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UPS技术培训1UPS的基本原理及主要技术参数2UPS的关键技术及选型要求3UPS配套铅酸蓄电池的选择与配置4UPS供电方案介绍5艾默生UPS特点简要介绍主要内容1UPS的基本原理及主要技术参数2UPS的关键技术及选型要求3UPS配套铅酸蓄电池的选择与配置4UPS供电方案介绍5艾默生UPS特点简要介绍主要内容什么是UPSUPS－UninterruptedPowerSystem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装置。用户设备蓄电池市电或燃油发电机UPS主机为什么需要UPS？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……高频噪音过压（浪涌）欠压（塌波）瞬态尖峰频率突变过压（浪涌）电力中断换相失真干扰我们这里永远不停电，可是为什么还要UPS？市电电网提供的电力供应，看上去正常，可是不可靠:表面正常的电力，实际上危机四伏为什么用UPS？－电网问题电网问题引发原因现象市电断电停电、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、微波设备电源波形严重失真，电缆、变压器过热，空开误跳闸，仪器仪表失灵等频率漂移小水电，发电机为什么需要UPS？电源中断--给用户造成各种经济损失!1，数据丢失，通信中断，商机延误......——直接损失以每分钟5000-100000元计2，设备停运，仪表失灵，手术中断......——间接经济损失无法估量为什么需要UPS？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，数据传输速度低下瞬态尖峰、电源浪涌、高压脉冲、——造成服务器、路由器、磁盘阵列等设备硬件损坏谐波污染线间噪声频率漂移为什么需要UPS？用投资额百分之几的UPS保护占投资额百分之九十几的设备实现客户价值的不间断增长UPS的功能及地位演化供电备份净化电网提供永久安全电力实现用户心中梦想!1、不停电功能解决电网停电问题2、交流稳压功能解决网压剧烈波动问题3、净化功能解决电网与电源污染问题4、管理功能解决交流动力维护问题UPS的四大功能为什么需要UPSUPS的正常工作方式UPS系统结构用户设备蓄电池市电或发电机UPS主机用户设备蓄电池市电或发电机UPS主机正常市电方式电池方式UPS用户机用户机监控平台监控平台电源线电源线网线网线通讯线网络系统市电柴油机UPS系统结构监控平台也是UPS的最重要组成部分之一UPS种类按工作原理不同，UPS分为：离线式（后备式UPS、互动式UPS）在线式UPS按供电体系不同，UPS分为：单进单出UPS三进单出UPS三进三出UPS按输出功率不同，UPS分为：微型6kVA小型6-20kVA中型20-100KVA大型100kVA按电池位置不同，UPS分为：电池内置式UPS（标准机型）电池外置式UPS（长延时机型）按多机运行方式不同，UPS分为：串联热备份UPS（用于中小功率机器）交替串联热备份UPS（中小UPS)直接并联UPS(用于中大功率）UPS种类UPS种类按变压器特点不同，UPS分为：高频UPS（高频机）工频UPS（工频机）按输出波形不同，UPS分为：方波输出UPS阶梯波（准正弦波）UPS正弦波输出UPSUPS的基本原理后备式UPS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。充电器逆变器市电负载电池组功率等级0.25-2KVA左右互动式UPS运行原理在线互动UPS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UPS的基本原理市电双向变换器电池组负载市电正常/整流停电/逆变264-276V150-175V150-264V功率等级0.7-20KVA左右UPS的基本原理功率等级10-480KVA左右市电负载主变换器电池组Delta变换器175～264V220±4％～±10％V补偿变压器Delta变换UPS运行原理Delta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。在线式UPS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，即逆变电路始终处于工作状态。UPS的基本原理功率等级0.7-1500KVA左右较低中等较高较高成本5ms－12ms4ms左右零零切换时间低（供电差、仅是不停电功能）中等（分段稳压、滤除部分干扰）较好（稳压、滤除部分干扰）最高（稳压、滤除电网所有干扰）输出电源质量后备热备热备工作市电模式下逆变器状态后备式互动式Delta变换式在线式四种UPS的比较UPS的基本原理输入特性：1、输入电压范围输入电压范围宽可减小电池放电机会，延长电池寿命。2、输入功率因数功率因数低，输入无功功率大，谐波电流污染电网，影响干扰其它设备。3、主电源频率允许范围。4、输入电流谐波分量。（PFC、6/12脉冲变压器）UPS主要技术参数输出特性：1、静态稳定度。大型为1%，中小型为2%。2、输出瞬态特性。大型5%，中小型8%。3、输出过载能力。（如：过载125%5MIN;150%10S)4、输出功率因数。（0.6、0.7、0.8）5、输出电压谐波失真度。典型3%以内。•VA（伏安）与W（瓦特）的区别VA----视在功率W----有功功率UPS容量单位----VA负载容量单位----W、VA注意：对UPS而言，输出功率因数并不是越高越好。