輸入I1 浮充或再充電主交流輸入旁路交流輸入逆變器靜態(tài)開關(guān)page 402. UPS的基本運(yùn)行原理的基本運(yùn)行原理w旁路運(yùn)行方式旁路運(yùn)行方式 當(dāng)停止逆變器時(shí)

36、，當(dāng)停止逆變器時(shí)，負(fù)載負(fù)載可以無間斷地切換到旁可以無間斷地切換到旁路交流輸入路交流輸入(根據(jù)安裝方根據(jù)安裝方式的不同由式的不同由市電市電或后備或后備電源供電電源供電）,引起旁路運(yùn)引起旁路運(yùn)行的原因可能是：行的原因可能是： UPS內(nèi)部故障；負(fù)載電流瞬變電流尖峰(沖擊電流或故障電流)；人為停止逆變器。2. UPS的基本運(yùn)行原理的基本運(yùn)行原理手動旁路整流器充電器/電池負(fù)載I故障I 可由可由兩臺兩臺不同容量的不同容量的UPS組成，組成，主機(jī)帶重要負(fù)載主機(jī)帶重要負(fù)載，備機(jī)帶次要負(fù)載或不備機(jī)帶次要負(fù)載或不帶載帶載；主機(jī)到備機(jī)的切換無間斷。；主機(jī)到備機(jī)的切換無間斷。 優(yōu)點(diǎn)：可靠性最高；連接簡單；后備時(shí)間延長

37、。優(yōu)點(diǎn)：可靠性最高；連接簡單；后備時(shí)間延長。 缺點(diǎn)：不能增容；過載能力不能增大。缺點(diǎn)：不能增容；過載能力不能增大。手動維修旁路靜態(tài)開關(guān)(靜態(tài)旁路)逆變器整流器/充電器電池正常交流輸入旁路交流輸入負(fù)載A手動維修旁路靜態(tài)開關(guān)(靜態(tài)旁路)逆變器整流器/充電器電池正常交流輸入主主機(jī)機(jī)U UP PS S備備機(jī)機(jī)U UP PS S負(fù)載Bpage 432. UPS的基本運(yùn)行原理的基本運(yùn)行原理w提高提高UPS可靠性的方法可靠性的方法直接并聯(lián)直接并聯(lián) 由由2 2到到4 4臺臺單機(jī)型單機(jī)型UPSUPS組成，組成，每臺每臺UPSUPS具有各自的靜態(tài)具有各自的靜態(tài)旁路，可實(shí)現(xiàn)：旁路，可實(shí)現(xiàn)：并聯(lián)冗余；并聯(lián)冗余；并聯(lián)增容。并聯(lián)增容。 優(yōu)點(diǎn)：并聯(lián)簡單；不增大優(yōu)點(diǎn)：并聯(lián)簡單；不增大占地；價(jià)格適當(dāng)；負(fù)載均占地；價(jià)格適當(dāng)；負(fù)載均分。分。 缺點(diǎn)：所有缺點(diǎn)：所有UPS的旁路必的旁路必須是同一路電源；可靠性須是同一路電源；可靠性略低。略低。手動維修旁路靜態(tài)開關(guān)(靜態(tài)旁路)逆變器整流器/充電器電池正常交流輸入旁路交流輸入手動維修旁路靜態(tài)開關(guān)(靜態(tài)旁路)逆變器整流器/充電器電池正常交流輸入旁路交流輸入負(fù)載U UP PS S1 1U UP PS S2 2page 442. UPS的基本運(yùn)行原