UPS基础培训PPT.ppt
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1、UPS基础知识培训基础知识培训培训目标培训目标w了解了解UPSwUPS的不同运行方式的不同运行方式w了解了解UPS的日常维护的日常维护了解了解UPSwUPS的定义:的定义:UPS是英文 UninterruptablePowerSupply的缩写,中文译为“不间断电源”;它是能够实现两路电源之间不间断地相互切换不间断地相互切换的电气装置;从严格意义上讲,UPS不是一种电源,它不是依靠能量形式的转换来提供电能,它只是提供一种两路电源之间无间断相互切换两路电源之间无间断相互切换的机会,这才是UPS的主要设计思想;UPS的价格之所以昂贵昂贵,就是贵在这种不间断切换不间断切换的特点上。.隔离作用:隔离作
2、用:将瞬间间断、谐波、电压波动、频率波动以及电压噪声等电网骚将瞬间间断、谐波、电压波动、频率波动以及电压噪声等电网骚扰阻挡在负载之前,即使电网中的骚扰不影响负载,又使负载对扰阻挡在负载之前,即使电网中的骚扰不影响负载,又使负载对电网不会产生骚扰:电网不会产生骚扰:wUPS的主要作用的主要作用.两路电源之间的无间断相互切换:两路电源之间的无间断相互切换:.频率变换作用:频率变换作用:输入频率等于或不等于输出频率,如输入频率等于或不等于输出频率,如50Hz/50Hz,50Hz/60Hz,包括稳频作用:,包括稳频作用:.电压变换作用:电压变换作用:输入电压等于或不等于输出电压,如输入电压等于或不等于
3、输出电压,如380V/380V,380V/220V,包括稳压作用:,包括稳压作用:wUPS的主要作用的主要作用和和是保证对负载供电的是保证对负载供电的连续性连续性;、和和是保证对负载供电的是保证对负载供电的质量质量。.提供一定的后备时间:提供一定的后备时间:UPS的电池贮存一定的能量,在电网停电或间断时继续供电一段的电池贮存一定的能量,在电网停电或间断时继续供电一段时间来保护负载;后备时间为时间来保护负载;后备时间为10分钟、分钟、30分钟、分钟、60分钟或更长。分钟或更长。wUPS的主要作用的主要作用w按照运行原理分类(按照运行原理分类(GB分类):分类):被动后备式-VFD线互动式-VI双
4、转换式-VFIw按照供电环境分类按照供电环境分类单进单出(220V/220V)三进单出(380V/220V)三进三出(380V/380V)w按照功率分类按照功率分类小功率(10KVA以下)中功率(10-50kVA)大功率(50kVA以上)w按照设计理念分类按照设计理念分类传统UPS模块UPSUPS的基本拓扑结构(类型)的基本拓扑结构(类型)wGB/T7260.3描述了描述了UPS的三种分类方法和拓扑结构:的三种分类方法和拓扑结构:VFD级-被动后备式(Passive Standby-“Off-line”)负载的电压V和频率F取决于电网电源(Depends)电压和频率都没有经过调整VI级-线交互
5、式(Line Interactive)负载的电压V与电网电源无关(Independent)频率没有经过调整VFI级-双转换式(Double Conversion-“On-Line”)负载的电压V和频率F都与电网电源无关(Independent)负载的电压和频率都是经过“再生再生”调整的(re-generated)UPS的基本拓扑结构(类型)的基本拓扑结构(类型)(1)被动后备式)被动后备式VFD(PassiveStandby,也称离线式,也称离线式OFF-Line)组成组成:充电器逆变器电池滤波器/调压器应用:小于应用:小于2KVA的的UPS;优点:电路简单,价格便宜;优点:电路简单,价格便宜
6、;缺点:频率不能调节,切换时缺点:频率不能调节,切换时有间断。有间断。IEC 62040-3/GB 7260.3IEC 62040-3/GB 7260.3定义定义UPS的基本拓扑结构(类型)的基本拓扑结构(类型)充电器电池负载交流输入滤波器调压器/逆变器正常方式电池后备方式(2)线交互式)线交互式-VI(LineInteractive)w组成:组成:静态开关双向逆变器电池旁路开关w应应用用:此此种种配配置置不不太太适适合合中中-大大功功率率和和为为敏敏感感性性负负载载的的供供电电,因因为为无无法法进行频率的调节。进行频率的调节。w优点:电路简单,效率高;优点:电路简单,效率高;w缺点:频率不能