VA（伏安）与W（瓦特）的换算关系典型计算机负载：功率因素0.6-0.7UPS主要技术参数1UPS的基本原理及主要技术参数•2UPS的关键技术及选型要求3UPS配套铅酸蓄电池的选择与配置4UPS供电方案介绍5艾默生UPS特点简要介绍主要内容UPS关键技术1、数字控制技术•模拟控制单片机控制DSP控制•数字PID控制全数字矢量控制2、UPS冗余技术•交替串联热备份技术•单机/并机软件硬件兼容技术•分散式直接并联技术•数字并联技术3、UPS防护技术•专业防雷技术•集中式风道技术•瞬态短路电流限定技术5、绿色电源技术•功率因数校正技术•12脉冲整流技术•隔离变压器技术•电磁兼容技术UPS关键技术4、高频开关技术•晶闸管绝缘栅双极晶体管（IGBT）•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6、电池自动管理技术•均浮充转换和温度补偿•电池放电终止电压自动调节•市电和电池联合供电技术•电池容量检测和寿命预估技术•电池自动巡检技术7、网络监控技术•中文视窗技术•多数量UPS监控•安全监控技术•多协议、跨平台监控技术UPS关键技术最先进的核心控制技术DSP全数字技术，实现整流器和逆变器的全数字控制旁路输入主路输入输出系统控制更加快速、精确、稳定，全面提升UPS可靠性、供电质量和产品一致性•指令周期仅50ns,快于传统单片机10-20倍，事件处理及时、准确•集成度提高，简化了电路•抗干扰能力增强•直接产生脉宽调制波，特别适用于高频控制领域•避免了模拟控制器固有的硬件参数漂移等缺陷，保证了产品的一致性•整机无任何需要调整的电位器,避免运输造成的参数变化影响系统性能最先进的核心控制技术UPS双变换技术AC－DC整流DC－AC逆变另：AC－AC变压器、移相变压器、变频器等三相全桥SCR整流器C143652+_ABCSCR触发脉冲顺序：1－2－3－4－5－6－1。。。12脉冲整流器移相变压器负载电池和逆变器两个6脉冲整流桥30°三相全桥IGBT整流三相全桥逆变器SR+RNTRSSTT_内置独特的⊿/Z0输出隔离变压器电气隔离，给用户提供真正的隔离电源；使三相负载重新分配，极大提高带三相不平衡负载的能力，及抗过载和抗冲击的能力；降低零地电压，减小网络传输误码率；消除逆变器输出电压中三次谐波含量，有效减小输出电压畸变；消除逆变器输出电压中的直流分量；i0负载用电的高可靠性—内置输出隔离变压器旁路输入主路输入输出内置隔离变压器i0负载用电的高可靠性—内置输出隔离变压器分散式直接并联，无需任何并机柜环流小于1A电流不平衡度小于1%数字化并联技术——实现优异的并机性能1可靠性高2适应性强3无污染4易管理5服务及时UPS产品选购技术要求必须采用真在线双变化100％逆变输出UPS为关键负载（服务器等）提供完全纯净的净化的不间断电源应用成熟、先进的数字控制技术，如DSP控制技术控制芯片是UPS的大脑，大脑越快，性能越好可靠性高第一代：分立元件＋集成电路第三代：DSP数字信号处理器第二代：CPU(单片机)输出隔离变压器是大容量UPS的可靠工作关键大容量UPS通过隔离变压器，实现了UPS与负载之间的完全电气隔离，为系统可靠工作提供保障UPS冗余设计，是提高可靠性的重要方法1）UPS输出过载能力：越高，UPS的功率器件、SCR、控制器件、温度设计、散热等冗余越多。比如125％工作10分钟，150％工作1分钟。2）内部辅助电源冗余：内部辅助电源是1＋1冗余工作，并分别从市电、旁路、电池等输入3）风扇的冗余设计：风扇为易损件，冗余确保工作可靠4）旁路晶闸管过载能力：1000％额定电流，工作20ms可靠性高i0充分考虑UPS对国内环境的适应性全国缺电，导致不少地方的电网质量较差，电压波动大，干扰严重UPS输入电源范围越宽，适应电网的能力越强，越能延长电池寿命最新的UPS输入电压指标为：380V–45％~+15%，或更高对小水电特别是发电机的要求越低，适应范围越宽频率宽：UPS输入频率指标为：45Hz～55Hz，或更高功率因数高：对发电机的容量配置由3：1降低到1：1.4全面防雷保护，提高对安装地点的适应性内置D级防雷器，在配电系统之外增加防雷墙适应性强整流模块ABCNIRgRgC级D级对工作环境的适应：有的地方湿度大、灰尘多、温差大，要求UPS都能长期正常工作1、冗余风扇，提高了散热量，对高尘环境的适应2、密闭风道，提高了防尘能力，避免灰尘的积累适应性强无污染避免对电网和负载设备产生干扰选用输入功率因数、谐波电流性能优良的产品输入功率因数（劣）0.60.8（业界多数）0.950.99输入谐波电流（劣）30%（业界多数）10%5%3%注意输出零线与地线电压问题必须配置隔离变压器无隔离变压器，UPS将额外提高零地电压电磁兼容（EMC）性能符合国际EMC标准EN500091/92标准功率因数校正（PFC）能力高频IGBT整流技术是目前发展趋势具备完善的电池自动化管理均浮充转换和温度补偿一定要提供，并配置放电终止电压自动调节智能放电保护可靠的电池自动测试方式定期电池自动充放电管理市电＋电池联合供电电池容量检测与寿命预估具备电池容量检测与寿命预估易管理400300100200200-20-40-600母线电压V电池电流A时间tT1T2T3T4T1优秀的人机界面，为用户使用提供最佳帮手易管理2001-11-08UL33-0400L12:50:30逆变开启并机台数2/4本机编号1相电压V电流A频率HzA(B)B(C)C(A)22111.812.312.550.250.150.10.990.990.99输入空开闭合11－0812:09输出空开闭合主路逆变供电电池均充11－0812:0911－0812:0911－0812:1511－0812:12F1F2F3F4紧急关机逆变启动逆变停机故障清除消音主路输入旁路输入交流输出本机负载并机负载电池数据功率因数线电压V220221381380382旁路空开闭合电池灯旁路灯逆变灯负载灯整流灯告警灯告警充分利用通信系统自有网络，在低成本前提下也可实现最高效率的管理维护SNMP网卡实现全部UPS在一个地方进行遥控、遥调、遥测和遥信，实时、动态、互动地了解和控制UPS在故障时可自动通过发送手机短信等方式