UPS基础篇培训课件.ppt

UPSUPSUPSUPS技术培训技术培训技术培训技术培训基础部分 1 1 什么是什么是UPSUPS 2 2 UPSUPS的功能的功能 3 3 常见常见UPSUPS种类介绍种类介绍 4 4 UPSUPS基本原理基本原理 5 5 UPSUPS供电方案供电方案 6 6 UPSUPS技术指标技术指标 7 7 UPSUPS相关技术相关技术8 8 UPSUPS基础维护基础维护主要内容主要内容 什么是什么是UPSUPSUPS UPS Uninterrupted Power System Uninterrupted Power System 利用电池化学能作为后备能量，在市电断电等电网故障利用电池化学能作为后备能量，在市电断电等电网故障时，不间断地为用户设备提供（交流）电能的一种能量转换时，不间断地为用户设备提供（交流）电能的一种能量转换装置。装置。用户设备用户设备蓄电池蓄电池市电或燃油发电机市电或燃油发电机UPSUPS主机主机电压波动停电电源浪涌电线噪声瞬态尖峰频率漂移谐波失真 为什么用为什么用UPS UPS？为什么用为什么用UPS UPS？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 为什么用为什么用UPS UPS？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供电紧张已成为广东经济难以突破的瓶颈供电紧张已成为广东经济难以突破的瓶颈 最最新新出出版版的的瞭瞭望望周周刊刊报报导导，由由于于供供电电形形势势紧紧张张，广广东东省省2002年年上上半半年年累累计计限限电电74377437次次、限限电电量量76827682万万瓩瓩，限限电电地地区区主主要要集集中中在在经经济济发发达的珠江三角洲地区。达的珠江三角洲地区。因电力供应不足，珠三角的部分地区已停止因电力供应不足，珠三角的部分地区已停止新用户申请用电，许多企业只能自行发电。目新用户申请用电，许多企业只能自行发电。目前排队等候装电的企业中，深圳龙岗区占了前排队等候装电的企业中，深圳龙岗区占了200200多家，宝安区则超过多家，宝安区则超过300300家。家。为什么需要为什么需要UPSUPS 1 1、不停电功能不停电功能 解决电网停电问题解决电网停电问题2 2、交流稳压功能交流稳压功能 解决网压剧烈波动问题解决网压剧烈波动问题3 3、净化功能净化功能 解决电网与电源污染问题解决电网与电源污染问题4 4、管理功能管理功能 解决交流动力维护问题解决交流动力维护问题UPSUPS的四大功能的四大功能为什么需要为什么需要UPSUPS 按按电池位置电池位置不同，不同，UPSUPS分为：分为：电池内置式电池内置式UPSUPS（标准机型）标准机型）电池外置式电池外置式UPSUPS（长延时机型）长延时机型）按按多机运行方式多机运行方式不同，不同，UPSUPS分为：分为：串联热备份串联热备份UPSUPS（用于中小功率机器）用于中小功率机器）交替串联热备份交替串联热备份UPSUPS（中小中小UPS)UPS)直接并联直接并联UPSUPS (用于中大功率）用于中大功率）UPSUPS种类种类UPSUPS种类种类按按变压器特点变压器特点不同，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）按按输出波形输出波形不同，不同，UPSUPS分为：分为：方波输出方波输出UPSUPS 阶梯波（准正弦波）阶梯波（准正弦波）UPSUPS 正弦波输出正弦波输出UPSUPSUPSUPS的基本原理的基本原理后备式后备式UPSUPS运行原理运行原理有市电时，市电通过开关后直接供给负载，逆变器不工作；另外，市电有市电时，市电通过开关后直接供给负载，逆变器不工作；另外，市电通过充电器给电池充电。通过充电器给电池充电。停电后，启动逆变器，把电池储存的能量通过逆变器和开关供给负载。停电后，启动逆变器，把电池储存的能量通过逆变器和开关供给负载。充电器逆变器市电 负载 电池组功率等级功率等级0.25-20.25-2KVAKVA左右左右互动式互动式UPSUPS运行原理运行原理在线互动在线互动UPSUPS与后备式比，主要区别在于：逆变器与充电器合二为一与后备式比，主要区别在于：逆变器与充电器合二为一；输出通过变压器的抽头跳变，实现分段稳压输出通过变压器的抽头跳变，实现分段稳压UPSUPS的基本原理的基本原理市电 双向变换器 电池组 负载 市电正常市电正常/整流整流停电停电/逆变逆变264-276V150-175V150-264V功率等级功率等级0.7-200.7-20KVAKVA左右左右在线式在线式UPSUPS运行原理运行原理不管电网电压是否正常，负载所用的交流电压都要经过逆变电路，不管电网电压是否正常，负载所用的交流电压都要经过逆变电路，即逆变电路始终处于工作状态。