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UPS技术培训基础部分MOTU不间断电源1什么是UPS2九种电源故障3UPS的基本知识4常见UPS种类介绍5UPS基本原理6UPS输入特性7UPS输出特性8UPS保护特性9MOTU产品介绍主要内容MOTU不间断电源MOTU不间断电源1、什么是UPS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MOTU不间断电源2、九种主要电源故障目前考虑使用UPS的主要因素。电源断电电压下陷电源浪涌持续欠压持续过压电子干扰频率漂移瞬态高压谐波失真MOTU不间断电源九种主要电源故障市电中断--彻底失去电源市电中断：市电中断通常是指市电输出零电压，并持续两个周波至数小时。市电中断的原因主要有配电空气开关跳闸、市电供应中断、电网故障等故障等等。MOTU不间断电源UPS的基本知识-正弦电流TImax数值大小和方向都按正弦波的规律周而复始循环变化的电流正弦电流的三要素：最大值初相位角频率1个周波，20msMOTU不间断电源九种主要电源故障电压下陷--短时间低电压产生原因：•大负载启动•市电切换•供电设备容量小电源下陷--可能导致设备损坏MOTU不间断电源九种主要电源故障电源浪涌--瞬时超过正常电压110%电源浪涌--可能导致数据丢失和硬件损坏。电压浪涌：电压高于110%额定值且持续一个或多个周波称为电压浪涌。大功率用电设备的退出或者电网受雷击干扰均可能造成电压浪涌。MOTU不间断电源九种主要电源故障持续欠压--在几分钟或几天里线电压持续便低正常值产生原因：•用电高峰•负载超出电网的供电能力持续欠压--可能导致设备损坏MOTU不间断电源九种主要电源故障持续过压--在几分钟或几天内电压持续偏高产生原因：•大的负载突然关闭•市电切换持续过压--可能导致设备损坏MOTU不间断电源九种主要电源故障电子干扰--由RFI（射频）或EMI（电磁）高频噪音干扰产生原因：•闪电，可控硅设备，电机，微波等设备产生的噪音干扰谐波干扰：由整流设备、电动机、继电器、通信设备、电焊机等产生的RFIEMI。MOTU不间断电源九种主要电源故障频率漂移--频率的波动产生原因：•柴油发电机供电•小型并网电站，负载跃变频率漂移--可能导致设备误动作、数据丢失、操作系统混乱，设备故障等。频率漂移：频率漂移是指电源的频率不能稳定在额定值，而是在额定值附近波动。企业备用发电机组和小型水电站输出的交流电源经常会出现频率漂移的现象。MOTU不间断电源九种主要电源故障瞬态高压--电压快速升高(纳秒级)产生原因：•电弧，静态放电，开关切换瞬态高压：通常由雷电、电子开关、电焊设备、静电放电等原因引起，电压峰值高达6000V-20000V，持续时间为万分之一秒到二分之一周期（10ms）；MOTU不间断电源九种主要电源故障谐波失真--由非线性负载引起的电源波形变化产生原因：•由非线性负载如开关电源，调速电机•复印机，传真机等谐波失真--可能导致通讯故障、设备过热，损坏等。MOTU不间断电源3、UPS的基本知识[欧姆定律]:在同一电路中，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。U=I×R电压=电流×电阻（伏特V）=（安培A）×（欧姆Ω）电功率计算公式：P=W/t=UI；公式中的P表示功率，单位是“瓦特”，简称“瓦”，符号是W。W表示功，单位是“焦耳”，简称“焦”，符号是J。T表示时间，单位是“秒”，符号是s“P是有功功率，U表示电压，I表示电流；MOTU不间断电源UPS的基本知识-三相负载星形连接的负载线电压和相电压间的关系是ULL=√3ULN=1.732ULN以市电电压为例，单相电压220V相间电压220×1.73=380V若总负载15KVA（对称负载）则：每相负载15/3=5KVA相电流=5000/220=22.73AL1L2L3N380V380V220VMOTU不间断电源UPS的基本知识-基本概念整流：交流AC直流DC逆变：交流AC直流DC串联并联MOTU不间断电源UPS的基本知识-基础知识视在功率S（单位：VA）指负载从交流电源吸取电流有效值与电源电压有效值的代数乘积。有功功率P（单位：W）指负载从交流电源吸取的全部用以做功消耗的功率。无功功率Q（单位：Var）指在交流电源与负载之间来回转换，但不被负载消耗的那部分功率。功率因数cos∮指负载从交流电源吸取的有功功率与视在功率的比。S=U×ICOS∮=P/SS=P+Q222MOTU不间断电源UPS的基本知识-专业名词UPS的容量指UPS的额定输出规模，通常用VA表示，用以说明UPS额定工作（满载）时输出的视在功率的值；UPS的输入功率因数指UPS作为电网的负载，表现出的功率因数。即UPS从电网吸取的有功功率与视在功率的比；UPS的输出功率因数一般指UPS的有功功率与视在功率之比，其大小由负载性质决定；UPS的效率指UPS输出的有功功率在全部输入的有功功率中占的成分，它标志着UPS本身损耗的大小。MOTU不间断电源UPS的基本知识-专业名词输出电压稳定精度（220±≤1-3%）指在市电—逆变供电时，当输入电压在设计范围内变化，以及负载在满载负荷内100%变化时，输出电压的变化量与额定值的百分比。