7、调节,动态特性差。缺点:频率不能调节,动态特性差。IEC 62040-3/GB 7260.3IEC 62040-3/GB 7260.3定义定义UPS的基本拓扑结构的基本拓扑结构(类型类型)电池负载主交流输入如果只有一路交流输入旁路交流输入逆变器维修旁路静态开关正常方式电池方式旁路方式(3)双转换式)双转换式-VFI(DoubleConversion,又称为又称为在线式在线式On-Line)基本组成:基本组成:整流器/充电器逆变器静态旁路开关手动维修旁路开关电池逆变器串联在交流输入与逆变器串联在交流输入与负载之负载之间间IEC 62040-3/GB 7260.3IEC 62040-3/GB 72
8、60.3定义定义UPS的基本拓扑结构的基本拓扑结构(类型类型)如果只有一路交流输入手动维修旁路正常方式电池方式整流器充电器/电池负载主交流输入旁路交流输入逆变器静态开关静态旁路()旁路方式(3)双转换式)双转换式-VFI(DoubleConversion,又称为在线式又称为在线式On-Line)应用:应用:在这种配置中在这种配置中,由于使用了静态开关,将负载切换到逆变器所需的时间可以,由于使用了静态开关,将负载切换到逆变器所需的时间可以忽略不计忽略不计;而且,输出的电压和频率完全独立于输入电压和频率。这意味着这种类型的而且,输出的电压和频率完全独立于输入电压和频率。这意味着这种类型的UPS可以
9、被设计作为频率转换器使用。可以被设计作为频率转换器使用。实际上,这种类型是中大功率的主要配置(实际上,这种类型是中大功率的主要配置(10KVA以上)。以上)。注意:这种类型的UPS常常被称作“在线式”,这表示负载由逆变器连续供电而不管交流输入电源的状态如何。优点:稳压稳频、切换无间断;优点:稳压稳频、切换无间断;缺点:价格昂贵。缺点:价格昂贵。UPS的基本拓扑结构(类型)的基本拓扑结构(类型)UPS的组成的组成w关键词:关键词:整流器、逆变器、蓄电池、静态旁路、维修旁路整流器、逆变器、蓄电池、静态旁路、维修旁路维修旁路静态旁路整流器逆变器蓄电池一台在线式(双转换)一台在线式(双转换)UPS单线
10、图单线图UPS图示图示传统UPS模块化UPSUPS常用术语常用术语w1、VA&WUPS 的容量单位,VA为视在功率,为视在功率,W为有功功率。为有功功率。w2、功率因数(、功率因数(PF)对一台设备有输入功率因输入功率因数和输出功率因数输出功率因数两个不同的参数,功率因数绝对值介于0于1之间,它是W(有功功率)(有功功率)与VA(视在功(视在功率)率)之间的比数。输入功率因数输入功率因数越高越高表明UPS对电网利用效能越高。从输出端考虑,输出功率因数输出功率因数越高越高则UPS带载能力越强。例如:一台例如:一台UPS的参数为:的参数为:3000VA/2400W,可以知道输出功率,可以知道输出功
11、率因数为因数为2400W/3000VA=0.8UPS常用术语常用术语w3、峰值因数(、峰值因数(CF):):指周期波形的峰值与有效值之比。由于计算机性负载接受正弦波电压 会产生CF(介于2.4-2.6倍的电流),因此,UPS设计时常需能提供CF值3的规格,以满足电脑性负载的应用。4、输入电压范围:、输入电压范围:UPS允许市电变化的范围,范围越大说明UPS适应性越好。5、失真、失真:失真分为波形失真,电压失真等,不论是体积失真,皆以百分比来计算,其失真的大小与谐波、电压、电流以及功率因数有关系。UPS常用术语常用术语6、效率、效率(EFFICIENCY):是输出瓦特数输出瓦特数与输入瓦特数输入
