UPS電源新技術(shù)應(yīng)用資料講解

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。UPS電源新技術(shù)應(yīng)用UPS電源應(yīng)用新技術(shù)學(xué)生姓名：王一樂學(xué)號：1132337專業(yè)班級：鐵道通信信號311614班指導(dǎo)教師：陳艷華摘要UPS是UninterruptiblePowerSupply的縮寫，在電源發(fā)生故障時，UPS能夠給計算機繼續(xù)供電。連接在計算機和電源之間以保證電流不受干擾的設(shè)備。UPS設(shè)備使用電池保持計算機在斷電之后仍能正常運行一段時間。UPS設(shè)備通常對電壓過大和電壓太低都提供保護。不間斷電源(UPS)，在停電時，為計算機或其它設(shè)備繼續(xù)提供電源。UPS可以是下面的一種：電池系統(tǒng)。不間斷電源

2、設(shè)備(UPS)是一種電子電源系統(tǒng)，其基本功能是當(dāng)市電電源發(fā)生故障時，不間斷地為用戶設(shè)備提供符合規(guī)定的交流電源。當(dāng)市電電源停電時，UPS將轉(zhuǎn)換為由蓄電池供電的工作方式，在規(guī)定時間內(nèi)向用戶設(shè)備供電。當(dāng)市電電源較長時間停電時，UPS需要由備用發(fā)電機組供電，繼續(xù)不間斷地為負載供電。此外，在市電正常的情況下，UPS將市電電源進行適當(dāng)?shù)淖儞Q和調(diào)節(jié)，從而抑制市電電源的各種干擾；為負載提供高質(zhì)量的交流電源。因此，UPS還具有改善市電質(zhì)量的功能。當(dāng)購買電池后援系統(tǒng)時，需要對下面設(shè)備有些了解：這個UPS電池可以提供電力的時間。當(dāng)UPS是在后緩電力操作時，UPS是否向服務(wù)器提供警告系統(tǒng)。這個UPS有無消除外來瞬變嗓

3、音的電力調(diào)節(jié)功能。電池的壽命和它隨著時間如何降級。電池不再提供后援電力時，這個設(shè)備能否警告你。這些電池是否可換。還需知道準(zhǔn)備安裝UPS的設(shè)備電力需求情況。對于服務(wù)器，可能安裝CPU(和其它附加設(shè)備)、監(jiān)視器、外部路由器、集線器和布線中心?？梢酝ㄟ^查看這些設(shè)備的后板來發(fā)現(xiàn)它們的電力需求。UPS的性能主要用伏安(VA)來衡量，它是指線路的電壓乘以電流(安培)。需要把所有連接到這個UPS的設(shè)備的電力需求加在一起，然后購買一個可以處理負載的UPS。首先查得這個設(shè)備后板上的安培數(shù)，并乘以電壓值(在美國通常是120伏特)，然后將每個設(shè)備的這個數(shù)字加在一起，并選擇一個合適的UPS。關(guān)鍵詞：UPS；鐵路；信號

4、目錄TOCo1-3hzuHYPERLINKl_Toc292127406摘要PAGEREF_Toc292127406hIHYPERLINKl_Toc292127407引言PAGEREF_Toc292127407h1HYPERLINKl_Toc2921274081UPS的種類與發(fā)展PAGEREF_Toc292127408h2HYPERLINKl_Toc2921274091.1按不同方式的分類及特點PAGEREF_Toc292127409h2HYPERLINKl_Toc2921274101.1.1分類及特性PAGEREF_Toc292127410h2HYPERLINKl_Toc2921274111.

5、1.2常用靜態(tài)三大類的具體內(nèi)容PAGEREF_Toc292127411h2HYPERLINKl_Toc2921274121.2發(fā)展概況PAGEREF_Toc292127412h5HYPERLINKl_Toc2921274131.2.1UPS的發(fā)展趨勢PAGEREF_Toc292127413h5HYPERLINKl_Toc2921274141.2.2UPS模塊化PAGEREF_Toc292127414h6HYPERLINKl_Toc2921274152UPS在地鐵中的應(yīng)用PAGEREF_Toc292127415h9HYPERLINKl_Toc2921274162.1地鐵需采用UPS供電的系統(tǒng)介紹

6、PAGEREF_Toc292127416h9HYPERLINKl_Toc2921274172.1.1地鐵需采用UPS供電的各功能系統(tǒng)介紹PAGEREF_Toc292127417h9HYPERLINKl_Toc2921274182.1.2UPS在地鐵供電系統(tǒng)的應(yīng)用趨勢及UPS供電方案的分類PAGEREF_Toc292127418h9HYPERLINKl_Toc2921274192.2UPS在地鐵各功能系統(tǒng)的應(yīng)用PAGEREF_Toc292127419h10HYPERLINKl_Toc2921274202.2.1UPS在地鐵各功能系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀PAGEREF_Toc292127420h10HYPE

7、RLINKl_Toc2921274212.2.2艾默生為地鐵行業(yè)提供的UPS應(yīng)用方案分析PAGEREF_Toc292127421h11HYPERLINKl_Toc2921274223UPS在高鐵中的應(yīng)用PAGEREF_Toc292127422h13HYPERLINKl_Toc2921274233.1在高鐵中的應(yīng)用現(xiàn)狀PAGEREF_Toc292127423h13HYPERLINKl_Toc2921274243.2在高鐵中的發(fā)展PAGEREF_Toc292127424h13HYPERLINKl_Toc2921274253.2.1高速鐵路信號電源系統(tǒng)解決方案PAGEREF_Toc292127425

