UPS相關(guān)基礎(chǔ)知識

良好的開端是成功的一半U(xiǎn)PS相關(guān)基礎(chǔ)知識竹子象征氣節(jié)，寧折不彎，挺直脊梁象征華而不實(shí)，外強(qiáng)中干竹子開花節(jié)節(jié)高！寓意科普一天比一天好！UPS定義UPS的中文意思為“不間斷電源”，是英語“UninterruptiblePowerSupply”的縮寫，它可以保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在市電不正常的時候——斷電、高低壓等，繼續(xù)工作一段時間以使用戶能夠緊急存盤，使您不致因市電不正常而影響工作或丟失數(shù)據(jù)。它在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，主要起到兩個作用：一是應(yīng)急使用，防止突然斷電而影響正常工作，給計(jì)算機(jī)造成損害；二是消除市電上的電涌、瞬間高電壓、瞬間低電壓、電線噪聲和頻率偏移等“電源污染”，改善電源質(zhì)量，為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供高質(zhì)量的電源。理想的市電供電造成電源故障的原因“這么長的距離”

從發(fā)電廠-最終用戶電力輸送過程中對供電質(zhì)量的的影響:電站停機(jī)高壓電網(wǎng)閃電臺風(fēng)、洪水及人為破壞變壓器開關(guān)配電柜開關(guān)……..電源的質(zhì)量同樣受到用電設(shè)備的影響...電磁干擾UPSMotors造成電源故障的原因現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的供電質(zhì)量電源故障所造成的影響突然斷電的影響－用電設(shè)備停止運(yùn)行對計(jì)算機(jī)等相關(guān)設(shè)備造成的影響：操作系統(tǒng)由于無法及時關(guān)閉打開的系統(tǒng)文件，保存系統(tǒng)內(nèi)核配置到特殊的文件系統(tǒng)將會造成系統(tǒng)啟動區(qū)文件損壞，系統(tǒng)配置文件損壞,系統(tǒng)崩潰，導(dǎo)致下次系統(tǒng)無法正常啟動。解決方法：重新恢復(fù)配置文件，重新修復(fù)啟動引導(dǎo)文件，重新安裝(或緊急恢復(fù))操作系統(tǒng)內(nèi)核系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)無法及時將內(nèi)存緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)真正物理記錄到磁盤等介質(zhì)上，關(guān)閉打開的數(shù)據(jù)文件將會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，文件損壞，應(yīng)用程序及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)無法正常使用。解決方法：重新安裝(配置)應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，丟失的數(shù)據(jù)將無法彌補(bǔ)電源故障所造成的影響突然斷電的影響－用電設(shè)備停止運(yùn)行對計(jì)算機(jī)等相關(guān)設(shè)備造成的影響：磁盤陣列等設(shè)備造成磁盤盤片劃痕導(dǎo)致出現(xiàn)壞區(qū)(或壞道)，降低磁盤容量甚至磁盤報(bào)廢，存儲的數(shù)據(jù)損壞。解決方法：更換損壞的磁盤，損壞的數(shù)據(jù)將無法恢復(fù)(除非配有容錯機(jī)制或有數(shù)據(jù)備份)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備寄存器中的數(shù)據(jù)將全部丟失，網(wǎng)絡(luò)傳送的數(shù)據(jù)將出現(xiàn)無法預(yù)料的結(jié)構(gòu)。解決方法：重新發(fā)送所有的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)電源故障所造成的影響供電質(zhì)量問題所造成的影響－對用電設(shè)備硬件造成的影響：設(shè)備部分部件損壞設(shè)備出現(xiàn)誤操作設(shè)備工作異常，儀表、儀器精度降低對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造成的影響網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件的損壞或老化速度加快數(shù)據(jù)傳送誤碼率增加，網(wǎng)絡(luò)流量增加。網(wǎng)絡(luò)速率越高，誤碼率越大計(jì)算機(jī)設(shè)備死機(jī)

