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UPS维护基础培训2UPSUPS概述概述UPSUPS基本原理基本原理UPSUPS关键技术关键技术UPSUPS应用系统应用系统UPSUPS主要参数主要参数3电网发生了什么问题电网发生了什么问题什么是什么是UPSUPSUPSUPS的功能的功能UPSUPS的分类的分类4波形下限波形下限市电断电市电断电电压浪涌电压浪涌电线噪声电线噪声瞬态尖峰瞬态尖峰频率漂移频率漂移谐波失真谐波失真电网电网56电网问题引发原因现象市电中断停电、空气开关跳闸零电压持续2个周波以上电压浪涌大型设备关闭或雷击引起电压高于110%额定值，持续一个或多个周波波形下陷大型设备突然启动、电网切换电压低于80-85%额定值，持续一个或多个周波瞬态尖峰闪电、电子开关工作，电焊电压峰值高达6000V，持续时间一般为0.5-5个周波谐波干扰电动机、电焊机、广播通信设备、无线通信设备、微波设备频率漂移小水电，发电机7电源中断电源中断-给用户造成各种经济损失!1 1，数据丢失，通信中断，商机延误，数据丢失，通信中断，商机延误. 直接损失以每分钟直接损失以每分钟5000-1000005000-100000元计元计2 2，设备停运，仪表失灵，手术中断，设备停运，仪表失灵，手术中断. 间接经济损失无法估量间接经济损失无法估量8电源污染电源污染-严重影响网络安全和运行效率! 造成网络传输误码率大增，数据传造成网络传输误码率大增，数据传 输速度低下输速度低下瞬态尖峰、瞬态尖峰、电源浪涌、电源浪涌、高压脉冲、高压脉冲、 造成服务器、路由器、磁盘阵列造成服务器、路由器、磁盘阵列 等设备硬件损坏等设备硬件损坏谐波污染谐波污染线间噪声线间噪声频率漂移频率漂移9为保障我们核心业务的安全有序进行，有没有为保障我们核心业务的安全有序进行，有没有一种设备能够解决刚才提到的电网问题呢？有，一种设备能够解决刚才提到的电网问题呢？有，他就是他就是UPSUPS供电备份供电备份净化电网净化电网提供永久安全电力提供永久安全电力实现用户心中梦想实现用户心中梦想 ! !10电网发生了什么问题电网发生了什么问题什么是什么是UPSUPSUPSUPS的功能的功能UPSUPS的分类的分类11负载负载蓄电池蓄电池UPSUPSUPS UPS Uninterruptible Power Supply Uninterruptible Power Supply市电市电作用：不间断供电作用：不间断供电 净化电网净化电网12电网发生了什么问题电网发生了什么问题什么是什么是UPSUPSUPSUPS的功能的功能UPSUPS的分类的分类13 高可靠性不间断供电：保证动力系统的连续性高可靠性不间断供电：保证动力系统的连续性 电网稳压、净化功能：高质量供电，绿色电源电网稳压、净化功能：高质量供电，绿色电源 电池管理功能：延长电池的使用寿命电池管理功能：延长电池的使用寿命 智能监控功能：解决智能监控功能：解决UPSUPS维护问题维护问题14 电网发生了什么问题？电网发生了什么问题？ 什么是什么是UPSUPS UPSUPS的功能的功能 UPSUPS的分类的分类15 按工作原理不同，按工作原理不同，UPSUPS分为分为 后备式后备式UPSUPS 在线互动式在线互动式UPS UPS 在线式在线式UPS UPS 按供电体系不同，按供电体系不同，UPSUPS分为分为 单进单出单进单出UPS UPS 三进单出三进单出UPS UPS 三进三出三进三出UPSUPS16 按输出功率不同，按输出功率不同，UPSUPS分为分为 小功率（小功率（103030kVAkVA） 按变压器特点不同，按变压器特点不同，UPSUPS分为分为 高频高频UPSUPS（高频机）高频机） 工频工频UPSUPS（工频机）工频机）17 按输出功率不同，按输出功率不同，UPSUPS分为分为 小功率（小功率（103030kVAkVA） 按变压器特点不同，按变压器特点不同，UPSUPS分为分为 高频高频UPSUPS（高频机）高频机） 工频工频UPSUPS（工频机）工频机）18UPSUPS概述概述UPSUPS基本原理基本原理UPSUPS关键技术关键技术UPSUPS应用系统应用系统UPSUPS主要参数主要参数19 特点特点 正常情况下逆变电路始终处于工作状态正常情况下逆变电路始终处于工作状态功率等级功率等级0.70.715001500KVAKVA逆变器逆变器整流器整流器市电市电电池组电池组负载负载切换切换开关开关20UPSUPS概述概述UPSUPS基本原理基本原理UPSUPS关键技术关键技术UPSUPS应用系统应用系统UPSUPS主要参数主要参数21双变换技术双变换技术电池管理技术电池管理技术22AC