UPS基礎篇培訓

1、UPSUPS基礎培訓基礎培訓 山東萬博科技股份有限公司山東萬博科技股份有限公司信息技術部信息技術部 董斌董斌 1什么是什么是UPS2UPS的功能的功能37654常見常見UPS種類介紹種類介紹UPS基本原理基本原理UPS供電方案供電方案UPS技術指標技術指標電池工作原理電池工作原理8UPS監(jiān)控系統監(jiān)控系統910UPS使用和維護使用和維護UPS容量計算容量計算UPS UPS Uninterrupted Power System Uninterrupted Power System 利用電池化學能作為后備能量，在市電斷電等電網故障利用電池化學能作為后備能量，在市電斷電等電網故障時，不間斷地為用戶設備

2、提供（交流）電能的一種能量轉換時，不間斷地為用戶設備提供（交流）電能的一種能量轉換裝置。裝置。用戶設備用戶設備蓄電池蓄電池市電或燃油發(fā)電機市電或燃油發(fā)電機UPSUPS主機主機波形下限波形下限市電斷電市電斷電電壓浪涌電壓浪涌電線噪聲電線噪聲瞬態(tài)尖峰瞬態(tài)尖峰頻率漂移頻率漂移諧波失真諧波失真電網電網為什么用UPS？電網問題為什么用UPS？電網問題電網問題電網問題引發(fā)原因引發(fā)原因現象現象市電斷電市電斷電停電、空氣開關跳閘停電、空氣開關跳閘零電壓持續(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備關閉或雷擊引起大型設備關閉或雷擊引起電壓高于電壓高于110%110%額定值，額定值，持續(xù)一個或多

3、個周波持續(xù)一個或多個周波波形下陷波形下陷大型設備突然啟動、電網切大型設備突然啟動、電網切換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、電子開關工作，電焊閃電、電子開關工作，電焊電壓峰值高達電壓峰值高達60006000V V，持持續(xù)時間一般為續(xù)時間一般為0.5-50.5-5個周個周波波諧波干擾諧波干擾電動機、電焊機、廣播通信電動機、電焊機、廣播通信設備、無線通信設備、微波設備、無線通信設備、微波設備設備頻率漂移頻率漂移小水電，發(fā)電機小水電，發(fā)電機電源中斷電源中斷低壓低壓高壓高壓電源問題電源問題尖峰尖峰尖峰及中斷尖峰及中斷諧

4、波諧波電源問題電源問題電源中斷電源中斷-給用戶造成各種經濟損失!1 1，數據丟失，通信中斷，商機延誤，數據丟失，通信中斷，商機延誤. 直接損失以每分鐘直接損失以每分鐘5000-1000005000-100000元計元計2 2，設備停運，儀表失靈，手術中斷，設備停運，儀表失靈，手術中斷. 間接經濟損失無法估量間接經濟損失無法估量電源污染電源污染-嚴重影響網絡安全和運行效率! 造成網絡傳輸誤碼率大增，數據傳造成網絡傳輸誤碼率大增，數據傳 輸速度低下輸速度低下瞬態(tài)尖峰、瞬態(tài)尖峰、電源浪涌、電源浪涌、高壓脈沖、高壓脈沖、 造成服務器、路由器、磁盤陣列造成服務器、路由器、磁盤陣列 等設備硬件損壞等設備硬

5、件損壞諧波污染諧波污染線間噪聲線間噪聲頻率漂移頻率漂移用投資額用投資額百分之幾百分之幾的的UPSUPS 保護占投資額保護占投資額百分之九十幾百分之九十幾的設備的設備 實現客戶價值的實現客戶價值的不間斷不間斷增長增長UPSUPS的功能及地位演化的功能及地位演化供電備份供電備份凈化電網凈化電網提供永久安全電力提供永久安全電力實現用戶心中夢想實現用戶心中夢想 ! !1什么是什么是UPS2UPS的功能的功能37654常見常見UPS種類介紹種類介紹UPS基本原理基本原理UPS供電方案供電方案UPS技術指標技術指標電池工作原理電池工作原理8UPS監(jiān)控系統監(jiān)控系統910UPS使用和維護使用和維護UPS容量計

