UPS基本架構介紹課件

1、UPS基礎培訓 UPS基礎培訓 內容大綱 UPS分類及其架構 電力問題 UPS選用 蓄電池選用 諧波改善 UPS與發(fā)電機 UPS方案 UPS注意事項內容大綱 UPS分類及其架構 諧波改善 UPS分類及其架構UPS 分類后備式Off-line在線互動式Line-Interactive在線式Double ConversionUPS分類及其架構UPS 分類后備式在線互動式在線式后備式UPSAC/DCDC/AC市電 充電器 電 池逆變器轉換開關負載市電正常: UPS輸出等于市電輸入 (但是經過雜訊干擾!)市電異常時: 逆變器轉換電池能源為AC輸出給負載輸出: 模擬正弦波 后備式UPSAC/DCDC/A

2、C市電 充電器 電 池逆變器在線互動式UPSAC/DCDC/AC市電 雙向轉換器電池AVR負載市電正常時: UPS輸出等于市電輸入 (但是經過雜訊抑制!)市電異常時: Inverter轉換電池能源為AC輸出給負載電壓過高或過低: AVR動作, 調整電壓至合理的范圍輸出: 正弦波或模擬正弦波在線互動式UPSAC/DC市電 雙向電池AVR負載市電正常在線式UPS市電 AC/DCDC/AC整流器電 瓶逆變器市電靜態(tài)開關靜態(tài)開關市電正常時: UPS透過整流 逆變, 提供干凈穩(wěn)定的正弦波市電異常時: 逆變器轉換電池能源為AC輸出給負載電壓過高或過低: 逆變器自動調整電壓至合理范圍輸出: 正弦波在線式UP

3、S市電 AC/DCDC/AC整流器電 瓶逆變器市電各 類 UPS 比 較各 類 UPS 比 較電力問題認知試著問你自己,下列問題是否曾發(fā)生在您或您周遭朋友身上:.資料因停電然未存盤而漏失.機器當機但不知原因.上網(wǎng)時,線傳資料不正確或異常中斷.當機重新開機后,檔案結構發(fā)生錯誤.計算機屏幕不正確的閃爍.設備因停電,雷擊而損壞.網(wǎng)絡設備不明原因的重新開機上述問題只是開端,請試著思考上述問題發(fā)生的嚴重性.你花費多少時間回復因斷電而造成的資料損失.這些時間花費多少成本.設備損壞時的花費費用.網(wǎng)絡發(fā)生問題時,有多少人工作受影響.這些人停工的成本呢電力問題認知試著問你自己,下列問題是否曾發(fā)生在您或您周遭朋電

4、力問題種類系統(tǒng)當機資料流失設備損壞安全顧慮系統(tǒng)異常損壞.設備故障資料錯誤硬件損毀資料錯誤硬件損毀系統(tǒng)異常頻率異常系統(tǒng)當機電力問題種類系統(tǒng)當機資料流失系統(tǒng)異常設備故障硬件損毀硬件損電力問題解決 正常市電 電壓過低 電壓過高 市電中斷 噪聲干擾 高壓突波 頻率飄移電力問題解決 正常市電 電壓過低 電壓過高 電源種類: a. 電壓相數(shù)(單相/ 三相)b. 電壓及變動范圍c. 頻率及變動范圍負載容量: a. KVA, KW, P.F.b. Crest Factorc. 預備容量負載特性: a.穩(wěn)態(tài):b.暫態(tài): (1)馬達啟動電流(2)變壓器激磁電流(3)負載投入突波電流UPS 選用考 慮 因 素 (1

5、)電源種類: a. 電壓相數(shù)(單相/ 三相)UPS環(huán)境因素: a.溫度 b.濕度 c.通風 d.噪音結構條件: a.信道大小 b.地板承受力環(huán)保要求: a. 效率 b. EMI智能化: a.監(jiān)控管理UPS 選用 考 慮 因 素 (2)環(huán)境因素: a.溫度 b.濕度 蓄電池選擇考慮因素 DC電壓范圍 (決定電池cell數(shù)目) 負載容量大小 (決定電池AH大小)備用時間長短 (決定電池AH大小)工作環(huán)境溫度 (5 35 ) (-3.3mV/cell/)蓄電池選擇考慮因素 DC電壓范圍 (決定電池cell蓄電池選擇計算方法(1) 恒電流算法: Id = UPS 容量.O/P * P.F. / Inv

6、. Eff. / Vdc(平均放電電流)Inv. Eff. : 10 20 KVA 0.91(逆流器效率) 30 40 KVA 0.92 50 120KVA 0.93 160 KVA 0.94Vdc (平均電池電壓) =終止電壓 + 2 / 3 ( 初始電壓 - 終止電壓 )或 Vdc = 電池額定電壓 (29 12 = 348) 蓄電池選擇計算方法(1) 恒電流算法: 蓄電池選擇計算方法(2) 恒功率算法:P = UPS 容量. O/P * P.F. / Inv. Eff. / Batt.cell (watt/cell) P = UPS 容量. O/P * P.F. / Inv. Eff.