DC AC DC 整流整流DC AC DC AC 逆变逆变23一、一、整流器整流器 功能功能 AC DC AC DC 充电器充电器 缓启动缓启动/ /功率爬升功率爬升 主要组成主要组成 整流桥整流桥 DC DC滤波电容滤波电容 PFC PFC功率因数校正电路功率因数校正电路UtU母t24种类种类 二极管整流二极管整流SCRSCR整流整流IGBTIGBT整流整流251、二极管整流、二极管整流 特点特点 全导通角，无法调整整流后的电压幅值全导通角，无法调整整流后的电压幅值262、SCR整流整流 通过控制通过控制SCR导通角来控制导通时导通角来控制导通时间，从而控制输出的直流电压间，从而控制输出的直流电压27 三相全桥三相全桥SCR整流整流 降压降压整流，结构简单，控制易实现，可靠性高整流，结构简单，控制易实现，可靠性高上半周谁的电压高谁导通上半周谁的电压低谁导通283 3、三相、三相IGBTIGBT全控整流桥（全控整流桥（PWMPWM整流技术）整流技术）特点：特点：PFCPFC升压整流，高输入功率因数升压整流，高输入功率因数29二、逆变器二、逆变器 功能功能 DC AC ( DC AC (允许允许DCVDCV变化范围：变化范围：320320V-490V)V-490V) 保证为负载提供洁净的电源保证为负载提供洁净的电源 组成组成 IGBT IGBT三相逆变桥三相逆变桥 AC AC输出滤波电容输出滤波电容 输出变压器输出变压器 控制逻辑电路控制逻辑电路+380-380U30+380V-380V220VLN+-NQ1Q2C1C2D1D2LC3+380-380U31双变换技术双变换技术电池管理技术电池管理技术32 均充限流：均充限流：0.10.1C C 浮充转均充：浮充转均充：0.050.05C C 均充转浮充：均充转浮充：0.010.01C C33400300100200200-20-40-600母线电压V电池电流A时间tT1T2T3T4T1T1为恒压均充阶段，为恒压均充阶段，T2为浮充阶段，为浮充阶段，T3为电池逆变供电阶段，为电池逆变供电阶段，T4为限流均充阶段为限流均充阶段34UPSUPS概述概述UPSUPS基本原理基本原理UPSUPS关键技术关键技术UPSUPS应用系统应用系统UPSUPS主要参数主要参数35 单机系统单机系统 冗余并机冗余并机1+1系统系统 冗余系统冗余系统串联系统串联系统 增容并机增容并机N+1系统系统36 单机系统单机系统 冗余并机冗余并机1+1系统系统 冗余系统冗余系统串联系统串联系统 增容并机增容并机N+1系统系统37单机系统单机系统特点：特点：无备份，可靠性不高（相对于非常高的用电要求）无备份，可靠性不高（相对于非常高的用电要求）38 l电池可用相同的多组（小于电池可用相同的多组（小于5）并联；）并联；l电池到电池到UPS的距离尽可能近。的距离尽可能近。l尽量使用电池架，便于以后维护电池。尽量使用电池架，便于以后维护电池。 output-Mains 39 单机系统单机系统 冗余并机冗余并机1+1系统系统 冗余系统冗余系统串联系统串联系统 增容并机增容并机N+1系统系统401+11+1并机系统并机系统典型的典型的11系统系统41 l主路、旁路分别供电主路、旁路分别供电 Mains-outputBypass Mains-outputBypass 两台UPS的旁路必须是相同电源主路可以是不相同电源。市电1市电2市电242 Mains-outputBypass Mains-outputBypass 两台UPS的输出不允许在UPS上并接在输出配电柜建议设置UPS输出开关。输出配电柜43 Mains-outputBypass Mains-outputBypass 441+11+1并机系统并机系统典型的并机系统之典型的并机系统之1 11 1系统特点系统特点平时两台平时两台UPSUPS均分负载，但安全起见，常规负载容量不能超过单台均分负载，但安全起见，常规负载容量不能超过单台UPSUPS的容量；的容量；l允许有更大的短时负载；允许有更大的短时负载；lMTBFMTBF显著提高，比单机提高显著提高，比单机提高1010倍左右；倍左右；l投资增加一倍；投资增加一倍；l是应用最广泛的。是应用最广泛的。优点：完善的锁相同步技术保证多台完善的锁相同步技术保证多台UPSUPS直接并联时可均分负载电流。