8、h13HYPERLINKl_Toc2921274263.2.2典型車站信號系統(tǒng)UPS電源配置方案PAGEREF_Toc292127426h14HYPERLINKl_Toc2921274273.2.3信號電源UPS電源供電系統(tǒng)分析PAGEREF_Toc292127427h15HYPERLINKl_Toc2921274283.2.4信號電源UPS電源設(shè)備性能特點分析PAGEREF_Toc292127428h16HYPERLINKl_Toc2921274294UPS系統(tǒng)的監(jiān)控及維修PAGEREF_Toc292127429h19HYPERLINKl_Toc2921274304.1UPS監(jiān)控系統(tǒng)的種類P

9、AGEREF_Toc292127430h19HYPERLINKl_Toc2921274314.2UPS的檢測PAGEREF_Toc292127431h20HYPERLINKl_Toc2921274324.3UPS的日常維護與維修PAGEREF_Toc292127432h21HYPERLINKl_Toc292127433結(jié)論PAGEREF_Toc292127433h23HYPERLINKl_Toc292127434致謝PAGEREF_Toc292127434h24HYPERLINKl_Toc292127435參考文獻PAGEREF_Toc292127435h25引言UPS（不間斷電源）主要承擔(dān)負

10、載供電，使通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)運行數(shù)據(jù)得以安全、高速、可靠和連續(xù)地被處理、存儲和轉(zhuǎn)送。目前通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用了大量的UPS系統(tǒng)，其應(yīng)用形式主要以在線式N+1并聯(lián)供電系統(tǒng)為主，該系統(tǒng)解決單機供電沒有冗余的缺陷，各UPS電源廠商通過在傳統(tǒng)電路的基礎(chǔ)上增加均流電路和同步控制器，組成N+1冗余并聯(lián)的供電系統(tǒng)。傳統(tǒng)系統(tǒng)從理論上可以解決單機供電沒有冗余的缺點，但在長期的使用過程中依然存在一些問題。這主要體現(xiàn)在以下兩個方面。一方面，擴容和維護的風(fēng)險較大：傳統(tǒng)UPS電源在擴容或維護時必須考慮多個因素，如因元器件使用年限不同而造成參數(shù)漂移的影響；系統(tǒng)比較復(fù)雜而能否準(zhǔn)確查找故障點；維修人員所攜帶的備品、備件和測試儀器能否滿

11、足要求；維修人員的技術(shù)水平等諸多人為因素，所以風(fēng)險較大。另一方面，冗余少、運行效率較低：目前通信行業(yè)UPS電源的運行方式，主要是1+1或2+1的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，這意味者該方案的容錯率或冗余只有一次；同時由于并聯(lián)數(shù)量少，以1+1方式為例，每個單機的輸出功率不能超過其額定功率的50%，如果再考慮冗余和維護時的因素，實際只能運行在其額定功率的30%左右，而傳統(tǒng)UPS電源的運行效率只有達到額定功率的50%80%為最佳，再考慮2臺設(shè)備的并聯(lián)工作方式，其實際的運行效率從90%左右已降低到70%80%。1UPS的種類與發(fā)展1.1按不同方式的分類及特點UPS的分類方法很多，有的按照工作原理分類，有的按照性能分類，有

12、的按照應(yīng)用領(lǐng)域分類等等。本節(jié)主要描述了按照原理的分類及特性。1.1.1分類及特性(1)按工作原理分，有動態(tài)式和靜態(tài)式（目前，UPS電源一般均指靜止式UPS電源，又可分為后備式、在線互動式及在線式三大類）。(2)按照UPS功率大小分類：UPS電源系統(tǒng)按其應(yīng)用的功率可分為：大、中、小三個分區(qū)類別。小功率UPS電源系統(tǒng)定義為：功率小于3kVA的UPS電源產(chǎn)品；中等功率UPS電源系統(tǒng)定義為：大于等于3kVA同時小于10kVA的UPS電源產(chǎn)品；大功率UPS電源系統(tǒng)定義為：大于或等于10kVA的UPS電源產(chǎn)品。從不同的功率段劃分UPS產(chǎn)品與技術(shù)情況都有：功率（P）3KVA產(chǎn)品;3KVA功率（P）10KVA

13、產(chǎn)品;10KVA功率（P）50KVA產(chǎn)品;功率（P）P50KVA產(chǎn)品。（3）按照UPS應(yīng)用領(lǐng)域分類：第一類信息設(shè)備用UPS電源系統(tǒng)設(shè)備，主要應(yīng)用于：信息產(chǎn)業(yè)、IT行業(yè)、交通、金融行業(yè)、航空航天工業(yè)等計算機信息系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中心等的安全保護問題。第二類工業(yè)動力用UPS電源系統(tǒng)設(shè)備，主要應(yīng)用于：工業(yè)動力設(shè)備行業(yè)電力、鋼鐵、有色金屬、煤炭、石油化工、建筑、醫(yī)藥、汽車、食品、軍事等領(lǐng)域。（4）按性能分類：UPS按性能分類，可分為三類，用代碼表示為：VFI（UPS的輸出與市電電源的電壓和頻率無關(guān)）。VFD（UPS的輸出電壓和頻率取決于與市電電源的電壓和頻率）。VI（UPS的輸出頻率取決于市電電

