網(wǎng)絡(luò)供配電實(shí)訓(xùn)報(bào)告

PAGE1天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院暨國(guó)家示范性軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)供配電施工與管理實(shí)訓(xùn)題目：網(wǎng)絡(luò)供電施工與管理姓名：系別：專業(yè)：班級(jí)：指導(dǎo)教師：時(shí)間安排：2012年6月4日至2012年6月15日摘要隨著現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的不斷發(fā)展，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代全球化通信技術(shù)和高精尖的精密加工工業(yè)的發(fā)展而帶動(dòng)起來(lái)的信息化產(chǎn)業(yè)正以前所未有的速度發(fā)展著?，F(xiàn)在已為人們認(rèn)識(shí)到的事實(shí)是：由于計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備等為代表的非線性負(fù)載在運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的“諧波污染”造成當(dāng)今的普通電網(wǎng)的供電質(zhì)量的惡化。大量的運(yùn)行實(shí)踐說(shuō)明：電網(wǎng)電壓和頻率的急劇波動(dòng)，供電的瞬時(shí)和長(zhǎng)期中斷，在電網(wǎng)上所出現(xiàn)的各種人們無(wú)法預(yù)料和控制的干擾和高能浪涌，都有可能造成計(jì)算機(jī)的硬件損壞或?qū)е掠?jì)算機(jī)的計(jì)算錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)丟失。為滿足UPS不間斷電源，是一種含有儲(chǔ)能裝置，以逆變器為主要元件、穩(wěn)壓恒頻輸出的電源保護(hù)設(shè)備。它可以解決現(xiàn)有電力的斷電、低電壓、高電壓、突波等現(xiàn)象，使我們的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行更加穩(wěn)定安全。關(guān)鍵字：不間斷電源；后備式；在線式；在線互動(dòng)式目錄TOC\o"1-1"\h\z\t"標(biāo)題2,1,標(biāo)題3,1,標(biāo)題4,1,標(biāo)題5,1,標(biāo)題6,1,標(biāo)題7,1,標(biāo)題8,1"一.描述 3二．UPS的組成、工作原理及特性 3三．UPS系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù) 7四、4電路圖分析4.1正常運(yùn)行94.2電池運(yùn)行94.3過(guò)載/逆變器停機(jī)94.4維修狀態(tài)9五、使用UPS有哪些注意事項(xiàng) 10七、 12一.描述UPS是針對(duì)中國(guó)電網(wǎng)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、醫(yī)療系統(tǒng)等對(duì)電源的可靠性要求，克服中、大型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集中供電所造成的供電電網(wǎng)環(huán)境日益惡劣的問(wèn)題，以全新的數(shù)字技術(shù)研制出的第三代工頻純?cè)诰€式智能型UPS。直流電源，是維持電路中形成穩(wěn)恒電流的裝置。如干電池、蓄電池、直流發(fā)電機(jī)等。UPS和直流電源是企業(yè)重要的供電保障設(shè)備，傳統(tǒng)的維護(hù)管理包括：①日常巡檢外觀，定期更換電池、濾波電容、風(fēng)機(jī)等易損件，大修時(shí)做電池活化等;②改造或采用換代設(shè)備，使用高級(jí)工具測(cè)試電池性能。這種管理方式企業(yè)投入成本高，維護(hù)人員工作量大，不易實(shí)時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)，設(shè)備事故預(yù)防能力低。實(shí)施在線維護(hù)管理可避免傳統(tǒng)方式的不足之處，獲得良好效益。UPS的中文意思為“不間斷電源”，是英語(yǔ)“UninterruptiblePowerSupply”的縮寫，它可以保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在停電之后繼續(xù)工作一段時(shí)間以使用戶能夠緊急存盤，使用戶不致因停電而影響工作或丟失數(shù)據(jù)。