6、算容量計算1 1、 不停電功能不停電功能 解決解決電網停電問題電網停電問題2 2、 交流穩(wěn)壓功能交流穩(wěn)壓功能 解決解決網壓劇烈波動問題網壓劇烈波動問題3 3、 凈化功能凈化功能 解決解決電網與電源污染問題電網與電源污染問題4 4、 管理功能管理功能 解決解決交流交流動力動力維護問題維護問題UPSUPS的四大功能的四大功能1什么是什么是UPS2UPS的功能的功能37654常見常見UPS種類介紹種類介紹UPS基本原理基本原理UPS供電方案供電方案UPS技術指標技術指標電池工作原理電池工作原理8UPS監(jiān)控系統監(jiān)控系統910UPS使用和維護使用和維護UPS容量計算容量計算按按工作原理工作原理不同，不同

7、，UPSUPS分為：分為： 離線式（后備式離線式（后備式UPSUPS、互動式互動式UPSUPS） 在線式在線式UPS UPS 按按供電體系供電體系不同，不同，UPSUPS分為：分為： 單進單出單進單出UPS UPS 三進單出三進單出UPS UPS 三進三出三進三出UPSUPS按按輸出功率輸出功率不同，不同，UPSUPS分為：分為： 微型微型 10100 0kVAkVA按按電池位置電池位置不同，不同，UPSUPS分為：分為： 電池內置式電池內置式UPSUPS（標準機型）標準機型） 電池外置式電池外置式UPSUPS（長延時機型）長延時機型）按按多機運行方式多機運行方式不同，不同，UPSUPS分為：

8、分為： 串聯熱備份串聯熱備份UPSUPS（用于中小功率機器）用于中小功率機器） 交替串聯熱備份交替串聯熱備份UPSUPS（中小中小UPS)UPS) 直接并聯直接并聯UPSUPS ( (用于中大功率）用于中大功率） 按按變壓器特點變壓器特點不同，不同，UPSUPS分為：分為： 高頻高頻UPSUPS（高頻機）高頻機） 工頻工頻UPSUPS（工頻機）工頻機）按按輸出波形輸出波形不同，不同，UPSUPS分為：分為： 方波輸出方波輸出UPSUPS 階梯波（準正弦波）階梯波（準正弦波）UPSUPS 正弦波輸出正弦波輸出UPSUPS1什么是什么是UPS2UPS的功能的功能37654常見常見UPS種類介紹種類

9、介紹UPS基本原理基本原理UPS供電方案供電方案UPS技術指標技術指標電池工作原理電池工作原理8UPS監(jiān)控系統監(jiān)控系統910UPS使用和維護使用和維護UPS容量計算容量計算后備式后備式UPSUPS運行原理運行原理有市電時，市電通過開關后直接供給負載，有市電時，市電通過開關后直接供給負載，逆變器不工作逆變器不工作；另外，市；另外，市電通過充電器給電池充電。電通過充電器給電池充電。停電后，啟動逆變器，把電池儲存的能量通過逆變器和開關供給負載停電后，啟動逆變器，把電池儲存的能量通過逆變器和開關供給負載。充電器逆變器市電 負載 電池組功率等級功率等級0.25-20.25-2KVAKVA左右左右互動式互

10、動式UPSUPS運行原理運行原理在線互動在線互動UPSUPS與后備式比，主要區(qū)別在于：逆變器與充電器合二為一與后備式比，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，實現分段穩(wěn)壓輸出通過變壓器的抽頭跳變，實現分段穩(wěn)壓市電 雙向變換器 電池組 負載 市電正常市電正常/整流整流停電停電/逆變逆變264-276V150-175V150-264V功率等級功率等級0.7-200.7-20KVAKVA左右左右在線式在線式UPSUPS運行原理運行原理不管電網電壓是否正常，負載所用的交流電壓都要經過逆變電路，不管電網電壓是否正常，負載所用的交流電壓都要經過逆變電路，即逆變電路始終處于工作狀態(tài)