14、源的頻率變化，輸出電壓與市電電壓無關(guān)）。然而，實際上，UPS按性能分類的VFI、VI、VFD與按UPS內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)分類的雙變換、市電交互、冷備用單機UPS系統(tǒng)是密切相關(guān)的。以上分類是目前為學(xué)界人士普通公認的，當(dāng)然也還存在著其他一些不是很重要的分類方式，如：按廠家分類等。1.1.2常用靜態(tài)三大類的具體內(nèi)容在線式和后備式UPS的區(qū)分人們習(xí)慣將UPS分成在線式、后備式和互動式，但現(xiàn)在有的標(biāo)準(zhǔn)就不主張分在線式和后備式，由于多年習(xí)慣的存在，在線式和后備式的叫法一時還難以取消。如圖1.1所示為UPS的基本原理框圖，從圖中可以看出，任何一個UPS電路都存在兩個變換器環(huán)節(jié)：一個是將交流變成直流的環(huán)節(jié)，另一個是

15、將直流變成交流的環(huán)節(jié)，由此就可以從兩方面來區(qū)分在線式和后備式UPS的概念。圖1.1UPS的基本原理框圖從電路結(jié)構(gòu)上看：只有和額定輸出功率相當(dāng)?shù)恼髌骱湍孀兤鳝h(huán)節(jié)電路的就是在線式UPS；只有充電器和逆變器環(huán)節(jié)電路的就是后備式UPS，后備式UPS的充電器比UPS的額定輸出功率小得多。從工作原理上看：在市電正常供電時，兩個逆變器同時工作的電路就是在線式UPS，比如在市電正常供電時，在線式UPS的整流器和逆變器同時工作，而只有一個變換器工作的就是后備式UPS。在線互動式UPS在線互動式UPS在一些標(biāo)準(zhǔn)上多稱互動式（interactive）UPS，它是介于在線式和后備式的一種產(chǎn)品，其原理電路如圖1.2所

16、示，這種電路的原形只有一個既能充電又能逆變的雙向變換器。在市電供電時，雙向變換器一方面向電池充電，一方面產(chǎn)生一個穩(wěn)定的補償電壓來對輸入電壓的變化進行補償，以使輸出電壓穩(wěn)定在一定的范圍。那么互動的含義又何在呢？所謂互動式是兩個電壓以上的互動，一個電壓無法互動，所以在這里是市電輸入電壓Uin和補償電壓Ub的互動，其互動關(guān)系是：Uo=Uin+Ub雙向轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)市電輸入Uin市電輸出Uo補償電壓Ub二次側(cè)Uo1LNNL圖1.2在線互動原來的含義是除圖所示電路由雙向變換器產(chǎn)生出穩(wěn)定的補償電壓外，這個電壓還必須是正弦波，而且轉(zhuǎn)換開關(guān)的動作時間非常短，一般為2ms。因此初期這種電路雖然是后備工作

17、的方式，但具有在線的效果，所以稱為在線互動式。1.2發(fā)展概況1.2.1UPS的發(fā)展趨勢UPS發(fā)展的方向是高頻化、小型化、智能化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化和環(huán)?；ｋS著新技術(shù)、新器件和新材料的不斷出現(xiàn)，UPS電路高頻化有了可能。（1）高頻數(shù)字化、小型化和環(huán)保化高頻化的目的是為了數(shù)字化和小型化，高頻化是數(shù)字化和小型化的基礎(chǔ)，為了小型化就必須首先取消影響小型化的電磁變壓器。環(huán)保有兩個內(nèi)容：一個是電氣的，比如電磁兼容的內(nèi)容；一個是物理的，比如可聞噪聲和汞之類對空氣的污染等，嚴(yán)重影響了工作人員的身心健康。為此國際上對電氣的和物理的污染都早已提出了限制標(biāo)準(zhǔn)。（2）網(wǎng)絡(luò)化合智能化網(wǎng)絡(luò)時代的UPS產(chǎn)品已經(jīng)由獨立的外部設(shè)

18、備產(chǎn)品發(fā)展成為整個計算機和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不可分割的一部分，除了要求UPS產(chǎn)品可方便的接入網(wǎng)絡(luò)和計算機系統(tǒng)，有的還要求能夠?qū)崿F(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)和計算機間的雙向數(shù)據(jù)通信。為實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接，目前大多數(shù)的UPS產(chǎn)品都提供了RS-232，RS-485通信接口，對于要求能執(zhí)行計算機網(wǎng)絡(luò)控制管理功能的UPS來說，還配置了簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議卡，實現(xiàn)了UPS設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)和計算機系統(tǒng)中。由于微處理器技術(shù)的應(yīng)用，UPS產(chǎn)品實現(xiàn)了智能化。智能化的UPS一方面實現(xiàn)了設(shè)備運行過程中自我狀態(tài)的監(jiān)控，對一些故障現(xiàn)象進行預(yù)處理，使UPS始終平穩(wěn)可靠地運行。智能化的另一個作用是自動化，意思是說UPS電源可以自動完成一些自我檢測、開關(guān)機控制、故障保護

19、后的自動恢復(fù)，無須過多的人工干預(yù)。UPS的自動化是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和保證系統(tǒng)可用性的重要因素。（3）監(jiān)控軟件多平臺與監(jiān)控遠程化未來網(wǎng)絡(luò)的廣泛化和全球化必然帶來網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜化，多種形式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)會連接在一起。作為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一部分，要求UPS電源能夠?qū)崿F(xiàn)在各種網(wǎng)絡(luò)平臺上的監(jiān)控，因此目前許多國外公司的UPS監(jiān)控軟件都提供了多平臺支持。實現(xiàn)遠程化監(jiān)控是UPS產(chǎn)品發(fā)展的另一趨勢，由于因特網(wǎng)的普及，所有網(wǎng)絡(luò)最終將接入因特網(wǎng)。因此目前許多廠商的產(chǎn)品尤其是中大功率產(chǎn)品，除了能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的本地監(jiān)控外，還可實現(xiàn)Web遠程監(jiān)控。（4）DSP技術(shù)和高頻技術(shù)隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，DPS（digitalsignalproces