12、瓦特数之比,若此数越接近1,则显示其效率越好,以在线式UPS而言,一般的效率约为85%90%之间,即输入1000W,输出约为850W900W之间,UPS本身即消耗100W150W的功率;7、可靠性(可靠性(MTBF):用来描述设备平均能正常工作的时间长短的参数,MTBF越大表示该设备的寿命越长。8、高频机:、高频机:利用高频开关技术,以高频开关元件替代整流器和逆变器中笨重的工频变压器的UPS俗称高频机,高频机体积小、效率高。UPS常用术语常用术语9、工频机:、工频机:采用工频变压器做为整流器和逆变器部件的UPS俗称工频机,主要特点是主功率部件稳定、可靠、过负荷能力和抗冲击能力强。10、无功功率
13、:无功功率:单位是 VA,它不为负载所吸收,因此称为无功功率,它组成了视在功率的另一部分。降低无功功率有利于提高电网的利用率。11、有功功率:有功功率:单位是W,是负载真正吸收转换的能量部分,它组成了视在功率的一部分。UPS的不同运行方式的不同运行方式 在基本功能基础上通过不同的运行方式在基本功能基础上通过不同的运行方式 进一步提高供电可靠性进一步提高供电可靠性w优点:优点:系统配置简单,硬件购置成本低 UPS系统得到充分的利用,因为UPS的容量和系统负载的容量接近。w缺点:缺点:UPS出现问题时系统的可用性降低。对UPS进行维护时系统将直接切换到市电供电 如果UPS故障,系统没有冗余 多单点
14、故障系统page 21UPS的不同运行方式的不同运行方式单机系统单机系统w提高提高UPS可靠性的方法串联热备份可靠性的方法串联热备份:可可由由两两台台不不同同容容量量的的UPS组组成成,主主机机带带重重要要负负载载,备备机机带带次次要要负负载载或或不不带载带载;主机到备机的切换无间断。;主机到备机的切换无间断。优点:可靠性高;连接简单。优点:可靠性高;连接简单。缺点:不能增容;过载能力不能增大;缺点:不能增容;过载能力不能增大;UPS不能充分利用。不能充分利用。page 22UPS的不同运行方式的不同运行方式串联运行串联运行w提高提高UPS可靠性的方法可靠性的方法直接并联直接并联由由2 2到到
15、4 4台台单单机机型型UPSUPS组组成成,每每台台UPSUPS具具有有各各自自的的静静态态旁路,可实现:旁路,可实现:并联冗余;并联冗余;并联增容。并联增容。优优点点:并并联联简简单单;不不增增大大占占地地;价价格格适适当当;负负载载均均分分。是是目目前前使使用用最最多多的的运运行方式。行方式。page 23UPS的不同运行方式的不同运行方式并联运行并联运行w提高提高UPS可靠性的方法可靠性的方法公共旁路并联公共旁路并联由由2到到6台台同同等等容容量量的的并并联联型型UPS组组成成,采采用用大大容容量量的的公公共共静静态态旁旁路路开开关柜,以便实现:关柜,以便实现:并联冗余;或并联冗余;或并
16、联增容。并联增容。优优点点:公公共共旁旁路路过过载载能能力大;可靠性高。力大;可靠性高。缺缺点点:占占地地面面积积稍稍大大;价格较贵。价格较贵。page 24UPS的不同运行方式的不同运行方式公共旁路并联运行公共旁路并联运行 UPS的配置方法的配置方法 购买的购买的UPS设备要合适设备要合适UPS的配置方案的配置方案w个案中涉及到个案中涉及到UPS配置的基本问题配置的基本问题w1负载容量决定配多大的负载容量决定配多大的UPS,多少台,多少台UPSw2负载的重要程度决定负载的重要程度决定UPS运行和配电方式运行和配电方式w3所需要的后备时间决定配置多大的电池所需要的后备时间决定配置多大的电池w4
17、对某些指标的特殊要求决定对某些指标的特殊要求决定UPS型号的选择或选项型号的选择或选项w5对某些性能或功能的特殊要求决定配置哪些选项对某些性能或功能的特殊要求决定配置哪些选项w6与与UPS项目有关的工程项目有关的工程(机房建设、配电建设、系统监控机房建设、配电建设、系统监控)决定自己独立完成或合作完成此项目决定自己独立完成或合作完成此项目UPS的配置方案的配置方案w1 UPS容量的确定容量的确定w1)用户直接提出容量需求)用户直接提出容量需求可配置单机满足容量需求可配置单机满足容量需求可配置并机满足更大容量的需求可配置并机满足更大容量的需求w2)用户只告诉你负载容量)用户只告诉你负载容量w认真
