UPS基础培训PPT（PPT76页)

UPS基础知识培训培训目标了解UPSUPS的不同运行方式了解UPS的日常维护了解UPSUPS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的电气装置；UPS输出第二路供电三类供电一类供电第一路供电从严格意义上讲，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的机会，这才是UPS的主要设计思想；UPS的价格之所以昂贵，就是贵在这种不间断切换的特点上。整流器直流逆变器输入输出UPS输出第二路供电三类供电一类供电第一路供电②.隔离作用：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：UPS的主要作用①.两路电源之间的无间断相互切换：UPS220Vac220Vac230Vac240Vac(稳压作用)UPS50Hz50Hz60Hz(稳频作用)(频率变换)④.频率变换作用：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：③.电压变换作用：输入电压等于或不等于输出电压，如380V/380V，380V/220V，包括稳压作用：UPS的主要作用整流器直流逆变器输入输出电池①和⑤是保证对负载供电的连续性；②、③和④是保证对负载供电的质量。⑤.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时间来保护负载；后备时间为10分钟、30分钟、60分钟或更长。UPS的主要作用按照运行原理分类（GB分类）：被动后备式-VFD线互动式-VI双转换式-VFI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)按照功率分类小功率（10KVA以下）中功率（10-50kVA）大功率(50kVA以上)按照设计理念分类传统UPS模块UPSUPS的基本拓扑结构（类型）GB/T7260.3描述了UPS的三种分类方法和拓扑结构：VFD级-被动后备式(PassiveStandby-“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-线交互式(LineInteractive)–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(DoubleConversion-“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”调整的(re-generated)UPS的基本拓扑结构（类型）（1）被动后备式－VFD(PassiveStandby，也称离线式OFF-Line)组成:–充电器–逆变器–电池–滤波器/调压器应用：小于2KVA的UPS；优点：电路简单，价格便宜；缺点：频率不能调节，切换时有间断。IEC62040-3/GB7260.3定义UPS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-VI(LineInteractive)组成：静态开关双向逆变器电池旁路开关应用：此种配置不太适合中-大功率和为敏感性负载的供电，因为无法进行频率的调节。优点：电路简单，效率高；缺点：频率不能调节，动态特性差。IEC62040-3/GB7260.3定义UPS的基本拓扑结构(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-VFI(Double－Conversion，又称为在线式On-Line)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负载之间IEC62040-3/GB7260.3定义UPS的基本拓扑结构(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-VFI(DoubleConversion，又称为在线式On-Line)应用：–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UPS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（10KVA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；缺点：价格昂贵。UPS的基本拓扑结构（类型）UPS的组成关键词：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）UPS单线图UPS图示传统UPS模块化UPSUPS常用术语1、VA&WUPS的容量单位，VA为视在功率，W为有功功率。2、功率因数（PF）对一台设备有输入功率因数和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）与VA（视在功率）之间的比数。输入功率因数越高表明UPS对电网利用效能越高。从输出端考虑，输出功率因数越高则UPS带载能力越强。例如：一台UPS的参数为：3000VA/2400W，可以知道输出功率因数为2400W/3000VA=0.8UPS常用术语3、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：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6、效率（EFFICIENCY）：是输出瓦特数与输入瓦特数之比，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850W~900W之间，UPS本身即消耗100W~150W的功率；7、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：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9、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：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：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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。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故障系统page21UPS的不同运行方式－单机系统提高UPS可靠性的方法－串联热备份：可由两台不同容量的UPS组成，主机带重要负载，备机带次要负载或不带载；主机到备机的切换无间断。优点：可靠性高；连接简单。缺点：不能增容；过载能力不能增大；UPS不能充分利用。page22UPS的不同运行方式－串联运行提高UPS可靠性的方法－直接并联由2到4台单机型UPS组成，每台UPS具有各自的静态旁路，可实现：–并联冗余；–并联增容。优点：并联简单；不增大占地；价格适当；负载均分。是目前使用最多的运行方式。page23UPS的不同运行方式－并联运行提高UPS可靠性的方法－公共旁路并联由2到6台同等容量的并联型UPS组成，采用大容量的公共静态旁路开关柜，以便实现：–并联冗余；或–并联增容。优点：公共旁路过载能力大；可靠性高。缺点：占地面积稍大；价格较贵。page24UPS的不同运行方式－公共旁路并联运行UPS的配置方法购买的UPS设备要合适UPS的配置方案个案中涉及到UPS配置的基本问题1负载容量－决定配多大的UPS，多少台UPS2负载的重要程度－决定UPS运行和配电方式3所需要的后备时间－决定配置多大的电池4对某些指标的特殊要求－决定UPS型号的选择或选项5对某些性能或功能的特殊要求－决定配置哪些选项6与UPS项目有关的工程(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UPS的配置方案1UPS容量的确定1）用户直接提出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2）用户只告诉你负载容量认真了解实际负载量，并按高出负载的容量配置UPS高出的比例视负载性质决定1：1.2(1.3、1.5、2、2.5）例：计算机类负载按1：1.3或1：1.4配置UPS电动机类负载按1：2或1：3配置UPSUPS的配置方案2负载的重要程度1）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2）并机对单机无法满足容量需求的用户，用并机提高供电容量3）冗余并机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4）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案例介绍UPS的配置方案造价最低的无单一故障点UPS系统UPS1UPS2负载1负载2负载3STS转换开关UPS1输出配电柜UPS2输出配电柜负载1负载2负载N单电源负载配电柜各双电源负载各单电源负载各分电开关各分电开关UPS的配置方案造价较高的并机双总线供电系统各双电源负载UPS1并机UPS3并机系统1UPS输入配电柜服务器UPS4并机并机输出配电柜2系统2UPS输入配电柜UPS2并机各单电源负载并机输出配电柜1UPS的配置方案造价较高的大容量高可靠系统系统组成中国银联数据中心UPS系统共由10台400KVAGALAXYUPS组成1000KVA设计输出容量的双总线镜相冗余UPS系统，每套UPS系统由5台400KVAUPS组成（4＋1）冗余，一期共安装6台，每套3台及一台2000KVA的公共静态旁路柜。UPS的配置方案例：做一个UPS配置方案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器，总负载容量接近30KVA。设计单位要求提供UPS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3UPS容量选择2台40KVA－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。……UPS的配置方案3后备时间的确定UPSUPS中的电池UPS的额定直流电压可能是360、384……知道了直流电压就知道应配多少只电池电池可能需要1组、2组……多组并联是为延长后备时间12V电池只数＝额定电压/122V电池只数＝额定电压/12×6例1台GalaxypwUPS每串电池由多少只12V电池组成计算384/12=32只+-+++++++++++++-----------UPS电池开关UPSUPS中的电池酸性电池每个单元电池(CELL)电压为2V由6个单元电池组成的一块电池(BATTERY)，其端电压为12V由3个单元电池组成的一块电池，其端电压为6V碱性电池每个单元电池电压为1.2V碱性电池一般不做成电池组+-+-2V2V2V2V2V2V12V一个电池组UPS中的电池梅兰日兰各种UPS的直流电压Galaxyp