20、s，數(shù)字信號處理）技術(shù)開始被一些UPS廠商在產(chǎn)品中使用。DPS技術(shù)的使用提高了UPS產(chǎn)品輸出電壓的穩(wěn)定性和純凈程度，同時也提高了UPS產(chǎn)品自身的可靠性。而IGBT技術(shù)和高頻技術(shù)的應(yīng)用大大提高了電源效率，降低了系統(tǒng)噪聲和電源自身的功率損耗，也提高了系統(tǒng)的可靠性。（5）電壓串并聯(lián)調(diào)整技術(shù)使用電壓串并聯(lián)調(diào)整技術(shù)（也稱Delta變換技術(shù)）在保持了傳統(tǒng)雙變換在線式UPS全部高性能輸出指標(biāo)的同時，在對電網(wǎng)適應(yīng)能力和輸出能力兩個方面有了重大的改進和突破，真正實現(xiàn)了零轉(zhuǎn)換時間和高輸入端功率因數(shù)，有效降低了前配發(fā)電機的容量并大大降低了對電網(wǎng)形成污染的程度。（6）并機運行和冗余技術(shù)以往的UPS多為單機運行，隨著包

21、括計算機在內(nèi)的電子設(shè)備應(yīng)用數(shù)量的增加和應(yīng)用場合的重要，幾百千伏安的容量已經(jīng)不能支持眾多的設(shè)備用電，一次性購置昂貴的大功率產(chǎn)品有時不是最經(jīng)濟的方案。因此模塊化功率產(chǎn)品的出現(xiàn)被認為是UPS系統(tǒng)發(fā)展的一個重要方向，有時多個小功率模塊采用并聯(lián)技術(shù)連接后實現(xiàn)并機運行，可以方便靈活地配置整個電源系統(tǒng)容量。但并聯(lián)不一定是冗余的，有時是為了增容，而冗余是為了提高可靠性，為了保證系統(tǒng)的高穩(wěn)定和高可用，通過多臺UPS設(shè)備并機運行實現(xiàn)電源容量的冗余也是UPS系統(tǒng)配置的一種趨勢。（7）國內(nèi)外產(chǎn)品的差異國內(nèi)外UPS產(chǎn)品的差異更多地體現(xiàn)在小功率產(chǎn)品中，由于國內(nèi)電網(wǎng)供電質(zhì)量較差，因此國內(nèi)的小功率產(chǎn)品更多地注重電氣性能指標(biāo)的

22、設(shè)計，一些先進的數(shù)字化技術(shù)并沒有在小功率產(chǎn)品中得到應(yīng)用，外形設(shè)計雖然有所改觀，但與國外產(chǎn)品還有較大的差距。只有個別廠商可以和國外產(chǎn)品抗衡，和國外一樣，其面向PC的小功率產(chǎn)品已經(jīng)真正實現(xiàn)了桌面化設(shè)計，與桌面PC融為一體。而在其他外部設(shè)備產(chǎn)品中得到廣泛使用的USB接口在UPS產(chǎn)品中也得到了普遍的使用。（8）環(huán)保化的進展如前所述，對于UPS來說，電磁兼容就是一個環(huán)保問題。UPS對環(huán)境的污染包括兩個方面：電氣方面，如各種頻率的干擾噪聲等，這種噪聲由于頻率比較高，超出了20kHz，所以人的耳朵聽不見，但可干擾其他機器的正常工作；物理方面，如可聞噪聲，這種噪聲的頻率比較低，在人的聽覺范圍之內(nèi)，但同樣會影響

23、人的情緒，久而久之終歸對人有害?，F(xiàn)在大多數(shù)制造商都在兩個方面有所突破：環(huán)?；脑O(shè)計與環(huán)?；纳a(chǎn)。1.2.2UPS模塊化(1)模塊化結(jié)構(gòu)UPS產(chǎn)生的背景近年來N+X冗余模塊式UPS發(fā)展很快，很多UPS制造商也都看重這種結(jié)構(gòu)方式，這得追溯到IT技術(shù)的發(fā)展和普及。信息技術(shù)已深入人們的日常生活，如電信、金融、教育、交通、氣象等無一不和人們的日常生活緊密相連。除樞紐式的大型數(shù)據(jù)中心外，還有遍布城鄉(xiāng)的小型計算中心，其用電容量不大，但很重要，比如鐵道通信系統(tǒng)、地鐵OCC監(jiān)控系統(tǒng)、高速公路的收費站、自選商場的柜員機、銀行的自動取款機等，都不允許供電的片刻中斷，這就對供電電源提出了與以往不同的可靠性與可用性要