18、了解实际负载量,并按高出负载的容量配置认真了解实际负载量,并按高出负载的容量配置UPSw高出的比例视负载性质决定高出的比例视负载性质决定1:1.2(1.3、1.5、2、2.5)w例:计算机类负载按例:计算机类负载按1:1.3或或1:1.4配置配置UPSw电动机类负载按电动机类负载按1:2或或1:3配置配置UPSUPS的配置方案的配置方案 2 负载的重要程度负载的重要程度w1)单机)单机对重要程度一般的用户,可配置一台单机对重要程度一般的用户,可配置一台单机例如对可以有计划停电或可以临时决定停电的用户例如对可以有计划停电或可以临时决定停电的用户w2)并机并机w对单机无法满足容量需求的用户,用并机
19、提高供电容量对单机无法满足容量需求的用户,用并机提高供电容量w3)冗余并机冗余并机w对不允许停电或停电会造成经济、政治、社会各方面严重影响对不允许停电或停电会造成经济、政治、社会各方面严重影响和损失的用户需要配置冗余并机系统,提高供电可靠性和损失的用户需要配置冗余并机系统,提高供电可靠性w4)单机或并机双总线供电、分布冗余方式供电单机或并机双总线供电、分布冗余方式供电用于对供电可靠性极高,对供电无理论单一故障点的需求单位用于对供电可靠性极高,对供电无理论单一故障点的需求单位w案例介绍案例介绍UPS的配置方案的配置方案w造价最低的无单一故障点造价最低的无单一故障点UPS系统系统UPS的配置方案的
20、配置方案w造价较高的并机双总线造价较高的并机双总线供电系统供电系统UPS的配置方案的配置方案w造价较高的大容量高可靠系统造价较高的大容量高可靠系统 系统组成系统组成 中国银联数据中心中国银联数据中心UPS系统共由系统共由10台台400KVAGALAXYUPS组成组成1000KVA设计输出容量的双总线镜相冗余设计输出容量的双总线镜相冗余UPS系统,每套系统,每套UPS系统由系统由5台台400KVAUPS组成(组成(41)冗)冗余,一期共安装余,一期共安装6台,每套台,每套3台及一台台及一台2000KVA的公共静态的公共静态旁路柜。旁路柜。UPS的配置方案的配置方案w例例:做一个:做一个UPS配置
21、方案配置方案w项目背景:山西某铁路段道路控制系统,此系统不是一般的运输项目背景:山西某铁路段道路控制系统,此系统不是一般的运输调度而是对火车运行道路的控制。其负载设备是多台单电源服务调度而是对火车运行道路的控制。其负载设备是多台单电源服务器,总负载容量接近器,总负载容量接近30KVA。设计单位要求提供。设计单位要求提供UPS配置方案。配置方案。1重要性判断此项目比较重要,因为山西铁路线路繁忙,如控重要性判断此项目比较重要,因为山西铁路线路繁忙,如控制系统瘫痪会发生撞车事故制系统瘫痪会发生撞车事故2UPS系统采用冗余并机可以满足供电安全要求系统采用冗余并机可以满足供电安全要求3UPS容量选择容量
22、选择2台台40KVA还有哪些问题希望知道?气候条件、后备时间、运行环境、还有哪些问题希望知道?气候条件、后备时间、运行环境、上游供电情况。上游供电情况。UPS的配置方案的配置方案3 后备时间的确定后备时间的确定UPS UPS中的电池中的电池wUPS的额定直流电压可能是的额定直流电压可能是360、384w知道了直流电压就知道应配多少只电池知道了直流电压就知道应配多少只电池w电池可能需要电池可能需要1组、组、2组组w多组并联是为延长后备时间多组并联是为延长后备时间12V电池只数额定电压电池只数额定电压/122V电池只数额定电压电池只数额定电压/126例例1台台GalaxypwUPS每串电池由多少只
23、每串电池由多少只12V电池组成电池组成计算计算384/12=32只只电池开关UPS UPS中的电池中的电池w酸性电池每个单元电池酸性电池每个单元电池(CELL)电压为电压为2Vw由由6个单元电池组成的一块电池个单元电池组成的一块电池(BATTERY),其端电压为,其端电压为12Vw由由3个单元电池组成的一块电池,其端电压为个单元电池组成的一块电池,其端电压为6Vw碱性电池每个单元电池电压为碱性电池每个单元电池电压为1.2Vw碱性电池一般不做成电池组碱性电池一般不做成电池组2V 2V2V 2V2V 2V12V一个电池组 UPS中的电池中的电池w梅兰日兰各种梅兰日兰各种UPS的直流电压的直流电压w
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