二．UPS的組成、工作原理及特性1、UPS的系統(tǒng)組成對(duì)于一臺(tái)設(shè)計(jì)完善的UPS供電系統(tǒng)而言，這至少應(yīng)該包括如下的控制部件：●交流輸入EM1/RF1濾波器及整流濾波器；●免維護(hù)密封蓄電池組及其充電器；●采用脈寬調(diào)制方式運(yùn)行的逆變器；●控制電路及微處理器芯片所用的直流輔助電源；●各種自動(dòng)保護(hù)控制電路（如：輸出過(guò)載/短路保護(hù)，過(guò)壓輸出/欠壓輸出保護(hù)，電池電壓過(guò)低自動(dòng)保護(hù)，直流母線過(guò)壓保護(hù)等）及相關(guān)的UPS電源模擬流程顯示系統(tǒng)；●UPS電源的市電交流旁路供電←→逆變器電源供電切換裝置及相應(yīng)的鎖相同步控制電路；●微處理器及故障“自診斷”檢測(cè)系統(tǒng)；●為實(shí)現(xiàn)智能化UPS配置而設(shè)置的RS232或DB9接口及其相應(yīng)的電源監(jiān)控軟件。2、UPS工作原理近年來(lái)，以微處理器調(diào)控為特征的小型在線式UPS電源（其標(biāo)稱輸出功率為0.5KVA-10KVA左右），下面我就以該類型的UPS為例來(lái)介紹UPS電源的工作原理。其控制框圖如圖1.1所示.UPS電源所要完成的控制功能是將供電質(zhì)量較差的普通市電電源（這種電源經(jīng)常遇到如下問(wèn)題：①市電電壓不，有時(shí)甚至還會(huì)發(fā)生市電供電中斷；②市電頻率波動(dòng)范圍過(guò)大；③由于用戶在電網(wǎng)上投入的像計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備和家用電器之類的非線性負(fù)載對(duì)“電網(wǎng)污染”而造成正弦波形的嚴(yán)重畸變；④從電網(wǎng)串入各種干擾和高能浪涌）首先經(jīng)位于UPS內(nèi)部的整流濾波器變成直流電源，然后再利用正弦脈寬調(diào)制法(SPWM)在逆變器內(nèi)重新將直流電源變成純正的高質(zhì)量正弦波電源。當(dāng)市電供電出現(xiàn)故障或完全停電時(shí)，利用裝在UPS內(nèi)部的蓄電池組繼續(xù)向逆變器提供直流能源，從而可以保證UPS電源的逆變器電源繼續(xù)以毫無(wú)時(shí)間中斷的正弦波電源及毫無(wú)波形擾動(dòng)的方式繼續(xù)向用戶提供高質(zhì)量的交流電源。目前，UPS的內(nèi)置蓄電池組可以保證在市電中斷后提供8-15分鐘的后備供電時(shí)間。對(duì)于像我們通信行業(yè)這樣有特殊要求的用戶而言，可以通過(guò)外置大容量電池組和充電器的辦法來(lái)將UPS電源的電池后備供電時(shí)間延長(zhǎng)到8小時(shí)左右。工作原理：1UPS電源工作原理1.1在線式在線式UPS（On-LineUPS）的運(yùn)作模式為“市電和用電設(shè)備是隔離的，市電不會(huì)直接供電給用電設(shè)備”，而是到了UPS就被轉(zhuǎn)換成直流電，再兵分兩路，一路為電池充電，另一路則轉(zhuǎn)回交流電，供電給用電設(shè)備，市電供電品質(zhì)不穩(wěn)或停電時(shí)，電池從充電轉(zhuǎn)為供電，直到市電恢復(fù)正常才轉(zhuǎn)回充電，“UPS在用電的整個(gè)過(guò)程是全程介入的”。其優(yōu)點(diǎn)是輸出的波型和市電一樣是正弦波，而且純凈無(wú)雜訊，不受市電不穩(wěn)定的影響，可供電給“電感型負(fù)載”，例如電風(fēng)扇，只要在UPS輸出功率足夠的前題下，可以供電給任何使用市電的設(shè)備。1.2后備式后備式又稱為非在線式不間斷電源（Off-LineUPS），它只是“備援”性質(zhì)的UPS，市電直接供電給用電設(shè)備也為電池充電（NormalMode），一旦市電供電品質(zhì)不穩(wěn)或停電了，市電的回路會(huì)自動(dòng)切斷，電池的直流電會(huì)被轉(zhuǎn)換成交流電接手供電的任務(wù)（BatteryMode），直到市電恢復(fù)正常，“UPS只有在市電停電了才會(huì)介入供電”，不過(guò)從直流電轉(zhuǎn)換的交流電是方波，只限于供電給電容型負(fù)載，如電腦和監(jiān)視器。