24、求。(2)模塊化UPS優(yōu)勢顯著模塊化UPS已被認為是UPS的發(fā)展趨勢之一，高頻模塊化直流電源不僅在性能指標(biāo)上有很大的改善，而且在可靠性、可維護性以及智能化方面更有顯著的提高，同時，DSP芯片大規(guī)模商用為模塊化UPS發(fā)展打下技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)。模塊化UPS與傳統(tǒng)UPS相比，優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。可靠性的提高。模塊化UPS電源具有N+X的架構(gòu)特性。從系統(tǒng)論的角度看，應(yīng)該消除系統(tǒng)方案的公共故障點，局部的得失不影響系統(tǒng)的方案才是優(yōu)秀的。以目前成熟的某廠CMS系列模塊化UPS電源為例，它的系統(tǒng)架構(gòu)是由可并聯(lián)冗余的UPS電源模塊，獨立的監(jiān)測、報警、通信模塊和系統(tǒng)保護用的靜態(tài)開關(guān)模塊三部分組成，不存在集中

25、控制單元，系統(tǒng)沒有故障瓶頸，并且有提供多次冗余的設(shè)計考慮?？捎眯缘奶岣摺Ｔ诰€熱插拔是模塊UPS的又一顯著特點。因為模塊的規(guī)格統(tǒng)一，具體的實施很簡單，更換時間極短，幾分鐘內(nèi)完成。相比之下，傳統(tǒng)機型是修機器換板子，從判斷故障現(xiàn)象到更換完成、排除故障、設(shè)備正常運行，需依技術(shù)人員的水平而定，幾小時至幾天不等，因此傳統(tǒng)UPS的可用性很差，這也是傳統(tǒng)機型的主要缺陷之一。模塊化UPS提高了系統(tǒng)可用性，使維護更為便利，同時提升了用戶對系統(tǒng)的維護能力，降低了設(shè)備的故障隱患，確保負載得到最佳的保護。用戶投資有效性的提高。單就模塊UPS和傳統(tǒng)機型的比較，模塊UPS在物理尺寸和整機重量比傳統(tǒng)機型有絕對優(yōu)勢，為用戶節(jié)省

26、大量的機房投資、承重加固投資。隨著用戶量的提升，傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)就必須更換一臺更大容量的UPS系統(tǒng)來滿足使用需求，但模塊化UPS則不需要更換整機，只需增加模塊數(shù)量即可輕松擴容，有效地降低了用戶初期購置和日后的擴容成本，并且可以動態(tài)地滿足業(yè)務(wù)需求的發(fā)展。(3)模塊化優(yōu)點具有多種工作制式該產(chǎn)品具有多種制式可供選擇，易于操作，可實現(xiàn)多種進出線方式：1/1,1/3,3/1或3/3、輸入頻率可為50Hz也可設(shè)置輸出頻率60Hz、輸出電壓可設(shè)為220V、230V、240V。若再配置輸入、輸出變壓器則可滿足全球范圍內(nèi)所有國家和地區(qū)的供電需求。體積小，功率密度大工作效率高，功率密度大，是其最大的特點?？商峁?K

27、VA(4000W),10KVA（8000W），15KVA(12KW)以及20KVA(16KW)的功率輸出。環(huán)保性UPS總諧波失真（THDI）3%，線性負載下的輸出總諧波失真低于2%，對電網(wǎng)的諧波干擾降到最低，有效減少電網(wǎng)負荷和電源損耗。優(yōu)良的輸入?yún)?shù)，對市電電網(wǎng)表現(xiàn)出純電阻特性，是理想的環(huán)保高效性UPS。高效節(jié)能型節(jié)能降耗，國家提倡環(huán)保節(jié)能的今天，綠色節(jié)能型模塊化UPS備受關(guān)注，輸入功率因數(shù)達0.999以上。減少了線路損耗，提高了電源利用率。其逆變效率可達98%以上，從而提高了整機工作效率，降低了損耗、節(jié)省了電能。擴展性，便于安裝、維護、更換、升級該機型由各個模塊組成，可實現(xiàn)熱插撥功能，且各模

28、塊機架可完全分離，便于用戶以后的擴容或減容，使用方便，可實現(xiàn)在線更換、在線維護，降低了維護難度、減少了維護時間。且各模塊尺寸均按照標(biāo)準(zhǔn)19英寸結(jié)構(gòu)設(shè)計，使整機外形與標(biāo)準(zhǔn)機架一致，美化了機器外形，且模塊可與標(biāo)準(zhǔn)機架通用。冗余性，分散式并聯(lián)邏輯控制各模塊之間的并聯(lián)控制采用了分散式邏輯控制方式，沒有主機與從機之分，任何一個模塊撥出或插入均不會影響其它模塊的正常工作，按需構(gòu)成N+1，N+X冗余系統(tǒng)，減少了系統(tǒng)本身和負載的風(fēng)險系數(shù)，是負載受UPS保護時間全面提升。既增加了整機工作的可靠性，又簡化了用戶維護難度。在國家號召大力開展節(jié)能減排的大背景下，為提高能源利用效率，降耗增效，合理運用節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品，上

29、海電信于2008年對業(yè)界普遍認為節(jié)能環(huán)保的模塊化UPS電源系統(tǒng)進行了試點。2UPS在地鐵中的應(yīng)用2.1地鐵需采用UPS供電的系統(tǒng)介紹2.1.1地鐵需采用UPS供電的各功能系統(tǒng)介紹目前，在軌道交通各機電系統(tǒng)中，其主電源需采用交流不間斷電源UPS裝置來保證正常運行的功能系統(tǒng)有：通信系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、BAS（Buildingautomaticsystem設(shè)備環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)）、AFC（Autofarecollection自動售檢票系統(tǒng)）、PIS（Passengerinformationsystem乘客資訊顯示系統(tǒng)）、屏蔽門系統(tǒng)等。一般來說，與此對應(yīng)的是不同的功能系統(tǒng)在每個應(yīng)用點都有不同的機房