直接并联时可均分负载电流。良好的扩容性能（良好的扩容性能（N+1N+1）避免了避免了“串联串联”热备份方式的缺点。热备份方式的缺点。缺点：对设备本身同步锁相技术要求高对设备本身同步锁相技术要求高对设备制造技术要求高对设备制造技术要求高输出阻抗接近。输出阻抗接近。对逆变器输出电压调节性能要求高对逆变器输出电压调节性能要求高分相调节分相调节UPSUPS必须同型号、同容量。必须同型号、同容量。多台并联时，旁路也需增加多台并联时，旁路也需增加“均流电感均流电感”45 单机系统单机系统 冗余并机冗余并机1+1系统系统 冗余系统冗余系统串联系统串联系统 增容并机增容并机N+1系统系统46从机的输出连接到主机的旁路输入； Mains-outputBypass Mains-outputBypass 从机主机47串联系统串联系统l 必须将主机的主路输入和旁路输入的短接线去掉；必须将主机的主路输入和旁路输入的短接线去掉；l主从机可以是不一样的主从机可以是不一样的UPS，但必须是同类的，即从机的输出可以满足主机的但必须是同类的，即从机的输出可以满足主机的旁路输入要求。旁路输入要求。l主从机之间不需要控制电缆连接。主从机之间不需要控制电缆连接。l带负载能力由主从机当中容量小的决定。带负载能力由主从机当中容量小的决定。优点：两台甚至多台两台甚至多台UPSUPS基本处于相对独立、互不干扰的运行状态。基本处于相对独立、互不干扰的运行状态。对于对于UPSUPS同步跟踪性能要求较低。同步跟踪性能要求较低。采用不同型号、不同容量采用不同型号、不同容量UPSUPS构成串联热备份方式。构成串联热备份方式。缺点：从机长期处于空载运行状态、效率低。从机长期处于空载运行状态、效率低。机电池组长期处于浮充状态，得到定期带载放电维护机会少，会影响电池机电池组长期处于浮充状态，得到定期带载放电维护机会少，会影响电池寿命。寿命。从机必须有良好的带阶跃负载能力。从机必须有良好的带阶跃负载能力。长期运行，主机逆变器长期运行，主机逆变器= =静态旁路转换功能良好是关键静态旁路转换功能良好是关键无扩容功能。无扩容功能。相对于相对于“并联并联”冗余系统平均无故障时间偏低。冗余系统平均无故障时间偏低。48 单机系统单机系统 冗余并机冗余并机1+1系统系统 冗余系统冗余系统串联系统串联系统 增容并机增容并机N+1系统系统49UPS1UPS2UPS3UPSN（N-1）=Pmax=NPo负载.总负载大于单台UPS容量，数台UPS共同分担负载。50N+1N+1并机系统并机系统51UPSUPS概述概述UPSUPS基本原理基本原理UPSUPS关键技术关键技术UPSUPS应用系统应用系统UPSUPS主要参数主要参数52 输入特性输入特性 输入电压范围：输入电压范围基本输入电压范围：输入电压范围基本10%10% 旁路允许电压范围：典型旁路允许电压范围：典型1010以内以内 输入功率因数：体现了输入功率因数：体现了UPSUPS作为电网负载的功率特性作为电网负载的功率特性 主电源频率允许范围：通常主电源频率允许范围：通常5 5以内以内 输入电流谐波分量：输入电流谐波分量：UPSUPS回馈给电网的谐波电流回馈给电网的谐波电流53 输出特性：输出特性： 稳态电压精度：大型为稳态电压精度：大型为1%1%，中小型为，中小型为2%2%。 输出瞬态特性：大型输出瞬态特性：大型5%5%，中小型，中小型8%8%。 输出过载能力：（如：过载输出过载能力：（如：过载125% 5125% 5min;150% 10S)min;150% 10S) 输出功率因数：输出功率因数： （0.60.6、0.70.7、0.80.8） 输出电压畸变（输出电压畸变（THDTHD）：）：典型典型3%3%以内。以内。 频率跟踪范围：频率跟踪范围：5050HZHZ2Hz 2Hz 54 考虑到用户负载启动时的冲击，一般情况下最佳负载容考虑到用户负载启动时的冲击，一般情况下最佳负载容量应为量应为UPSUPS容量的容量的70%80%70%80%。 VA VA（伏安）与伏安）与W W（瓦特）的区别瓦特）的区别 VA- VA-视在功率视在功率 W-W-实际使用功率实际使用功率 视在功率视在功率实际使用功率实际使用功率+ +无用功率无用功率 UPS UPS容量单位容量单位- - VA VA 负载容量单位负载容量单位- - W W、VAVA VA VA（伏安）与伏安）与W W（瓦特）的换算关系瓦特）的换算关系 典型计算机负载典型计算机负载 ：1 1VAVA 0.8W 0.8W55