即逆变电路始终处于工作状态。UPSUPS的基本原理的基本原理功率等级功率等级0.7-15000.7-1500KVAKVA左右左右UPSUPS的基本原理的基本原理功率等级功率等级10-48010-480KVAKVA左右左右市电负载主变换器电池组Delta变换器175264V220410V补偿变压器DeltaDelta变换变换UPSUPS运行原理运行原理DeltaDelta变换器和补偿变压器实现稳压功能，主变换器是双向变换器。变换器和补偿变压器实现稳压功能，主变换器是双向变换器。不能稳定频率。不能稳定频率。四种四种UPSUPS的比较的比较UPSUPS的基本原理的基本原理UPSUPS供电系统供电系统一个完备的一个完备的UPSUPS供电系统，是由前端配电（市电，发电机，配电柜），供电系统，是由前端配电（市电，发电机，配电柜），UPSUPS主机、电池、后端配电组成，附加后台监控或网络监控软主机、电池、后端配电组成，附加后台监控或网络监控软/硬件等单元。硬件等单元。ATSPD/UPS+-UPSUPS供电方案一供电方案一主从机串联主从机串联“热备份热备份”市电负载AC/DC-DC/ACAC/DC-DC/AC主机从机主机旁路从机输出SSSSUPSUPS供电方案一主从串联备份供电方案一主从串联备份优点：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，会影响电池寿命。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。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。UPSUPS供电方案一直接并联供电方案一直接并联并联条件：同型号、同容量同型号、同容量UPSUPS两台逆变器输出必须在同频率，同相位的严格同步跟踪状态。两台逆变器输出必须在同频率，同相位的严格同步跟踪状态。两台逆变器输出电压幅值必须相等。两台逆变器输出电压幅值必须相等。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”UPSUPS供电方案双母线供电方案双母线双母线供电：双母线供电：解决单母线运行方式存在的单点解决单母线运行方式存在的单点“瓶颈瓶颈”问题。进一步提高系统问题。进一步提高系统可靠性。可靠性。系统配置复杂，投资大，系统配置复杂，投资大，安装调试要求高。安装调试要求高。BCB电子切换开关母线一母线二重要负载一般负载UPS1UPS2 VAVA（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-有功功率有功功率UPSUPS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注意：注意：对对UPS而言，输出功率因数并不是越高越好。而言，输出功率因数并不是越高越好。VA（伏安）与伏安）与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：功率因素：功率因素0.6-0.7UPSUPS主要技术参数主要技术参数UPSUPS新技术新技术1 1、数字控制技术、数字控制技术模拟控制单片机控制模拟控制单片机控制DSPDSP控制控制数字数字PIDPID控制控制 全数字矢量控制全数字矢量控制2 2、UPSUPS冗余技术冗余技术交替串联热备份技术交替串联热备份技术单机单机/并机软件硬件兼容技术并机软件硬件兼容技术分散式直接并联技术分散式直接并联技术数字并联技术数字并联技术 3 3、UPSUPS防护技术防护技术专业防雷专业防雷技术技术 集中式风道技术集中式风道技术瞬态短路电流限定技术瞬态短路电流限定技术5 5、绿色电源技术、绿色电源技术功率因数校正技术功率因数校正技术1212脉冲整流技术脉冲整流技术 隔离变压器技术隔离变压器技术电磁兼容技术电磁兼容技术UPSUPS新技术新技术4 4、高频开关技术、高频开关技术晶闸管晶闸管绝缘栅双极晶体管（绝缘栅双极晶体管（IGBTIGBT）工频整流技术高频整流技术工频整流技术高频整流技术简单高频逆变数字化高频逆变技术简单高频逆变数字化高频逆变技术6 6、电池自动管理技术、电池自动管理技术均浮充转换均浮充转换和和温度补偿温度补偿电池放电终止电压自动调节电池放电终止电压自动调节市电和电池联合供电技术市电和电池联合供电技术电池容量检测和寿命预估技术电池容量检测和寿命预估技术电池自动巡检技术电池自动巡检技术 7 7、网络监控技术、网络监控技术中文视窗技术中文视窗技术多数量多数量UPSUPS监控监控安全监控安全监控技术技术 多协议、跨平台多协议、跨平台监控技术监控技术 UPSUPS新技术新技术UPS双变换技术双变换技术ACACDC DC 整流整流DCDCAC AC 逆变逆变另：另：ACACAC AC 变压器、移相变压器、变频器等变压器、移相变压器、变频器等 三相全桥三相全桥SCR整流器整流器C143652+_ABCSCRSCR触发脉冲顺序：触发脉冲顺序：1 12 23 34 45 56 61 1。