30、。而地鐵應(yīng)用點主要在車站、控制中心、車輛段。2.1.2UPS在地鐵供電系統(tǒng)的應(yīng)用趨勢及UPS供電方案的分類分散供電可靠性較低，而在地鐵的不間斷供電系統(tǒng)中，綜合監(jiān)控、BAS、PIS、AFC、FAS、列車安防等弱電系統(tǒng)的負載非常重要，如果UPS、電池或內(nèi)部模塊系統(tǒng)等出現(xiàn)故障，會造成斷電、運輸中斷等重大問題。因此目前在新建設(shè)的地鐵供電系統(tǒng)中采用集中供電方式已經(jīng)漸漸成為趨勢，即為以上各系統(tǒng)進行集中供電或為一個系統(tǒng)的各個分散負載進行集中供電，集中供電的優(yōu)勢如下：1、集中供電整體成本比分散供電低，隨著UPS容量的增加其單位容量的成本是降低的2、集中供電的可靠性遠遠大于分散供電，大容量UPS的可靠性高于中小

31、容量UPS3、集中供電便于安裝、維護和管理在集中供電系統(tǒng)中，UPS系統(tǒng)有著不同的組網(wǎng)方式，可靠性從低到高，一般可分為：單機供電系統(tǒng)、兩臺UPS組成的串聯(lián)熱備份系統(tǒng)、多臺UPS組成的直接并機系統(tǒng)、多機UPS組成的雙母線供電系統(tǒng)等。以下是摘自TIA942的不同負載保護等級的分類表：鑒于地鐵系統(tǒng)的重要性和特殊性，艾默生推薦為地鐵行業(yè)用戶提供等級3和4的高可靠性UPS供電方案，即1+1冗余并機和雙母線供電系統(tǒng)解決方案。UPS在地鐵系統(tǒng)的應(yīng)用趨勢逐漸向集中供電方向發(fā)展，如將多臺小容量UPS供電的通信系統(tǒng)變?yōu)橛?臺中大容量UPS1+1冗余并機的供電方式。另外在廣東、四川等新上地鐵線路中，還將車站、控制中心

32、和車輛段的多個系統(tǒng)相應(yīng)集中起來由多套冗余并機或雙母線方式的UPS系統(tǒng)來進行供電，從而大大提高了整個地鐵供電系統(tǒng)的可靠性。2.2UPS在地鐵各功能系統(tǒng)的應(yīng)用2.2.1UPS在地鐵各功能系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀(1)通信系統(tǒng)：在車站、控制中心和車輛段均設(shè)置UPS裝置。=1*GB3在車站設(shè)2套，一套為專用系統(tǒng)UPS，一套為公共設(shè)備系統(tǒng)UPS。其中的專用系統(tǒng)UPS負責(zé)為有線傳輸設(shè)備、交換機設(shè)備、無線設(shè)備等供電，容量1520KVA。公共設(shè)備系統(tǒng)UPS負責(zé)為車站廣播、時鐘等設(shè)備供電，容量20-30kVA。因此一套通信系統(tǒng)中會有多臺小容量UPS為不同設(shè)備供電，非常分散。=2*GB3在控制中心設(shè)1套UPS為中央級設(shè)備供

33、電，根據(jù)控制中心服務(wù)線路的數(shù)量確定UPS容量，一般30-60KVA。=3*GB3在車輛段設(shè)置1套UPS為培訓(xùn)、維修及交換機等設(shè)備供電，一般6-10KVA。=2*GB2信號系統(tǒng)：信號系統(tǒng)在車站、控制中心和車輛段均設(shè)置UPS裝置。車站的信號系統(tǒng)為列車提供相關(guān)的控制、防護、運行等功能，采用UPS供電容量較大，約20KVA，控制中心和車輛段UPS裝置容量為5-10KVA。=3*GB2綜合監(jiān)控系統(tǒng)：在車站、控制中心、車輛段等處均設(shè)置UPS裝置。=1*GB3在車站主控設(shè)備房設(shè)置1套容量10-20KVA的UPS，為車站主控設(shè)備房和車站控制室內(nèi)車站級主控系統(tǒng)主要設(shè)備（計算機系統(tǒng)等）供電。其它例如環(huán)控電控室（環(huán)

34、控設(shè)備如FAS系統(tǒng)、給排水、風(fēng)閥等設(shè)備的電力控制室）設(shè)置容量1-10KVA的UPS=2*GB3在控制中心設(shè)置1套容量20-40KVA的UPS，為綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備供電。另設(shè)置1套容量20-40KVA的UPS專為大屏幕（OPS）設(shè)備供電，如某地鐵的大屏幕采用81個投影單元，屏幕尺寸達到373m，顯示分辨率為276382304，可任意位置、任意大小調(diào)整相關(guān)屏幕，全屏刷新時間91%,采用經(jīng)濟運行模式效率可達98%以上,可有效地利用電能,節(jié)省運營成本。另外,由于UPS電源效率的提高及發(fā)熱量的減小,也可節(jié)省機房空調(diào)設(shè)備的用電量及電費。NT系列UPS電源散熱風(fēng)扇具有10段風(fēng)速控制,由負載的容量、溫度高低自動