11、。即逆變電路始終處于工作狀態(tài)。功率等級功率等級0.7-15000.7-1500KVAKVA左右左右功率等級功率等級10-48010-480KVAKVA左右左右市電負載主變換器電池組Delta變換器175264V220410V補償變壓器DeltaDelta變換變換UPSUPS運行原理運行原理DeltaDelta變換器和補償變壓器實現穩(wěn)壓功能，主變換器是雙向變換器變換器和補償變壓器實現穩(wěn)壓功能，主變換器是雙向變換器。不能穩(wěn)定頻率。不能穩(wěn)定頻率。較低中等 較高較高成本5ms12ms4ms左右零零切換時間低（供電差、僅是不停電功能）中等（分段穩(wěn)壓、濾除部分干擾）較好（穩(wěn)壓、濾除部分干擾）最高（穩(wěn)壓、濾

12、除電網所有干擾）輸出電源質量后備 熱備 熱備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 Delta變變換換式式在在線線式式四種四種UPSUPS的比較的比較1什么是什么是UPS2UPS的功能的功能37654常見常見UPS種類介紹種類介紹UPS基本原理基本原理UPS供電方案供電方案UPS技術指標技術指標電池工作原理電池工作原理8UPS監(jiān)控系統監(jiān)控系統910UPS使用和維護使用和維護UPS容量計算容量計算一個完備的一個完備的UPSUPS供電供電系統，是由系統，是由前端配電（市電，發(fā)電機，配電柜），前端配電（市電，發(fā)電機，配電柜），UPSUPS主機、電池、后端配電組成，附加主機、電池、后端配電組

13、成，附加后臺監(jiān)控或網絡監(jiān)控軟后臺監(jiān)控或網絡監(jiān)控軟/ /硬件等單元。硬件等單元。ATSPD/UPS+-主從機串聯主從機串聯“熱備份熱備份”市電負載AC/DC-DC/ACAC/DC-DC/AC主機從機主機旁路從機輸出SSSS優(yōu)點：兩臺甚至多臺兩臺甚至多臺UPSUPS基本處于相對獨立、互不干擾的運行狀態(tài)?；咎幱谙鄬Κ毩?、互不干擾的運行狀態(tài)。對于對于UPSUPS同步跟蹤性能要求較低。同步跟蹤性能要求較低。采用不同型號、不同容量采用不同型號、不同容量UPSUPS構成串聯熱備份方式。構成串聯熱備份方式。缺點：從機長期處于空載運行狀態(tài)、效率低。從機長期處于空載運行狀態(tài)、效率低。機電池組長期處于浮充狀態(tài)，得

14、到定期帶載放電維護機會少，會影響電池機電池組長期處于浮充狀態(tài)，得到定期帶載放電維護機會少，會影響電池壽命。壽命。從機必須有良好的帶階躍負載能力。從機必須有良好的帶階躍負載能力。長期運行，主機逆變器長期運行，主機逆變器= =靜態(tài)旁路轉換功能良好是關鍵靜態(tài)旁路轉換功能良好是關鍵無擴容功能。無擴容功能。相對于相對于“并聯并聯”冗余系統平均無故障時間偏低。冗余系統平均無故障時間偏低。市電負載AC/DC-DC/ACAC/DC-DC/AC從機輸出并機邏輯控制并聯條件：同型號、同容量同型號、同容量UPSUPS兩臺逆變器輸出必須在同頻率，同相位的嚴格同步跟蹤狀態(tài)。兩臺逆變器輸出必須在同頻率，同相位的嚴格同步跟

15、蹤狀態(tài)。兩臺逆變器輸出電壓幅值必須相等。兩臺逆變器輸出電壓幅值必須相等。優(yōu)點：完善的鎖相同步技術保證多臺完善的鎖相同步技術保證多臺UPSUPS直接并聯時可均分負載電流。直接并聯時可均分負載電流。良好的擴容性能（良好的擴容性能（N+1N+1）避免了避免了“串聯串聯”熱備份方式的缺點。熱備份方式的缺點。缺點：對設備本身同步鎖相技術要求高對設備本身同步鎖相技術要求高對設備制造技術要求高對設備制造技術要求高輸出阻抗接近。輸出阻抗接近。對逆變器輸出電壓調節(jié)性能要求高對逆變器輸出電壓調節(jié)性能要求高分相調節(jié)分相調節(jié)UPSUPS必須同型號、同容量。必須同型號、同容量。多臺并聯時，旁路也需增加多臺并聯時，旁路也