1.3線上交錯(cuò)式線上交錯(cuò)式又稱為線上互動(dòng)式或在線互動(dòng)式（Line-InteractiveUPS），基本運(yùn)作方式和離線式一樣，不同之處在于線上交錯(cuò)式雖不像在線式全程介入供電，但隨時(shí)都在監(jiān)視市電的供電狀況，本身具備升壓和減壓補(bǔ)償電路，在市電的供電狀況不理想時(shí)，即時(shí)校正，減少不必要的“BatteryMode”切換，延長(zhǎng)電池壽命。3、特性采用脈寬調(diào)制法控制的整流器、濾波器將不穩(wěn)壓的市電電源變成幅值穩(wěn)定的直流高壓電源V1送到逆變器電源的直流總線輸入端。當(dāng)市電電源供電正常時(shí)，在微處理器的調(diào)控下，從DC/DC變換器所送出的另一路直流電源的電壓V3小于從整流器所輸出的直流電源電壓V1.在此條件下，由于二極管D處于反向偏置狀態(tài)，所以，DC/DC直流變換器并不向逆變器提供任何能量。與此同時(shí)，逆變器在微處理器所送的正弦脈寬調(diào)制脈沖的調(diào)控下，重新將直流電源V1變成輸出波形非常標(biāo)準(zhǔn)的純正50HZ正弦波電源V4。為區(qū)別來(lái)自市電電網(wǎng)的正弦波電源V0,我們將從逆變器所輸出的正弦波電源稱為“逆變器電源”。如果將該逆變器電源V4同來(lái)自市電電網(wǎng)的普通電源V0相比，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它具有如下極其優(yōu)越的電氣特性：①由于在UPS的逆變器調(diào)控電路中，建立有由電壓負(fù)反饋控制電路→微處理器→逆變器電源輸出→電壓負(fù)反饋控制電路所構(gòu)成的閉環(huán)負(fù)反饋控制電路，這樣可以確保UPS的逆變器向負(fù)載提供穩(wěn)壓精度高達(dá)±0.5%—±1%的高精度穩(wěn)壓電源。②利用位于UPS電源內(nèi)部的鎖相同步電路確保從UPS的逆變器電源的工作頻率為50HZ③由于在UPS電源的逆變器中，采用高頻（20KHZ-40KHZ）正弦脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)，從逆變器所輸出的正弦波電源具有非常標(biāo)準(zhǔn)的正弦波形，保證輸出電源的波形失真小。④可完全消除來(lái)自市電電網(wǎng)的任何電壓波動(dòng)，波形畸變，頻率波動(dòng)及干擾可能產(chǎn)生的任何影響。正是基于這點(diǎn)，UPS的逆變器電源才可向用戶提供毫無(wú)干擾的高質(zhì)量的純潔正弦波電源。⑤確保從UPS所輸出的逆變器電源永遠(yuǎn)都是處于不間斷地向用戶的負(fù)載供電的局面。綜上所述：我們可以看到從UPS的逆變器所輸出的高質(zhì)量正弦波電源，不僅是一般的市電電網(wǎng)的電源不能與之相比的，而且，據(jù)我所知，現(xiàn)在還沒(méi)有任何一種交流穩(wěn)壓電源有可能同時(shí)具有以上5種優(yōu)異特性的高質(zhì)量電源三．UPS系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù)現(xiàn)在的UPS，特別是中大型UPS，已經(jīng)不是一臺(tái)電網(wǎng)停電后可以繼續(xù)向負(fù)載供電的整機(jī)產(chǎn)品，隨著UPS技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，它應(yīng)該成為一個(gè)小型的，或者說(shuō)局部的高度可靠、性能齊全、高度智能化的供電中心。而在網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代，UPS已經(jīng)成為一個(gè)高度智能化的設(shè)備，它要對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的硬件設(shè)備、運(yùn)行程序和數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)的傳輸途徑進(jìn)行全面地保護(hù)，使之成為不間斷網(wǎng)絡(luò)。UPS不僅向由它直接供電的各種硬件設(shè)備提供全面的保護(hù)，還應(yīng)該向它們所運(yùn)行的軟件以及數(shù)據(jù)傳輸途徑提供絕對(duì)安全可靠的保護(hù)，這就意味著，UPS可配置相應(yīng)的電源監(jiān)控軟件，SNMP（簡(jiǎn)單網(wǎng)管協(xié)議）管理器，使其具有遠(yuǎn)程管理能力，使用戶可執(zhí)行UPS與網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)之間的監(jiān)控和數(shù)據(jù)通信操作。

