US選型基本技術(shù)企業(yè)培訓(xùn)管理資料

UPS基本技術(shù)電源故障市電的九種電源故障形式電源斷電電壓下陷電源浪涌

持續(xù)欠壓持續(xù)過壓

高頻噪音頻率波動(dòng)瞬態(tài)切換諧波失真UPS(UninterruptiblePowerSystem)UPS外在關(guān)聯(lián)負(fù)載市電監(jiān)控通訊電池UPSUPS功能及基本結(jié)構(gòu)UPS內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)UPS的主要功能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用電器之間的隔離實(shí)現(xiàn)兩路電源的不間斷切換提供高質(zhì)量電源電壓變換和頻率變換功能停電后提供后備時(shí)間UPS類型后備式UPS在線互動(dòng)式UPS在線式UPS后備式UPS工作框圖在線互動(dòng)式UPS原理框圖在線式UPS原理框圖市電停電時(shí)工工作框圖過載或故障時(shí)時(shí)工作框圖UPS品質(zhì)描述UPS－市電：輸入入指標(biāo)UPS－負(fù)載：輸出出指標(biāo)UPS－電池：電池池管理UPS－用戶：通訊訊監(jiān)控UPS－UPS：備份與擴(kuò)容容UPS技術(shù)的發(fā)展第一代UPS（90年前）：SCR整流＋SCR逆變第二代UPS（90～95年)：SCR整流＋GTR逆變第三代UPS（95～05年）：SCR整流＋I(xiàn)GBT逆變第四代UPS（05年后）：IGBT整流＋I(xiàn)GBT逆變UPS品質(zhì)描述UPS－市電：輸入入指標(biāo)輸入電壓標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)及范圍（220/380VAC±±15％）輸入頻率標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)及范圍（50HZ±10％）輸入功率因素素（0.8~0.99)SCR型整流器：PF≈U浮充/2ULIGBT型整流器：PF≈4、輸入電流諧諧波失真（THD）(3~35%)U1I1ULILCosUPS品質(zhì)描述每相可控硅在在1/3周期導(dǎo)通.產(chǎn)生浮充電壓壓：UF=32/×UL×COS＝1.35×380×1＝513V輸入電壓范圍圍：<±15%輸入功率因素素：0.8諧波分量>30%電池電壓（32～35）X12V，逆變器效率率低，輸出必必須配置隔離離升壓變壓器器可控硅整流器器ABCDC+DC-UPS品質(zhì)描述諧波分量諧波電流

[%]01020304050607080901001571113171923254456891420100每相可控硅在在1/3周期導(dǎo)通.產(chǎn)生奇次諧波波n=6k±1(K為正整數(shù))諧波分量>30%發(fā)電機(jī)配比2.5~3:16脈沖整流器UPS品質(zhì)描述6脈沖整流器優(yōu)點(diǎn):THD<10%滿載條條件下簡(jiǎn)單可靠,可任意時(shí)候加加裝可提高功率因因數(shù)6-脈沖整流器+無(wú)源濾波器(LC)缺點(diǎn):在特定條件下下，無(wú)源濾波波器會(huì)和電網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)阻發(fā)生諧諧振抑制高次諧波波效果差效率降低費(fèi)用增加且體體積增大6脈沖整流器6-脈沖整流流器+有源濾濾波器(APF),-采用補(bǔ)償原理理向電網(wǎng)注入入與諧波電流相相位相反,幅值相同的電電流.采用IGBT電路優(yōu)點(diǎn):THD<5%不會(huì)發(fā)生共振振現(xiàn)象不受系統(tǒng)阻抗抗變化的影響響不受諧波頻率率變化的影響響缺點(diǎn):電路復(fù)雜,MTBF(平均無(wú)故障時(shí)時(shí)間)下降EMI高,效率下降2％成本高邏輯控制B+B-+-至逆變器L1L2L30Y12脈沖整流器12脈沖整流器12脈沖整流流器優(yōu)點(diǎn):THD<10%滿滿載缺點(diǎn):需要兩個(gè)整流流器和一個(gè)移相變壓器效率比較低2%體積重量也增加IGBT整流器采用高頻脈寬寬調(diào)制型IGBT整流器技術(shù)，，對(duì)電網(wǎng)的的適應(yīng)能力很很強(qiáng)。