16、需增加“均流電感均流電感”雙母線供電：雙母線供電：解決單母線運行方式存在的單點解決單母線運行方式存在的單點“瓶頸瓶頸”問題。進一步提高系統問題。進一步提高系統可靠性?？煽啃浴Ｏ到y配置復雜，投資大，系統配置復雜，投資大，安裝調試要求高。安裝調試要求高。BCB電子切換開關母線一母線二重要負載一般負載UPS1UPS21什么是什么是UPS2UPS的功能的功能37654常見常見UPS種類介紹種類介紹UPS基本原理基本原理UPS供電方案供電方案UPS技術指標技術指標電池工作原理電池工作原理8UPS監(jiān)控系統監(jiān)控系統910UPS使用和維護使用和維護UPS容量計算容量計算v輸入特性：輸入特性：v1、輸入電壓范圍

17、、輸入電壓范圍 輸入電壓范圍寬可減小電池放電輸入電壓范圍寬可減小電池放電機會，延長電池壽命。機會，延長電池壽命。v2、輸入功率因數、輸入功率因數 功率因數低，輸入無功功率大，功率因數低，輸入無功功率大，諧波電流污染電網，影響干擾其它設備。諧波電流污染電網，影響干擾其它設備。v3、主電源頻率允許范圍。、主電源頻率允許范圍。v4、輸入電流諧波分量。（、輸入電流諧波分量。（PFC、6/12脈沖變壓器）脈沖變壓器）輸出特性：輸出特性：1 1、靜態(tài)穩(wěn)定度。大型為、靜態(tài)穩(wěn)定度。大型為1%1%，中小型為，中小型為2%2%。2 2、輸出瞬態(tài)特性。大型、輸出瞬態(tài)特性。大型5%5%，中小型，中小型8%8%。3 3

18、、輸出過載能力。（如：過載、輸出過載能力。（如：過載125% 5125% 5MIN;150% 10S)MIN;150% 10S)4 4、輸出功率因數。、輸出功率因數。 （0.60.6、0.70.7、0.80.8）5 5、輸出電壓諧波失真度。典型、輸出電壓諧波失真度。典型3%3%以內。以內。 VAVA（伏安）與伏安）與W W（瓦特）的區(qū)別瓦特）的區(qū)別VA-VA-視在功率視在功率 W-W-表示用電器的實際表示用電器的實際(或者是額定功率或者是額定功率)。 UPSUPS容量單位容量單位- - VA VA 負載容量單位負載容量單位- - W W、VAVA功率因數一般在功率因數一般在0.6-0.70.6

19、-0.7注意：注意：對對UPS而言，輸出功率因數并不是越高越好。而言，輸出功率因數并不是越高越好。W=VA*功率因數功率因數1什么是什么是UPS2UPS的功能的功能37654常見常見UPS種類介紹種類介紹UPS基本原理基本原理UPS供電方案供電方案UPS技術指標技術指標電池工作原理電池工作原理8UPS監(jiān)控系統監(jiān)控系統910UPS使用和維護使用和維護UPS容量計算容量計算電池工作原理PbO2 + 2H2SO4 +PbPbSO4 + 2H2O + PbSO4放放電電充充電電正正極極活活物物質質電電解解液液負負極極活活物物質質正正極極活活物物質質電電解解液液負負極極活活物物質質PbO2 + 2H2S

20、O4 +PbPbSO4 + 2H2O + PbSO4放放電電充充電電正正極極活活物物質質電電解解液液負負極極活活物物質質正正極極活活物物質質電電解解液液負負極極活活物物質質v=1個單體具有更高正電動勢的極板定義為正極板圖1化學能電能電池結構端極柱電池蓋電池殼排氣閥正極板隔板負極板電池結構圖放電特性1246 8 10204060246 8 10208.09.010.011.012.013.025分時12V電池端子電壓(V)放電時間3C202C201C200.6C200.4C200.2C200.1C200.05C20 1什么是什么是UPS2UPS的功能的功能37654常見常見UPS種類介紹種類介紹

