UPS知識(shí)要點(diǎn).doc

UPS電源系統(tǒng)的知識(shí)要點(diǎn)1 UPS組成的主要部件及功能 每臺(tái)UPS包括：整流器/充電器、逆變器和靜態(tài)旁路開關(guān)、手動(dòng)檢修旁路開關(guān)、通信接口軟硬件（接口包括：RS-232/485和SNMP接口卡等）。1.1 整流器/充電器整流器/充電器一般采用微處理器控制的三相可控硅橋式整流或更優(yōu)的方案，將380/220V交流轉(zhuǎn)換為直流，向逆變器供給恒定的直流電源，同時(shí)對(duì)蓄電池組進(jìn)行浮充，具備智能充電管理功能。l 監(jiān)測(cè)輸入電壓、直流母線電壓、直流電流、電池充電電流；l 具有全自動(dòng)保護(hù)特性，包括欠壓、過壓、過熱、限流保護(hù)；l 對(duì)電池的核對(duì)性放電試驗(yàn)可以不切斷整流器進(jìn)行；l 具備對(duì)蓄電池的浮充、均充、放電管理。1.2 逆變器逆變器將從整流器或電池組獲得直流濾波電流，轉(zhuǎn)換為所需電壓和頻率的交流電。逆變器是由逆變模塊、電感器、電容器、濾波板、控制電路和保護(hù)電路所組成，它將直流電源從DC BUS轉(zhuǎn)換成交流電源供應(yīng)給輸出負(fù)載使用，目前常見的逆變器是用IGBT模塊為開關(guān)組件，以正弦波調(diào)變的高頻轉(zhuǎn)換方式，可以大大減少諧波失真，取得品質(zhì)更佳的輸出電力并且可以減少噪聲干擾。l 監(jiān)測(cè)旁路電壓、頻率、相位，直流電壓、電流，逆變器輸出電壓、電流；l 具有輸出電壓、頻率及相位的精確控制功能；l 自動(dòng)與旁路同步，頻率跟蹤精度：0.11Hz（可調(diào)）；l 逆變器應(yīng)具有全自動(dòng)保護(hù)功能，包括欠壓、過壓、限流保護(hù)等；l 在下列情況之一發(fā)生時(shí)，逆變器輸出電壓瞬時(shí)變化一般不超過5%： 100%階躍負(fù)載的增加或減少； 另一臺(tái)冗余UPS故障； 逆變器滿負(fù)荷切換到旁路。1.3 靜態(tài)旁路開關(guān) UPS系統(tǒng)的旁路一般采用可控硅靜態(tài)開關(guān)與繼電器相結(jié)合的方式，當(dāng)UPS系統(tǒng)故障時(shí)旁路控制開關(guān)會(huì)同時(shí)導(dǎo)通旁路，合上旁路接觸器，關(guān)斷逆變器接觸器，由旁路接觸器承擔(dān)大電流給負(fù)載供電。逆變器輸出失壓或逆變器故障或逆變器過負(fù)荷時(shí)，靜態(tài)開關(guān)應(yīng)能在切換時(shí)間的指標(biāo)內(nèi)自動(dòng)將電源切換至由旁路交流電源經(jīng)調(diào)壓變壓器和靜態(tài)開關(guān)向負(fù)荷供電。若旁路交流電源異常(電流、電壓及頻率等異常)，則靜態(tài)開關(guān)應(yīng)將負(fù)載再切換至由逆變器供電。當(dāng)負(fù)載由逆變器切換到到旁路時(shí)，不應(yīng)有相位的突變，而由旁路切換至逆變器時(shí)，切換應(yīng)為無擾動(dòng)切換。雙機(jī)分列運(yùn)行情況下，任何一臺(tái)機(jī)故障，均將轉(zhuǎn)旁路工作；雙機(jī)并列運(yùn)行情況下，如果一臺(tái)機(jī)故障，它應(yīng)當(dāng)優(yōu)先脫離系統(tǒng)，負(fù)荷由另一臺(tái)UPS承擔(dān)，只有當(dāng)滿足兩臺(tái)都轉(zhuǎn)旁路的條件時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)才切換至旁路。1.4 手動(dòng)檢修旁路開關(guān)手動(dòng)檢修旁路開關(guān)將負(fù)荷由逆變器輸出切換至旁路交流電源供電，可以將整個(gè)UPS系統(tǒng)旁路。