UPS

系統(tǒng)中斷數(shù)據(jù)丟失或被破壞硬件損壞

供電無中斷數(shù)據(jù)安全硬件被保護(hù)UPS的作用-提高用電設(shè)備的供電質(zhì)量

市電市電UPS的核心作用1.保證負(fù)載的不間斷供電–安全、穩(wěn)定性2.提供干凈潔凈的電源–高效、節(jié)能性現(xiàn)代UPS的分類、結(jié)構(gòu)及工作原理后備式UPS系統(tǒng)(Offline)在線互動式UPS系統(tǒng)(Line-Interactive)在線雙變換式UPS系統(tǒng)(Online)后備式UPS系統(tǒng)濾波器電池(充電中)+-逆變器DCAC電池充電器AC/DC負(fù)載轉(zhuǎn)換開關(guān)浪涌電壓吸收器市電供電正常工作時后備式UPS系統(tǒng)濾波器電池(放電中)+-逆變器DCAC電池充電器AC/DC負(fù)載轉(zhuǎn)換開關(guān)浪涌電壓吸收器市電供電電池工作時后備式UPS的主要特點(diǎn)功率范圍：500～1000VA工作特點(diǎn)：對市電進(jìn)行簡單的升降壓及濾波處理后直接供給負(fù)載，當(dāng)輸入電源不符合要求時才由電池供電。在絕大多數(shù)時間內(nèi)負(fù)載使用的是市電或經(jīng)簡單處理過的市電供電。優(yōu)點(diǎn)：成本低、部件少、體積小。缺點(diǎn)：市電/電池供電轉(zhuǎn)換時間：<7ms穩(wěn)壓效果低、相對延時時間短、功率范圍小（500～1000VA）輸出公因小一般為0.6主要應(yīng)用對象：單臺計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的斷電保護(hù)在線互動式UPS系統(tǒng)負(fù)載浪涌電壓吸收器市電供電正常工作時逆變器DCAC電池整流器濾波器DCAC在線互動式UPS系統(tǒng)負(fù)載浪涌電壓吸收器市電供電電池工作時逆變器DCAC電池整流器濾波器DCAC線路交互式UPS的主要特點(diǎn)功率范圍：0.7~20KVA，一般為0.7~6KVA工作特點(diǎn)：對市電進(jìn)行濾波及一次或二次調(diào)壓處理后直接供給負(fù)載，當(dāng)輸入電源不符合要求時才由電池逆變出高質(zhì)量的的正弦波電源供電。在絕大多數(shù)時間內(nèi)負(fù)載使用的是經(jīng)簡單處理過的市電供電。優(yōu)點(diǎn)：低成本、部件少、有濾波特性、輸出電壓較好、功率范圍相對較大（0.7~20KVA）缺點(diǎn)：市電/電池供電轉(zhuǎn)換時間相對較短：<4ms輸入頻率影響大，暫態(tài)反應(yīng)能量差主要應(yīng)用對象：中小型儀器儀表、單臺或多臺計(jì)算機(jī)及相關(guān)系統(tǒng)的斷電保護(hù)雙變換在線式UPS系統(tǒng)負(fù)載市電供電正常工作時

濾波器+-逆變器DCAC浪涌電壓吸收器整流器ACDC轉(zhuǎn)換開關(guān)雙變換在線式UPS系統(tǒng)負(fù)載市電供電電池工作時

濾波器+-逆變器DCAC浪涌電壓吸收器整流器ACDC轉(zhuǎn)換開關(guān)雙變換在線式UPS的主要特點(diǎn)功率范圍：1~1100KVA工作特點(diǎn)：市電經(jīng)過整流轉(zhuǎn)換為直流，由逆變器調(diào)制出穩(wěn)定的正弦波。優(yōu)點(diǎn)：負(fù)載端與市電輸入端處于優(yōu)良的”電隔離“狀態(tài)之中、輸出波形良好、輸出質(zhì)量高、無論負(fù)載突變或負(fù)載穩(wěn)定時均呈現(xiàn)優(yōu)異的帶載特性。零時間轉(zhuǎn)換延長時間相對較長功率范圍相對較大缺點(diǎn)：效率低、成本高主要應(yīng)用對象：計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、精密儀器儀表、工業(yè)系統(tǒng)的斷電保護(hù)不同類型UPS的對比