21、UPS基本原理基本原理UPS供電方案供電方案UPS技術指標技術指標電池工作原理電池工作原理8UPS監(jiān)控系統監(jiān)控系統910UPS使用和維護使用和維護UPS容量計算容量計算vW=VA*功率因數vVA=W/功率因數=340*40/功率因數v電池容量計算公式 例題例題1：一個網絡教室：一個網絡教室40臺電腦，臺電腦，300W主機，主機，80W17寸純平寸純平顯示器，總負載單臺顯示器，總負載單臺380W，要求，要求4小時后備供電。請問應選小時后備供電。請問應選擇擇UPS容量、電池容量及數量分別為多少？容量、電池容量及數量分別為多少？電池容量電池容量=UPS功率因數功率因數UPS額定容量額定容量后備時間后

22、備時間(小時小時)/ UPS啟動電壓啟動電壓 v常用電池容量：7，12，17，24，38，65，100，120，150，200AHv常規(guī)啟動電壓（山特）： 2KVA 72V , 3KVA 96V, 6-20KVA 老款240V，新款192V 30KVA以上384VC6KS/C6KS-PC10KS/C10KS-P輸輸入入輸入配線輸入配線電壓范圍電壓范圍120275V頻率范圍頻率范圍4664Hz 50/60HZ自適應自適應 輸入功因輸入功因0.99輸輸出出電壓范圍電壓范圍220（11%）VAC頻率范圍頻率范圍市電模式：市電模式：(4654)Hz / (5664)Hz (與輸入市電頻率同步與輸入市電

23、頻率同步);電池模式：電池模式：(50(0.1%)Hz / 60(0.1%)Hz電流峰值比電流峰值比3：1額定功率因額定功率因數數0.8超載能力超載能力Load 105%,長期運行長期運行; 105%1min; 125%30sec效率效率up to 90%電池電壓電池電壓 16 pcs 12VDC*21什么是什么是UPS2UPS的功能的功能37654常見常見UPS種類介紹種類介紹UPS基本原理基本原理UPS供電方案供電方案UPS技術指標技術指標電池工作原理電池工作原理8UPS監(jiān)控系統監(jiān)控系統910UPS使用和維護使用和維護UPS容量計算容量計算 UPS用戶機用戶機監(jiān)控平臺監(jiān)控平臺電源線電源線網

24、線網線通訊線網絡系統 市電 柴油機 UPS監(jiān)控系統監(jiān)控平臺監(jiān)控平臺也是也是UPSUPS的最重要組成部分之一的最重要組成部分之一UPS監(jiān)控系統的功能1、實時了解和控制UPS的運行狀態(tài), 2、通過故障報告及時對UPS進行維護；3、市電異常、電池電壓低時，對計算機、 網絡設備提供安全關機保護；4、能在LAN、WAN及Internet上運行5、具有保密性和安全性UPS監(jiān)控系統組成UPSUPS網絡監(jiān)控網絡監(jiān)控系統智能系統智能UPSUPS網絡監(jiān)控軟件網絡監(jiān)控軟件網絡監(jiān)控軟件含以下網絡監(jiān)控軟件含以下三部分：三部分：SNMPSNMP卡卡監(jiān)控臺軟件監(jiān)控臺軟件安全關機程序安全關機程序UPS監(jiān)控組網監(jiān)控界面組態(tài)圖監(jiān)控界面狀態(tài)圖監(jiān)控界面歷史事件、控制、數據查詢事件處理功能1什么是什么是UPS2UPS的功能的功能37654常見常見UPS種類介紹種類介紹UPS基本原理基本原理UPS供電方案供電方案UPS技術指標技術指標電池工作原理電池工作原理8UPS監(jiān)控系統監(jiān)控系統910UPS使用和維護使用和維護UPS容量計算容量計算UPS 使用注意事項使用注意事項1. 應保持環(huán)境整齊與潔凈。應保持環(huán)境整齊與潔凈。2. 勿使其曝露到勿使其曝露到雨水、塵垢太重地方雨水、塵垢太重地方。3. 通風通風必必須良好須良好, 環(huán)環(huán)境溫度應保持境溫度應保持 2030C。4. 遠離可燃