UPS SYSTEM

UninterruptiblePowerSupplySystemUps概述不间断电源（UPS）在电力系统中的应用已越来越广泛，随着通讯、微机监控等自动化设备的普及和应用，电力系统对不间断电源提出了更高的要求。虽然计算机等设备均有两路交流电源,但这并不能保证能够毫无间断地给计算机等重要负载供电，要保证微机等信息设备的电源指标，就必须采用不间断电源。DF0523特点（无源）：◇微机数字化控制：◇高频SPWM功率变换:◇逆变器主电路采用日本原装IPM模块:◇良好的散热，抽风设计：◇完善的故障检测及保护，告警功能:◇丰富的界面设计：◇RS232/RS485接口(FDK)：◇交流旁路和检修旁路功能◇与现场直流电源配合使用，成本低DF0523Ups的组成1.输入输出组件QF1：交流主输入QF2：直流输入开关QF3：旁路输入开关QF4：交流输出开关2.配电组件3.表头组件PV1：交流旁路输入电压表PA1：交流主输入电流表PV2：直流输入电压表PA2：直流输入电流表PV3：交流输出电压表PA3：交流输出电流表DF0523Ups的基本原理交流输入输入隔离整流逆变器防反直流输入旁路输入交流输出静态开关输出隔离DF0523采用交、直流两路输入，交流输入/输出与直流输入完全隔离。交流输入经输入隔离变压器、整流电路后与直流输入并联，在线逆变后经输出隔离变压器供电给重要负载。交流电网正常时，整流电压略高于直流输入电压，因此不消耗直流电力，交流电网断电时，直流电力经防反二极管自动给逆变器供电，交流输出仍保持不间断，同样，万一直流断电，在交流电网正常时也不影响交流输出，因此实现了零延时切换功能。另外，当逆变器故障或过载时，UPS电源将自动切换到旁路电源供电，旁路电源可由电网供电。技术指标输入参数：交流输入电压：三相380V±10%交流电源频率：50Hz±10%旁路输入：单相220V±10%直流输入电压：198V～250V输出参数：交流输出电压：220V±3%交流输出频率：50Hz±1%输出波形：纯正弦波过载能力：过载110%，工作持续时间不少于1分钟过载150%，工作持续时间不少于10秒钟逆变电源的保护1、输出过载保护：负载功率超过额定功率时，10分钟延时后将关断输出，需关机才能复位；2、输出短路保护：输出短路后，逆变电源将自动关闭，发出IPM故障报警信号并重启，程序在连续出现5次故障之后关机，需关机才能复位；3、输出过压保护：输出过压10s后，逆变电源将自动关闭，需关机才能复位；4、输出欠压保护：输出欠压15s后，逆变电源将自动关闭，需关机才能复位；5、输入接反保护：输入逆变器的直流电压极性接反，在没有交流主输入时，逆变器将自动保护并告警，自动复位；当有交流主输入时，装置将无任何告警信号，但是屏体前面的数字将显示为负值；6、输入欠压保护：输入交流，直流电压低，逆变电源将自动关闭，并延时自行恢复；7、通讯中断保护：当主控板上的CPU和键盘显示板之间的CPU因受到干扰出现通讯中断时，系统将自动复位；UPS的基本操作UPS模块前视图UPS模块的前面板如图所示，主要包括以下几个部分：键盘,显示面板：通过此面板可查询逆变电源系统的信息和对UPS电源系统的参数进行设置。控制开关：通过此开关控制逆变器的开通与关断。把手：通风孔：开关0523后视图键盘显示操作说明键盘及显示模块面板的键盘包含：+1、-1、、、ENTER共5个键。其中：+1、-1键：用于修改系统数据（输入密码1234后，有光标显示的状态下）或调节液晶对比度（在无光标显示的状态下）；键：上、下方向移动光标的位置（在故障历史记录中当用作翻屏）；键：左右方向移动光标的位置；ENTER键：确认当前操作或进入下一菜单。同时按下+键和ENTER键并保持5秒，可将监控单元复位。LED显示说明面板上共有3个发光二极管，分别为运行、故障及通信状态指示灯。