35、調(diào)整風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速,可節(jié)省電能，減少運營成本,改善系統(tǒng)可靠度、提升效率、降低噪音以及延長風(fēng)扇的使用壽命?？煽啃蕴攸c分析NT系列UPS電源的元器件都是經(jīng)過嚴(yán)格篩選,緊緊把住原材料關(guān)。對UPS出廠前做全面細致的測試,確保各項功能與質(zhì)量。采用智能的微處理器CPU控制設(shè)計,簡化復(fù)雜的模擬線路并且減少了零件數(shù)目,提高了整個系統(tǒng)的集成率及可靠度;NT系列UPS電源在設(shè)計方面散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速采用智能化控制設(shè)計,風(fēng)扇轉(zhuǎn)速可根據(jù)負載大小自動調(diào)整,控制電源采用雙冗余設(shè)計,主功率器件采用IGBT技術(shù),大大提高了系統(tǒng)的可靠性。NT系列UPS電源控制電源采用雙路電源,任何一路出現(xiàn)故障,UPS電源仍可正常供電,且不同控制電源電路

36、的輸入來自不同的電源,更加確?？刂齐娐返倪\行,提高系統(tǒng)可靠度。標(biāo)配有輸出隔離變壓器,穩(wěn)定可靠,過負載能力和抗沖擊能力強,隔離諧波的干擾及降低零地電壓,為負載提供穩(wěn)定可靠的純凈電源。在政府、地鐵、鐵道、通信、醫(yī)療、工業(yè)、電力等行業(yè)使用多年,通過實踐證明NT系列UPS是具有高可靠性、高可用性的產(chǎn)品,其平均無故障時間MTBF300000h,平均維修時間MTTR0.5h。安全性特點分析采用雙變換在線式設(shè)計,保障用戶的精密設(shè)備供電質(zhì)量,市電與電池供電為零切換時間,為用戶負載提供純凈的正弦波安全可靠的電源,延長了設(shè)備的使用壽命。緊急事故關(guān)機功能(EPO),當(dāng)?shù)卣鸹蚧馂?zāi)等緊急事故發(fā)生時,可通過面板EPO按鍵

37、或利用遠程遙控EPO功能快速將UPS電源關(guān)機,減少UPS電源供電系統(tǒng)在緊急事故中造成的損失,有效地保護負載。整流器采用軟啟動設(shè)計,當(dāng)UPS電源的輸入電源轉(zhuǎn)為由發(fā)電機連續(xù)供電使用時,可使發(fā)電機得到平滑過渡連接,避免發(fā)電機受到瞬間負載的沖擊或過載故障,使得發(fā)電機保持正常、安全運行,延長發(fā)電機組使用壽命。具有電池漏液偵測功能,可提早偵測出電池的漏液并進行告警,避免電池漏液引起事故。并機系統(tǒng)可采用共用電池方案,每個電池組由29只電池串聯(lián),如在同樣給用戶提供1h后備時間的情況下,可減少電池的投資,還可以節(jié)省大量的安裝空間,提高電池的利用效率,當(dāng)其中一臺UPS退出并聯(lián)系統(tǒng)后,仍能保證滿載情況下后備時間為1

38、h,確保信號系統(tǒng)的安全運行,保障高速鐵路行車的安全性。NT系列UPS具有安全、適用的短路保護功能,當(dāng)偵測到逆變器的輸出電壓小于50V達兩個周期(即40ms)時,便認為輸出端短路,逆變器保護鎖機,轉(zhuǎn)由旁路供電,轉(zhuǎn)換時間1ms。在并機系統(tǒng)中,當(dāng)偵測到UPS逆變器輸出電壓小于50V達兩個周期時,便認為是系統(tǒng)輸出短路了,這時并聯(lián)兩臺UPS立即關(guān)閉逆變器進行自我保護,同時將負載切換到靜態(tài)旁路下供電。如果短路故障排除了,則UPS電源自動恢復(fù)到正常工作模式。如果短路故障仍然存在,則靠跳脫靜態(tài)旁路的輸入開關(guān)來保護。整個短路保護的設(shè)計理念是:不到萬不得已不給負載斷電,瞬間短路或者萬一有誤偵測到短路時,不會造成負

39、載斷電。4UPS系統(tǒng)的監(jiān)控及維修UPS監(jiān)控系統(tǒng)是指對UPS本身的運行狀態(tài)進行監(jiān)測、管理，并對以UPS為中心動力環(huán)境系統(tǒng)，進行監(jiān)測、管理、控制的一套全面的UPS安全管理系統(tǒng)。4.1UPS監(jiān)控系統(tǒng)的種類遠程監(jiān)控面板遠程監(jiān)控面板通過電纜與UPS的RS-485接口連接，距離可達100米以上。設(shè)備管理員在遠端位置，通過該監(jiān)控面板可以對UPS進行監(jiān)控，監(jiān)控面板可連續(xù)顯示UPS工作狀態(tài)及運行參數(shù)，在UPS非正常狀態(tài)時（如市電停電或UPS故障等）可發(fā)出報警讓用戶注意。遠程監(jiān)控面板的功能等于是把UPS的面板和聲音搬到用戶面前。其優(yōu)點是安裝方便，不需通過計算機監(jiān)控。單機點對點監(jiān)控管理UPS通過RS-232接口與計