不帶濾濾波器時(shí)輸入入功率因數(shù)就就可高達(dá)0.99優(yōu)點(diǎn):輸入電壓范圍圍：<±25%輸入功率因素素：0.99諧波分量<3%綠色電源不會(huì)因加裝濾濾波器而造成成能量損失機(jī)器重量輕--易于安裝和運(yùn)運(yùn)輸缺點(diǎn)：整流器容量受受現(xiàn)有技術(shù)條條件所限（<200KVA）穩(wěn)定性不如可可控硅整流器器IUIGBT整流器傳統(tǒng)可控硅整流的電流波形IGBT整流的電流波形使用IGBT整流目的：提高輸入端的的功率因數(shù)≈1--使輸入端電流流盡可能接近近正弦波減少直流脈動(dòng)動(dòng)和諧波干擾擾擴(kuò)展UPS輸入電壓范圍圍柴油機(jī)/UPS容量匹配UPS整流電路容量匹配Pg/Pui3～46脈沖整流UPS2.5～36脈沖整流+5次/7次諧波濾除器1.7～2.312脈沖整流1.6～2.212脈沖整流+11次/13次諧波濾除器1.4～2高頻UPS(帶cosψ校正)

1.5～2.4IGBTPWM整流1.25注：UPS并聯(lián)系統(tǒng)前端端發(fā)電機(jī)容量量為單機(jī)1.8倍,用戶投資條件件允許發(fā)電機(jī)機(jī)組還應(yīng)備有有1.25倍的余量。單相全橋整流流UPSPg-柴油發(fā)電機(jī)功功率；Pu-UPS輸入功率UPS品質(zhì)描述UPS－負(fù)載：輸出出/整機(jī)指標(biāo)輸出電壓標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)及精度（220/380VAC±±1％）輸出頻率標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)及精度（50HZ±0.01％）輸出功率因素素（0.7－1)輸出過載/抗短路能力(125％額定電流，，10min150％額定電流，，60s)三相不平衡能能力(100%不平衡負(fù)載,電壓不均衡＜＜±5%）動(dòng)態(tài)響應(yīng)(100％負(fù)載，瞬態(tài)態(tài)電壓波動(dòng)<5%,恢復(fù)時(shí)間：≤≤20ms)效率(90－94%)噪音(50－75db）環(huán)境指標(biāo)(溫度0～40℃），濕度，海拔拔<1000米）UPS品質(zhì)描述UPS整機(jī)指標(biāo)－效效率計(jì)算UPS各部件效率：：SCR整流器99％；IGBT整流器98％、IGBT逆變器效率96％、變壓器效率98％,濾波器99％傳統(tǒng)UPS的效率：SCR整流（99％）×IGBT逆變（96％）×輸出TX（98％）=93％12脈沖傳統(tǒng)UPS的效率:輸入移相TX（98％）×雙SCR整流（98％）×IGBT逆變（96％）×輸出TX（98％）=90％新型UPS效率計(jì)算：IGBT整流（98％）×IGBT逆變（96％）=94％UPS品質(zhì)描述UPS－電池：電池池管理充電保護(hù)（過過壓及過流充充電保護(hù)，溫溫度補(bǔ)償）放電保護(hù)（關(guān)關(guān)機(jī)截止電壓壓設(shè)定及調(diào)整整，自動(dòng)脫扣扣）電池智能化管管理（檢測(cè)和和報(bào)警）后備時(shí)間計(jì)算算和顯示：額額定負(fù)載后備備時(shí)間T75％額定負(fù)載1.6T;50％額定負(fù)載2.5T;33％額定負(fù)載4T充電能力及充充電時(shí)間：10％～25％額達(dá)容量充充電能力充電時(shí)間計(jì)算算：T＝AH/I充電×（充電效率80％）UPS品質(zhì)描述UPS－用戶管理：：通訊和監(jiān)控控顯示及控制通訊功能：串串口RS232/RS485；網(wǎng)卡；干結(jié)結(jié)點(diǎn)；modbus卡監(jiān