7、/ Batt.pcs (watt/pcs) C = K Id / L Method C : 電池容量 ( AH ) Id : 電池放電電流 L : 維護系數(shù) ( 0.8 ) K : 容量換算系數(shù)蓄電池選擇計算方法(2) 恒功率算法:諧波的產生回轉機械設計不良所造成的諧波 例如 : 同步電動機, 感應電動機等.變壓器鐵心磁飽和所產生之高次諧波 例如 :變壓器, 飽和電抗器, 燈管啟動器等.非線性特性負載所產生之高次諧波 例如 : 整流器, 變頻器, 靜態(tài)的無效電力設備等. 諧波的產生回轉機械設計不良所造成的諧波諧波的影響 受影響設備 問題 電力 電容器電抗器 燃燒 過熱 振動 噪音 電容器 電力

8、容絲 熔掉 誤動作 馬達開關 接地故障開關 誤動作 消費者 立體音響 噪聲 噪音 產品 電視 畫面閃爍 馬達 振動 噪音 其它 電梯 振動 停止 控制器 誤動作 諧波的影響 受影響設備諧波的改善 被動濾波器 ( 諧波濾波器 ) 由被動組件 ( R,L,C ) 串并聯(lián)組成, 制造低阻抗回路并 聯(lián)于諧波發(fā)生源, 以有效吸收諧波含量,達到濾波效果. 相移操作 ( 12-PULSE 整流器 ) 依據(jù)電路特性, 產生兩組相位移電源, 使其電流諧波 部分可相互抵消, 進而達到濾波的效果. 主動濾波器 ( Active Filter ) 由半導體開關及儲能組件所組成, 藉由控制半導體 開關的 ON / OF

9、F, 以補償負載所需的虛功及諧波電流. 諧波的改善 被動濾波器 ( 諧波濾波器 )6-Pulse vs. 12-Pulse vs. 濾波器諧波階數(shù)諧波失真購置成本12n16n111,13,. 5,7,.27.8%9.4%11.4%3%便宜貴中等最貴效 率高低中等中6Pulse12Pulse6Pulse+FilterIGBT or Active Filter6-Pulse vs. 12-Pulse vs. 濾波器諧6-Pulse vs. 12-Pulse vs. 濾波器6Pulse12Pulse6Pulse+FilterIGBT or Active Filter設備影響發(fā)電機容量電壓陷落大小小最

10、小大小大最小大小大無小小中大功因改善6-Pulse vs. 12-Pulse vs. 濾波器6UPS與發(fā)電機搭配問題(1)* Line Notches & Harmonic Current (電壓凹陷瞬時 & 諧波電流)原因: 相位控制整流器所造成影響: 發(fā)電機振動,過熱,噪音及損失增加解決: a. 增加發(fā)電機額定容量 b. 采用12-pulse or IGBT 整流器 c. 加輸入諧波濾波器UPS與發(fā)電機搭配問題(1)* Line Notches UPS與發(fā)電機搭配問題(2)* Step Loading (階躍性負載 )原因: 當UPS切換至發(fā)電機供電瞬間影響: 造成發(fā)電機電壓及頻率搖擺(s

11、wing)解決: 整流器具軟啟動 (Soft Start,Walk-in)功能UPS與發(fā)電機搭配問題(2)* Step LoadingUPS與發(fā)電機搭配問題(3)*Frequency Fluctuations (頻率波動 )原因: 由于發(fā)電機本身特性及UPS負載變動影響: 發(fā)電機頻率不穩(wěn)定及UPS鎖相失敗解決: a. 提升發(fā)電機性能 b. 改善UPS反應時間及Slew RateUPS與發(fā)電機搭配問題(3)*Frequency Fluc發(fā) 電 機 容 量 選 擇一般來說:若 UPS 輸入為 6-PULSE 整流器則搭配 發(fā)電機容量應為 UPS 容量之 2 倍.若 UPS 輸入為 12-PULSE

12、 整流器則搭配 發(fā)電機容量應為 UPS 容量之 1.5 倍.發(fā) 電 機 容 量 選 擇一般來說:UPS方案 單機使用并機(獨立旁路) 并機(共享旁路)串機 (Hot-Standby) 1 對 1并機(共享電池) UPS方案 單機使用單機使用架構 單機使用架構 并機 ( 獨立旁路 )并機 ( 獨立旁路 )并機(共享旁路)并機(共享旁路)串機 (Hot-Standby) 1 對 1串機 (Hot-Standby) 1 對 1并機(共享電池)并機(共享電池)UPS 可 靠 度 比 較UPS 可 靠 度 比 較UPS注意事項(1)1. 應保持環(huán)境整齊與潔凈。2. 勿使其曝露到雨水、塵垢太重地方。3.

13、通風必須良好, 環(huán)境溫度應保持 2030C。4. 遠離可燃氣體瓦斯或爆炸物。5. 避免地板震動6. 系統(tǒng)(含電池柜)必須確實的接地7. 使用符合國際安規(guī)要求的材料UPS注意事項(1)1. 應保持環(huán)境整齊與潔凈。UPS注意事項(2)1. 使用UPS之前, 必須先仔細閱讀使用說明書2. 按照要求的作業(yè)程序開關機 3. 電池兩級嚴禁反接或短路4. 勿超載使用, 最佳使用率為 70%負載5. 切勿使用在純電感性或純電容性負載。6. 不可接半橋整流負載，例如吹風機等設備。7.輸入端要接發(fā)電機電源時,容量必須大于UPS 額定容量的 2倍 UPS注意事項(2)1. 使用UPS之前, 必須先仔細閱讀UPS注意事項(3)1.因UPS內部存在高壓電，服務必須由受過嚴格訓練的 專業(yè)維護人員提供。2. 機房內應限定專人管理，非相關人員不得操作UPS。3. 電池釋放的電解液對皮膚及眼睛有害，帶有毒性。4. 電池短路時會有很大的電流，有電擊危險。操作