具體來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)UPS供電系統(tǒng)具有的技術(shù)特性包括：

1．高可靠性

具有能提供365天(24小時(shí))連續(xù)提供高質(zhì)量的UPS“逆變器電源”的供電能力。這就意味著，在UPS供電系統(tǒng)的運(yùn)行中既不允許出現(xiàn)任何瞬間供電中斷/停電事故，也不允許在UPS運(yùn)行中，出現(xiàn)由普通的市電經(jīng)交流旁路直接向用戶的負(fù)載供電的局面。為此，要求UPS供電系統(tǒng)應(yīng)滿足如下要求：

UPS單機(jī)本身的“故障率”低，目前大型UPS產(chǎn)品的平均無(wú)故障工作時(shí)間（MTBF）為20～40萬(wàn)小時(shí)。

采用具有高度“容錯(cuò)”功能的“N＋1”型UPS冗余并機(jī)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)一步提高UPS供電系統(tǒng)的可靠性。（“1＋1”型冗余并機(jī)系統(tǒng)的典型MTBF值可達(dá)140～200萬(wàn)小時(shí)左右）。

在整套UPS供電系統(tǒng)中，不應(yīng)存在“單點(diǎn)瓶頸”性故障隱患。

允許在UPS“逆變器電源”連續(xù)供電的條件下，執(zhí)行“不停電”的維護(hù)和檢修操作。

萬(wàn)一在用戶設(shè)備端出現(xiàn)“短路”故障時(shí)，應(yīng)將“故障”的影響范圍縮小到盡可能小的范圍。

2．高抗干擾性

UPS供電系統(tǒng)能為互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備獲得100%的高“可利用率”（低“誤碼率”，低數(shù)據(jù)傳輸“丟包率”，高網(wǎng)絡(luò)“接通率”），創(chuàng)造優(yōu)良的運(yùn)行環(huán)境。

大量的運(yùn)行實(shí)踐表明：“電源干擾”問(wèn)題是造成互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的“可利用率”下降的重要原因之一。能否盡可能地消除“電源干擾”是確保信息網(wǎng)絡(luò)能否獲得100%的高“可利用率”的關(guān)鍵所在。在此需說(shuō)明的是：“電源干擾”不僅來(lái)源于普通的市電電網(wǎng)，它還來(lái)源于“設(shè)計(jì)不完善”的UPS電源本身及用戶的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備本身。這是因?yàn)榕渲迷贗DC（互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心）和MDC（多媒體數(shù)據(jù)中心）機(jī)房?jī)?nèi)的服務(wù)器、磁盤陳列機(jī)、交換機(jī)等均內(nèi)置有“開(kāi)關(guān)電源”。這種“整流濾波型”非線性負(fù)載會(huì)向UPS供電系統(tǒng)反射3次～23次低次諧波“干擾”，其可能帶來(lái)的惡果之一是降低語(yǔ)音通話質(zhì)量。實(shí)踐證明：過(guò)大和過(guò)頻出現(xiàn)“電源干擾”，輕者會(huì)導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)的傳輸速率下降、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的數(shù)據(jù)“丟包率”增大、modem的上網(wǎng)“掉線率”增大等隱形故障出現(xiàn)，從而導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備被迫進(jìn)入“降額”使用狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。舉個(gè)例子，如果將用戶向網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商租用“帶寬”為64Kbit/s專線時(shí)所需付的費(fèi)用作為1計(jì)算的話，當(dāng)用戶租用10Mbit/s和150Mbit/s的網(wǎng)線使用權(quán)時(shí)所需支付的費(fèi)用將分別增到34和210倍。由此可見(jiàn)，如果因“電源干擾”問(wèn)題或電磁兼容EMC問(wèn)題而導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入“降額使用”狀態(tài)的話，它會(huì)給網(wǎng)絡(luò)的利潤(rùn)帶來(lái)多大的損失。從這個(gè)角度來(lái)看，高速信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展在給UPS產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大商機(jī)的同時(shí)，也對(duì)UPS供電所能提供的電源質(zhì)量提出更為嚴(yán)格的要求。

3.具有防雷擊、抗高能浪涌的功能

雷擊、閃電及電網(wǎng)上的高能浪涌嚴(yán)重威脅UPS系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全。如無(wú)相應(yīng)的保護(hù)措施，將造成UPS系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的硬件和軟件的損壞。UPS應(yīng)具有這方面的保護(hù)電路，其指標(biāo)應(yīng)符合國(guó)家及國(guó)際安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。

4.過(guò)載能力強(qiáng)

由于計(jì)算機(jī)等負(fù)載屬于整流型負(fù)載，在啟動(dòng)時(shí)往往有較大的瞬態(tài)沖擊電流，如果UPS的過(guò)載能力弱，有可能造成嚴(yán)重后果導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常安全的運(yùn)行。

5.智能化監(jiān)控

在UPS和計(jì)算機(jī)/網(wǎng)絡(luò)之間建立起雙向通信監(jiān)控管理功能。利用監(jiān)控軟件監(jiān)控管理UPS的運(yùn)行、操作。當(dāng)市電中斷或UPS電池低電位時(shí)，監(jiān)控軟件可做到將計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)自動(dòng)安全存盤、系統(tǒng)安全關(guān)機(jī)然后關(guān)閉UPS，避免因電力突然中斷而造成操作系統(tǒng)的損壞和數(shù)據(jù)資料的損失，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的完整性保護(hù)。電路圖分析4.1正常運(yùn)行：整流器將主電源輸入的交流電整流為直流電，一方面為電池充電，一方面通過(guò)逆變器將直流電逆變?yōu)榻涣飨蜇?fù)載輸出，負(fù)載得到的交流電是經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓穩(wěn)頻的；4.2電池運(yùn)行：當(dāng)市電停電或超限時(shí)，整流器自動(dòng)停止，由電池向逆變器和負(fù)載供電，直到電池放電結(jié)束或市電恢復(fù)正常。當(dāng)市電正常后，整流器以恒流-恒壓方式充電