12脉冲整流器脉冲整流器移相变压器移相变压器负负载载电池和逆变器电池和逆变器两个两个6 6脉冲脉冲整流桥整流桥30三相全桥三相全桥IGBT整流整流单相半桥逆变电路单相半桥逆变电路逆变器控制信号逆变器控制信号SPWM波波SPWM调制波的产生SPWMSPWM（正弦波脉冲宽度调制）：调脉冲宽度来控制正弦波脉冲宽度调制）：调脉冲宽度来控制 输出电压稳定。输出电压稳定。三相全桥逆变器三相全桥逆变器SR+RNTRSSTT_传统三相传统三相SCRSCR整流整流UPSUPS三相全桥三相全桥三相全桥三相全桥IGBTIGBTIGBTIGBT整流整流整流整流UPSUPSUPSUPS数字控制技术数字控制技术数字信号处理器（DSP）控制技术 单片机控制技术 产生各驱动信号、控制整流器、逆变器、产生各驱动信号、控制整流器、逆变器、切换逻辑等切换逻辑等例：整流逆变例：整流逆变DSP控制板控制板电池工作原理电池工作原理化学能电能电池均浮充管理电池均浮充管理1、均充限流：0.1C2、浮充转均充：0.05C 均充转浮充：0.01C电池充放电管理功能电池充放电管理功能T1为恒压均充阶段，T2为浮充阶段，T3为电池逆变供电阶段，T4为限流均充阶段电池结构电池结构放电特性放电特性电池容量电池容量C20C20：按0.05C20大小电流放电20小时所放出的容量100AH电池按5A放电可放20小时电池电压电池电压单体每节电池组 30节电池组 32节浮充电压2.2513.5405432均充电压2.3514.1423460欠压保护1.8010.8324346终止电压1.6710300320UPS电池与通信用电池比较电池与通信用电池比较通信用UPS用设计取向长时间、小电流、深放电短时间、大电流放电、浅放电设计寿命10年以上35年铅膏配方长寿命配方，循环寿命长大功率配方，循环寿命短隔板长寿命隔板，较厚大孔径隔板，较薄，小电流深放电易造成枝晶短路，寿命终止。过放电恢复能力板栅合金高锡含量，良好一般密封方式高可靠密封一般容量10小时率20小时率UPS监控系统的功能监控系统的功能1、实时了解和控制UPS的运行状态,2、通过故障报告及时对UPS进行维护；3、市电异常、电池电压低时，对计算机、网络设备提供安全关机保护；4、能在LAN、WAN及Internet上运行5、具有保密性和安全性UPS监控系统组成监控系统组成UPSUPS网络监控系统智能网络监控系统智能UPSUPS网络监控软件网络监控软件网络监控软件含以下三部分：网络监控软件含以下三部分：SNMPSNMP卡卡监控台软件监控台软件安全关机程序安全关机程序UPS监控组网监控组网监控界面组态图监控界面组态图监控界面状态图监控界面状态图监控界面历史事件、控制、数据查询监控界面历史事件、控制、数据查询事件处理功能事件处理功能UPSUPS维修开关的使用操作维修开关的使用操作维修开关维修开关维修开关作用：维修开关作用：对于对于6KVA上上UPS都装有维修开关。都装有维修开关。因为容量大的因为容量大的UPS带的负载相对较重要带的负载相对较重要,需要进行现场的维修时，要保证用户负需要进行现场的维修时，要保证用户负载供电的连续性。载供电的连续性。维修开关就是可以实现用户负载的不停维修开关就是可以实现用户负载的不停电维修。电维修。！注意！注意 维修开关操作要严格按步骤，维修开关操作要严格按步骤，否则可否则可 能造成负载停电能造成负载停电UPSUPS维修开关的使用操作维修开关的使用操作EMIEMIPFC整流 逆变 电子开关o输入旁路备机备机维修开关切换到维修旁路供电操作：切换到维修旁路供电操作：1、按关机键切换到自动旁路、按关机键切换到自动旁路2、转动维修开关到、转动维修开关到“Bypass”侧侧3、关闭市电输入、旁路开关、关闭市电输入、旁路开关4、等机器放电完毕，维修机器、等机器放电完毕，维修机器维修恢复市电逆变操作：维修恢复市电逆变操作：1、合市电和旁路空开机器自检工、合市电和旁路空开机器自检工 作于旁路作于旁路2、按开机键转到逆变是否正常、按开机键转到逆变是否正常3、正常后，按关机键转回旁路、正常后，按关机键转回旁路4、转动维修开关到、转动维修开关到“UPS”5、按开机键，转到逆变工作。按开机键，转到逆变工作。