功率范圍(kVA)電壓特性成本/VA效率逆變器總在運(yùn)行后備式0.5-1低低非常高不在線互動式1-5基于設(shè)計(jì)中非常高不雙變換在線式1-1100高低是高參數(shù)技術(shù)轉(zhuǎn)換時間<7ms<4ms0

后備式在線互動式雙變換在線式參數(shù)技術(shù)輸出波形(市電工作)受輸入影響大受輸入影響大極好輸出穩(wěn)定度<±10%<±10%±1%~±3%勞逸結(jié)合一下：UPS的基本構(gòu)造和部件整流器、直流母線、電池組、逆變器、靜態(tài)開關(guān)、旁路開關(guān)、內(nèi)置維修旁路開關(guān)、外置維修旁路開關(guān)UtilityBypassBreakerStaticSwitchDCLinkInverterBattery)(RectifierInternalMaintenanceBypassSwitchExternalMaintenanceBypassSwitchUPS的基本配置方法單機(jī)系統(tǒng)串聯(lián)冗余系統(tǒng)并聯(lián)冗余系統(tǒng)單機(jī)系統(tǒng)保護(hù)UtilityBattery)(串聯(lián)冗余系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu))()(主機(jī)從機(jī)串聯(lián)冗余系統(tǒng)主機(jī)工作、從機(jī)備份)()(主機(jī)從機(jī)串聯(lián)冗余系統(tǒng)主機(jī)故障，從機(jī)工作)()(主機(jī)從機(jī)串聯(lián)冗余系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)容易，無技術(shù)上的特殊要求不需要額外控制/通信部件，成本相對較低無機(jī)型和容量上的特殊要求，不同功率、不同型號的UPS可組成冗余系統(tǒng)利用率低主機(jī)、從機(jī)老化不一直主機(jī)/從機(jī)切換時可能出現(xiàn)4~10ms的切換時間對從機(jī)逆變器的帶“階越性負(fù)載”的能力要求高可擴(kuò)展能力差并聯(lián)冗余系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu))()(UPS1UPS2并聯(lián)冗余系統(tǒng)并聯(lián)工作)()(UPS1UPS2并聯(lián)冗余系統(tǒng)并聯(lián)工作(故障脫機(jī)))()(UPS1UPS2N+X并聯(lián)冗余系統(tǒng))(UPS1UPS2)()(UPS3并聯(lián)冗余系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜需要額外的并機(jī)部件，成本增加對UPS型號和功率有特殊要求各UPS作用和功能相同，無主次之分，共同承擔(dān)負(fù)載對負(fù)載實(shí)現(xiàn)極為可靠的保護(hù)，保護(hù)等級高可擴(kuò)展能力強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)的重要性20%沒有保養(yǎng)和維護(hù)，UPS的故障率只會增加。10%99,999%99,99%Failurerate/yearAvailability-假設(shè)MTTR為8小時(交通+維修)-假設(shè)市電每年有10次中斷UPS的安裝空間布局－－預(yù)留檢修，維護(hù)的空間UPS前面60CM，后面40CM空間布局－－預(yù)留冷卻空氣流通空間UPS頂部60CM～100CM走線方式－－上進(jìn)線簡單，明了，維護(hù)方便，可以輕松實(shí)現(xiàn)平行布線，干擾少。走線方式－－下進(jìn)線節(jié)省電纜UPS的日常維護(hù)5年內(nèi)的日常維護(hù)保持潔凈度－－及時除塵，更換過濾網(wǎng)注意UPS間的通風(fēng)和環(huán)境溫度－－20°C最好