在正常运行的情况下，液晶显示器有数据显示。运行指示：每500毫秒闪烁一次，表示程序运行正常；故障指示：系统出现故障时每500毫秒闪烁一次。通信指示：上行串口的通信状态，红绿灯交替亮（红发绿收），表示通信正常。液晶显示及操作说明打开监控单元电源，液晶显示开机画面。运行灯周期闪烁，液晶背光打开。如4分钟内无按键操作，液晶背光将自动关闭，以延长液晶寿命。按任一键，液晶背光自动打开。按enter键将依次显示7个主画面。(1)初始画面(2)时钟画面(3)UPS状态在此画面，按“↓”键将进入下一画面—UPS状态画面；按“”键将依次显示直流电压、交流电压、逆变电压、负载电流、运行模式（旁路，逆变）、UPS频率、负载功率状态信息。DF052310kVADongFangPowerDate:2001/04/21Time:15:37:18UPSStatusupdown_key(4)控制操作画面在此画面，按“↓”键将进入下一画面—输入密码画面输入正确密码1234，再按“enter”键确认，将进入控制操作画面，使用“↓”键将依次显示关机、开机、切换到旁路（3个）控制操作画面。(5)故障记录画面此项功能依次记录了所发生的故障的类型、日期、时间，以发生故障时参考。在此画面下，按“↓”或“←”键可观察各故障记录的详细信息；UPSControlupdown_keyPleaseenterthePassword:0000FaultRecordUpdown_key通信状态画面：显示通信状态使用“↓”键将依次显示COM1（内部下行）和COM2（外部上行）的通信状态画面。(7)参数设置选择画面在此画面，按“↓”键将进入下一画面—输入密码画面输入正确密码1234确认，将进入操作画面，使用“↓”键将依次显示记录清空、时间设置等参数设置画面。Comm.Statusupdown_keyCOM1StatusconnectFactorySetupupdown_keyPleaseenterthePassword:0000Ups的安装与调试1.安装◇确保连线正确无误并拧紧。◇将机柜内的接地铜排与安装地点的大地相连；◇将模块插入机柜，拧紧前面板的螺钉；并将模块后端子上的线接好；◇将模块面板上的开关断开，屏体上的所有开关都处于断开的状态；◇将交流，旁路输入电源、直流输入电源接至相应的端子上。2.调试运行◇检查交流电源设备安装完毕后，检查所有连线，确保连线无误，断开屏体上的所有开关，加交流电。检查交流输入电压，用万用表测量电压应该为380V左右。◇检查直流电源加直流电。检查直流输入电压，用万用表测量电压应该为198V-250V之间。◇逆变输出检测闭合直流输入开关、闭合模块面板上开关，此时模块应处于逆变状态，由于模块设置软起电路，在启动时将有2～4秒的启动时间，此时并没有交流电输出。等模块输出稳定后测试逆变输出电压应为交流220V，电压精度满足稳压精度的要求。此时闭合其交流输入开关，逆变输出不会出现断电的现象，并且逆变输出电压应为交流220V，电压精度满足稳压精度的要求。◇切换功能检测不间断电源系统其为在线式工作方式，闭合旁路输入开关，此时应逆变供电，断开交流输入开关和直流输入开关，可以马上切换至旁路供电，切换时间小于10ms.当恢复交流主输入或直流输入后，模块会按照程序来启动，然后切换至逆变供电。保证交流母线不间断。当连续进行旁路状态与逆变状态之间相互切换的操作时，建议此两操作的时间间隔大于30秒。◇各馈出回路测试合上总输出开关，依次将馈出回路的开关合上，开关下连接的指示灯应该点亮。并且测量相应的馈出端子上有220V交流电压输出。报警确认不间断电源设有若干报警点，如交流失电，直流失电，旁路失电，逆变故障，输出故障，交流输入故障（欠压，过压）等，可模拟试验。