當(dāng)負(fù)荷由旁路交流供電時(shí)，允許對(duì)整流器、逆變器和靜態(tài)開關(guān)進(jìn)行檢修和維護(hù)；由旁路手動(dòng)切換至逆變器，應(yīng)有同步信號(hào)，當(dāng)條件（頻率、電壓）不滿足時(shí)，應(yīng)禁止切換操作。1.5 監(jiān)控、遠(yuǎn)程診斷和維護(hù) UPS本體一般可配置有SNMP接口卡、并機(jī)板、可編程報(bào)警接口（RS232C和RS485接口、RJ45網(wǎng)絡(luò)接口）及相關(guān)通信和監(jiān)控軟件。2. 各部件的工作情況在線式雙變換UPS有四種操作模式： 正常操作模式 ( Normal Operation Mode )、停電模式( 電池供電 ( Back-up Mode )、備用電源模式 ( Reserve Mode ) 和維護(hù)旁路模式 ( Maintenance Bypass Mode ) ，分別說明如下：正常操作模式：如下圖所示，在正常市電供應(yīng)下，整流器將交流市電轉(zhuǎn)換為直流電源后，供電給逆變器并同時(shí)對(duì)電池充電。在將交流電整流為直流電時(shí)，整流器能將市電中所產(chǎn)生的異常突波、噪聲及頻率不穩(wěn)定等問題消除，使逆變器提供更穩(wěn)定及干凈電源給負(fù)載。停電 (電池供電) 模式：如下圖所示，當(dāng)市電發(fā)生異常時(shí)，連接在DC BUS上電池組提供電能給逆變器，使交流輸出不會(huì)有中斷現(xiàn)象，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)輸出負(fù)載的作用。備用電源模式：如下圖所示，當(dāng)逆變器發(fā)生異常狀況，像溫度過高、短路現(xiàn)象、輸出電壓異?；蜇?fù)載超載等情形，而超過逆變器可承受范圍時(shí)，逆變器會(huì)自動(dòng)切斷以防止損壞。若此時(shí)市電仍然正常時(shí)，靜態(tài)開關(guān)會(huì)將電源供應(yīng)轉(zhuǎn)為由備用電源輸出給負(fù)載使用。維護(hù)旁路模式：如下圖所示，當(dāng)UPS要進(jìn)行維修或更換電池而且負(fù)載供電又不能中斷時(shí)，使用者可以先切斷逆變器開關(guān)然后激活旁路無熔絲開關(guān)，再將整流器和備用電源無熔絲開關(guān)切斷。在手動(dòng)維護(hù)旁路轉(zhuǎn)換的過程中，交流電源經(jīng)由維護(hù)旁路開關(guān)繼續(xù)供應(yīng)電源給負(fù)載，此時(shí)，UPS內(nèi)部將不存有電力，維護(hù)人員可以安全的進(jìn)行維護(hù)。3.正常工作時(shí)，交流輸入、輸出的關(guān)系 正常工作時(shí)，交流輸入、輸出為在線雙變換的模式。當(dāng)今電力、通信、航空、金融、軍事等重要行業(yè)都采用此模式的UPS。4.什么情況下，UPS主機(jī)轉(zhuǎn)入旁路工作狀態(tài)？ 一般在下列條件下進(jìn)行旁路切換： 150%負(fù)荷過載； 超過額定電壓波動(dòng)范圍； 逆變器故障； 人工切換。5.電池的容量如何定義的？蓄電池的容量應(yīng)根據(jù)UPS主機(jī)容量來進(jìn)行的計(jì)算，蓄電池容量的計(jì)算應(yīng)采用階梯計(jì)算法（電流換算法）。蓄電池的放電功率應(yīng)按下式計(jì)算： 式（5-1）式中：蓄電池放電功率，kW；UPS標(biāo)稱輸出功率，kVA；UPS輸出功率因數(shù)，取0.8；逆變器轉(zhuǎn)換效率，取0.95；利用階梯計(jì)算法計(jì)算蓄電池的容量（Ah*V）： 式（5-2）式中：蓄電池10h放電率的計(jì)算容量，Ah*V；蓄電池放電功率，kW；蓄電池放電0.5h的容量換算系數(shù)，1/h，當(dāng)采用單節(jié)2V蓄電池時(shí)，取0.900；當(dāng)采用單節(jié)6V或12V蓄電池時(shí)，取0.990，按單節(jié)2V蓄電池放電終止電壓1.80V考慮。說明：考慮UPS電源