40、算機串口連接，并在計算機上運行相關(guān)平臺的UPS監(jiān)控軟件，計算機與UPS建立通信聯(lián)系，定時發(fā)送查詢指令，UPS在規(guī)定的時間內(nèi)返回信息。當(dāng)電源出現(xiàn)異常時，UPS將異常信息發(fā)給計算機并在計算機上彈出告警界面，提醒操作人員及時處理。如果有關(guān)人員不在現(xiàn)場，監(jiān)控軟件就會在UPS供電時間結(jié)束前自動終止各種程序的運行，自動存盤，并通過MODEM向有關(guān)人員發(fā)送e-mails、或打BP機，通報有關(guān)信息。同時監(jiān)控軟件還能以數(shù)字和圖形方式顯示記錄UPS的參數(shù)，供使用者對UPS作分析、診斷，并可設(shè)置對電腦和UPS執(zhí)行定時開關(guān)機功能。特點：安裝及操作簡單，監(jiān)控距離在10米內(nèi)，需占用計算機一個串行口。多臺計算機監(jiān)控管理要求

41、所有的PC或服務(wù)器在同一網(wǎng)絡(luò)中，并且為相同操作系統(tǒng)，不能為混合網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中指定的某一臺服務(wù)器或工作站（稱本地機）通過RS-232串口線與UPS通訊，網(wǎng)絡(luò)上其它服務(wù)器或工作站（遠端機）與本地機通訊，本地機與遠端機都運行UPS的電源管理軟件，本地機可管理UPS，遠端機透過本地機可了解UPS信息。UPS網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理智能化UPS支持SNMP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，通過SNMP網(wǎng)絡(luò)適配器，UPS系統(tǒng)作為一個獨立節(jié)點接入網(wǎng)絡(luò)，即可實現(xiàn)網(wǎng)管功能。SNMP適配器可以將UPS的信息轉(zhuǎn)化成SNMPMIB兼容格式的信息，通過網(wǎng)絡(luò)（甚至經(jīng)Internet作跨國連線）傳給相關(guān)的網(wǎng)站，用戶可以通過瀏覽器訪問遠處的UPS，也可以通過

42、網(wǎng)絡(luò)平臺進行遠端監(jiān)控和管理UPS。1）Web功能用戶在網(wǎng)絡(luò)上的任意一臺工作站，可通過瀏覽器（IE或Netscape）訪問UPS，查詢其運行參數(shù)，可以圖形或數(shù)字方式顯示UPS輸入、輸出電壓，負載情況，電池容量，機內(nèi)溫度，市電頻率，以及UPS的基本信息和工作狀態(tài)。一些功能如對UPS的遠程關(guān)機、對SNMP適配器的在線修改（重新設(shè)置）等對系統(tǒng)而言存在不安全性，在適配器的初始化安裝時，可以預(yù)先設(shè)定各個用戶的權(quán)限，限制只有擁有特定地址和密碼的網(wǎng)管人員才能操作，這是UPS的安全機制。2）SNMP功能用戶如果已有NMS網(wǎng)絡(luò)管理平臺（如：HPOpenView、SUNSunNetManager、IBMNetVie

43、w、NovellNMS、AcctonAccView等），即可直接監(jiān)控和管理UPS。沒有網(wǎng)絡(luò)管理平臺的用戶可使用隨適配器配套的網(wǎng)絡(luò)管理軟件，實現(xiàn)在Window98/NT下的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能。4.2UPS的檢測在有可控式交流或直流電源的情況下：1.用直流電源代替UPS電池，用交流電源代替市電，分別進行限流狀態(tài)下的市電開機與電池開機，通常我們把限制電流設(shè)定為3A，如果6K以上產(chǎn)品可以略往上調(diào)整，但最大不要超過5A。2.觀察市電狀態(tài)及電池狀態(tài)下UPS的報警類型（LED顯示或LCD顯示），根據(jù)報警說明判斷UPS故障部位。3.拆開機箱，對可疑部位進行硬件檢測（目視是否有炸機痕跡，用萬用表量測關(guān)鍵元器件如MOS

44、,IGBT，芯片各引腳對地電阻值等）定位損壞部件。4.如上部無法確認，可重新上電開機，量取BUS電壓，CHGR輸出等關(guān)鍵模塊的輸出電壓，最好用示波器量測。5.檢修完成后，重新上電，觀察UPS是否報警，如報警再根據(jù)以上步驟依次排查。6.若上電開機正常，則建議以20%負載為階梯步進式投載，直到投至100%負載，若無問題，基本問題不大。在沒有可控AC電源，DC電源的情況下：直接通市電（但不要使用電池，因為市電有開關(guān)及保險絲保護，但電池遇短路會燃燒，怪可惜的），看機器是否發(fā)生炸機，把問題炸出來，直接修理炸機部位及周邊元器件，需要注意的是炸機后，周邊電路的芯片一定要更換，因為很難進行靜態(tài)測量，動態(tài)測量又容易引起二次損壞。4.3UPS的日常維護與維修(1)UPS電源在正常使用情況下，主機的維護工作很少，主要是防塵和定期除塵。特別是氣候干燥的地區(qū)，空氣中的灰粒較多，機內(nèi)的風(fēng)機會將灰塵帶入機內(nèi)沉積、當(dāng)遇空氣潮濕時會引起主機控制紊亂造成主機工作失常，并發(fā)生不準(zhǔn)確告警，大量灰塵也會造成器件散熱不好。一般每季度應(yīng)徹底清潔一次。其次就是在除塵時，檢查各連接件和插接件有無松動和接觸不牢的情況。(2)雖說儲能電池組目前都采用了免維護電池，但這只是免除了以往的測比、配比、定時添加蒸餾水的工作。但外因工作狀態(tài)對電池的影響并沒有改變，不正常工作狀態(tài)對電池造成的影響沒有變，這部分的維護檢修工作仍是非常重