UPS的故障与排除1、由于直流输入通过防反二极管与整流滤波电容相并接，当单独直流断开时二极管会存在一定的漏电流，从而导致直流输入开关下面的指示灯微亮，这属于正常情况。2、输入隔离变为降压变压器，对于三相输入，其变比为380V/190V，经整流滤波后，滤波电容上的电压大约为280V左右。在设备安装时，务必核对输入变压器的原边和副边，严禁接反。一旦接反，原来的降压变压器将变成升压变压器，将直接导致内部大量元器件因过压而损坏。4、逆变器输出变压器为升压变压器，并利用变压器自身的漏感，和EMI组件中的电容器组成LC滤波器，用于滤除逆变波形中的高频成分，得到正弦波。而输出变压器的原边波形为高频SPWM波，无法用万用表进行准确的测量。同样，输出变压器的原边和副边也不能接反，否则，将导致系统报警，并发出“outputlow”告警信号。5、逆变器和旁路之间的切换是通过静态开关实现的，静态开关的切换是通过切换控制板实现的。6、逆变模块上的控制开关，用于关断整个电源输出，在正常运行情况下，断开该控制开关将直接导致整个交流母线失电，故轻易不要断开该控制开关。7、当模块出现输出电压低报警，有以下几种可能：（1）输出变压器原副边接反；（2）检测电路有接线存在松动；（3）检测电路元件损坏。8、当模块出现IPM故障报警，有以下几种可能：（1）辅助电源板工作异常，有一组或几组电压过低；（2）输出短路，或者静态开关损害导致存在一定的环流；（3）逆变主回路接线点存在松动；（4）IPM器件过热，过流保护。（5）逆变器主控板存在干扰信号（发电机）；8、当模块故障或损坏需要检修时，应严格按照以下步骤：1）断开交流输入开关和直流输入开关。2)当逆变模块前面板故障指示灯亮，并处于旁路供电状态时，闭合机柜背部的检修开关，依次断开旁路输入，交流输出开关。3)断开风机电源，拆除模块所有连线。进行检修。9、模块检修完毕后，应严格按照以下步骤恢复1）将模块安装到指定位置，并恢复模块所有连线，闭合风机电源。2）闭合旁路输入和交流输出开关，断开检修开关3）依次闭合交流输入和直流输入开关4）系统软启，然后自动切换，恢复正常。其他1.功率因数校正2.电池的充电功能3.可并联的UPS采用电容滤波的方式，交流输入电压经整流后直接加在滤波电容两端，以得到较为平直的直流电压。电容滤波电路是一个非线性元件和储能元件的组合，只有交流输入电压高于滤波电容两端电压时，滤波电容才开始充电，因此，虽然输入交流电压是正弦，但输入电流波形是宽度很窄的脉冲。这种输入电流含有大量的谐波，一方面使功率因数只有0.6—0.7，大量的谐波电流倒流入电网，造成对电网的谐波污染，一方面产生二次效应，即电流流过线路阻抗造成谐波电压降，使电网电压波形发生崎变，干扰用电设备。功率因数校正采用国际先进的功率因数校正技术，使系统模块的功率因数达到0.9以上，总谐波失真（THD）小于5%，达到“绿色”电源标准。功率因数校正用于改变输入电流的形状，输入电流不含谐波—即电流是输入电压的完美仿形，而且与其同相，使从母线获取的有功功率为最大。电池充电功能在交流主输入停电后，由电池供电给UPS。当交流主输入恢复后，UPS将给电池按照程序充电。充电程序分为3个阶段：第一阶段为恒流均充（0.1C），第二阶段为恒压均充(2.35V2V)，第三阶段为浮充(2.25V2V)。可并联的UPS为提高UPS的可靠性和热更换，采用冗余并联运行技术。热更换条件：1.正常的模块能够自动投入并联运行。2.各模块之间实现均流。3.在不影响并联运行的情况下能够快速切除故障模块。UPS并联运行的条件：1.各个模块的频率，相位，相序，电压，波形五个参数必须一致，其差别必须小于允许值，以减少投入时电压和电流的冲击。2.在输入电压和负载电流变化范围内，各个模块在稳态时必须均流。3.当均流或同步功能出现故障时，应能自动检测故障模块，并将其切除，使剩余模块能够均匀地承担负载功率。