)控：監(jiān)控軟軟件及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)監(jiān)控功能UPS品質(zhì)描述UPS－UPS：擴(kuò)容及備份份串聯(lián)備份并聯(lián)備份及增增容并聯(lián)技術(shù)及指指標(biāo)直接并聯(lián)、公公共旁路、模模塊化UPS、環(huán)流指標(biāo)UNIT1SSBSSIIREIUGRect.Inv.IRPIBBattIBYUNIT2SSBSSIIREIUGRect.Inv.IRPIBBattIBY串聯(lián)熱備份UPS－UPS：擴(kuò)容及備份份并聯(lián)冗余或增增容UNIT

1SSBSSIIREIUGRect.Inv.IRPIBBattIBYUNIT2SSBSSIIREIUGRect.Inv.IRPIBBattIBY可實(shí)現(xiàn)：并聯(lián)冗余工作作方式并聯(lián)增容工作作方式UPS－UPS：擴(kuò)容及備份份公共旁路并聯(lián)聯(lián)可實(shí)現(xiàn)：多臺(tái)并聯(lián)冗余余工作方式多臺(tái)臺(tái)并并聯(lián)聯(lián)增增容容工工作作方方式式UPS－UPS：擴(kuò)擴(kuò)容容及及備備份份UPS供配配電電系系統(tǒng)統(tǒng)市電電發(fā)電電機(jī)機(jī)UPS系統(tǒng)統(tǒng)1ATS關(guān)鍵鍵雙電電源源負(fù)載載UPS系統(tǒng)統(tǒng)2關(guān)鍵鍵單電電源源負(fù)載載次要要單電電源源負(fù)載載次要要單電電源源負(fù)載載STSUPS分類類和和選選擇擇工作作方方式式：：后后備備式式、、互互動(dòng)動(dòng)式式、、在在線線式式容量量：：小小功功率率（（1～10KVA）；；中中功功率率（（20～60K）；；大大功功率率（（80～1000KVA）適用用環(huán)環(huán)境境：：商商業(yè)業(yè)級(jí)級(jí)、、工工業(yè)業(yè)級(jí)級(jí)、、電電廠廠專專用用、、車車載載或或船船用用輸出出變變壓壓器器：：高高頻頻機(jī)機(jī)，，工工頻頻機(jī)機(jī)UPS市場(chǎng)場(chǎng)和和品品牌牌小功功率率：：APC、Santak（山山特特））、、Kestar（科科士士達(dá)達(dá)））、、PCM中功功率率：：Powerware、MGE、Emerson-Liebert、Delta、Santak大功功率率：：Emerson-Liebert、MGE、Powerware、Chloride-Siemens、、、Socomec-Sicon、GE-Imv、Best-Borri其他他常常見見品品牌牌：：科科華華（（kelong）、、冠冠軍軍（（champion）、、易易斯斯特特（（East）、、賽賽康康、、復(fù)復(fù)華華、、優(yōu)優(yōu)瑪瑪、、寶寶合合、、四四通通、、Best、伽伽馬馬創(chuàng)創(chuàng)力力、、雷雷洛洛士士、、Powerland（寶寶蘭蘭））、、山山頓頓（（Sendon）、、勁勁達(dá)達(dá)（（Deltec）、、東東芝芝（（Toshiba）、、APC-Gutor（固固特特））、、AEG（德德國(guó)國(guó)通通用用電電氣氣））、、Protect（普普洛洛泰泰克克））UPS推薦薦和和配配置置容量量及及機(jī)機(jī)型型選選擇擇電池池計(jì)計(jì)算算及及配配置置配電電部部分分：：線線纜纜及及開開關(guān)關(guān)UPS推薦薦和和配配置置容量量及及機(jī)機(jī)型型選選擇擇用戶戶負(fù)負(fù)載載量量,冗余余度度負(fù)載載性性質(zhì)質(zhì)：：IT類、、電電感感性性負(fù)負(fù)載載、、使使用用環(huán)環(huán)境境－－諧諧波波、、變變壓壓器器機(jī)房房配配電電設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)：：進(jìn)進(jìn)線線方方式式機(jī)型型成成本本及及競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)優(yōu)優(yōu)勢(shì)勢(shì)UPS推薦薦和和配配置置容量量及及機(jī)機(jī)型型選選擇擇用戶戶負(fù)負(fù)載載量量；；UPS輸出出冗冗余余度度（（70～80％））負(fù)載載峰峰值值因因素素（（3：1）不不能能超超過過逆逆變變器器過過載載能能力力負(fù)載載視視在在功功率率（（KVA）不不能能超超過過UPS額定定功功率率*功功率率因因素素折折算算系系數(shù)數(shù)三相相負(fù)負(fù)載載不不平平衡衡度度<30%UPS推薦薦和和配配置置工業(yè)業(yè)級(jí)級(jí)UPS惡劣劣的的電電氣氣和和物物理理環(huán)環(huán)境境：：供供電電線線路路電電壓壓/頻率率波波動(dòng)動(dòng)、、浪浪涌涌沖沖擊擊、、峰峰值值下下陷陷、、高高頻頻干干擾擾，，環(huán)環(huán)境境溫溫濕濕度度不不穩(wěn)穩(wěn)、、粉粉塵塵、、腐腐蝕蝕等等。。結(jié)構(gòu)構(gòu)：：輸輸入入輸輸出出雙雙隔隔離離、、鋼鋼板板機(jī)機(jī)箱箱、、高高IP防護(hù)等級(jí)。適用領(lǐng)域：鋼鋼鐵、化工、、電力、汽車車、造紙、煤煤炭、石油、、隧道負(fù)載類型：重重載機(jī)械、生生產(chǎn)線設(shè)備、、DCS系統(tǒng)等UPS能耗指標(biāo)UPS工作損耗、通通風(fēng)量、空調(diào)調(diào)配置滿載損耗（KW）＝kVACos×（6～7.5％）空調(diào)制冷冷量輸出功率折算算－海拔高度度，海拔每升升高100米降容1％（典型UPS工作海拔高度度：1000米）海拔高度1000米1500米2000米2300米3000米UPS輸出功率折算100%85%79%75%69%UPS容量40KVA80KVA100KVA160KVA200KVA300KVA400KVA600KVA800KVA通風(fēng)量立方米/h220024002590350037003900440075009300容量及機(jī)型選選擇不同功率因數(shù)數(shù)的負(fù)載UPS輸出功率折算算（典型UPS輸出PF-0.8型）負(fù)載PF－0.6-0.7-0.8-0.910.90.80.70.6UPS輸出100%100%100%90%80%60%55%53%50%容量及機(jī)型選選擇進(jìn)線方式：上上進(jìn)線/下進(jìn)線選擇優(yōu)勢(shì)機(jī)型型，增加價(jià)格格競(jìng)爭(zhēng)力PW技術(shù)功率40KVA60KVA120KVA200KVAPW商業(yè)功率20、30、4050、6080、100、120160、200galaxy技術(shù)功率120KVA200KVA300KVA400KVA600KVAGalaxy商業(yè)功率80、100、120160、200250、300400500、600電池計(jì)算和配配置計(jì)算公式：AH=（逆變效率））電池只數(shù)數(shù)U平(單個(gè)電池電壓壓)放電速率kVACos電池計(jì)算：恒恒流計(jì)算法（（放電速率））放電時(shí)間5m10m15m30m1h2h3h5h8h20h放電速率C2.72.01.51.00.60.360.260.180.120.05近似計(jì)算法：：適用于小功功率，長(zhǎng)時(shí)間間配置市電停電時(shí)工工作框圖電池計(jì)算和配配置精確計(jì)算：恒恒功率計(jì)算法法1、截止電壓確定定：1.67V/cell<放電30分鐘;1.75V/cell放電30~60分鐘;1.83V/cell>放電60分鐘2、計(jì)算每個(gè)Cell電池恒功率數(shù)數(shù)據(jù)：3、根據(jù)廠家恒功功率放電數(shù)據(jù)據(jù)表選擇滿足足計(jì)算結(jié)果的的電池規(guī)格W/cell=（逆變效率））電池cell數(shù)kVACosUPS推薦和配置配電部分：線線纜及開關(guān)輸入開關(guān)容量量及線纜規(guī)格格：三相電工速算算法:輸入電流(A)＝1