负载对此项指标的要求并不高，以计算机类的负载为例，因为机内大多是配置了开关型的直流电源，它容许输入电压在20-30%范围内变化。输出电压波形失真度（线性≤5%，非线性≤8%）所谓波形失真度是指计算机输入交流电压中所有高次谐波有效值之和与基波有效值的百分比，数据表明，波形失真度小于10%的情况下就可以满足计算机的要求。输出电压频率稳定精度（电池供电时）50HZ±0.5UPS输出电压频率的变化量与额定频率（50HZ）的百分比。MOTU不间断电源UPS的基本知识-专业名词输出电压切换时间（市电电池为0ms，旁路逆变为1-4ms）市电掉电时UPS由市电逆变供电（或市电稳压直接供电）转换为电池逆变供电过程中，UPS的输出可能出现的短时间的断电时间。输出电流峰值系数(≥3)输出电流峰值与电流基波有效值的比值。典型值为3，大小由负载决定。该指标主要用来衡量UPS的输出能力频率跟踪速率（0.5-2HZ/秒）当市电频率变化时，逆变器工作频率跟踪市电频率变化响应能力。MOTU不间断电源4、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100kVAMOTU不间断电源按电池位置不同，UPS分为：电池内置式UPS（标准机型S）电池外置式UPS（长延时机型L）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）MOTU不间断电源5、UPS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MOTU不间断电源互动式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MOTU不间断电源在线式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MOTU不间断电源6、UPS的输入特性1、输入电压范围指保证UPS不转入电池逆变供电的市电电压范围。在此电压范围内，逆变器（负载）电流由市电提供，而不是电池提供。输入电压范围越宽，UPS电池放电的可能性减小，这有益于电池使用寿命的延长。目前UPS输入电压范围一般为（－20％～＋20％）Ue之间。2、频率输入范围指UPS能自动跟踪市电、保持输出电压与输入电压同步的频率范围。UPS的输入频率范围一般为50±5%Hz，YD/T1095-2008规定UPS的输入频率范围为50±4%Hz。MOTU不间断电源3、输入功率因数输入功率因数高低是衡量是否对电网存在污染的一个重要电性能指标。输入功率因数低时，不仅在吸取有功功率的同时，还要吸收无功功率，其结果增大了系统配电容量，影响系统供电质量。4、输入电流谐波因为可控硅的关断和开通，UPS的输入电流中含有丰富的谐波成分，它形成输入的无功功率，是造成UPS输入功率因数低的一个重要因素。因此在电路设计时，有的UPS加入了PFC电路。UPS的输入特性MOTU不间断电源UPS的输入特性5、频率跟踪速率指UPS在一秒钟内能够完成的输出频率变化范围。频率跟踪速度可以表征UPS对输入频率变化的适应能力，特别是在柴油发电机供电的时候，由于柴油发电机的频率稳定度不是很好，如果UPS的频率跟踪速率过低，UPS就会出现频率不同步告警，控制电路就会禁止UPS进行旁路切换。MOTU不间断电源7、UPS的输出特性1．输出电压波形失真度指UPS输出波形中谐波分量所占的比率。常见的波形失真有：削顶、毛刺、畸变等。失真度越小，对负载可能造成的干扰或破坏就越小。2．输出电压稳压精度指市电—逆变供电时，当输入电压在设计范围内，负载在满负荷内100%变化时，输出电压的变化量与额定值的百分比。输出电压稳定程度越高，UPS输出电压的波动范围越小，也就是电压精度越高。3．输出功率因数指UPS输出端的功率因数，表示带负载功率能力的强弱。负载功率因数低时，所吸收的无功功率就大，将增加UPS的损耗，影响可靠性。MOTU不间断电源UPS的输出特性4．输出电流峰值因数指UPS输出所能达到的峰值电流与平均电流之比。一般峰值因数越高，UPS所能承受的负载冲击电流越大。5．三相不平衡能力对于三进三出的UPS来说，若出现三相的每一相电流不一致，就会造成输出电压的不平衡。具有100%负载不平衡能力的UPS，表示该UPS允许一相输出带满载，而其他两相空载。6、UPS输出效率指UPS的输出有功功率与输入有功功率之比。UPS的输出效率越高，表示内部损耗越小，反之则表示UPS本身功耗大，增大机房的空调负荷。此外输出效率低有可能使电池供电时间变短。MOTU不间断电源8、UPS的保护性能1．输入保护特性指交流输入过压/欠压保护，输入电流大保护等。当输入电压失真度过大，UPS会进入输入保护模式。对于三相输入的UPS，还有输入错相保护、缺相保护等。2．输出过压／欠压保护特性指当UPS逆变单元出现故障时，UPS的输出电压超出允许的范围而产生的保护动作。（告警并转旁路）3．输出过载／短路保护指当UPS输出回路中出现短路故障或长时间出现过载现象，为了保护UPS的自身安全，通过控制电路将UPS切换到旁路工作模式的保护动作。MOTU不间断电源UPS的保护性能4．电池低压保护电池容量的大小直接决定UPS在交流停电时能够保证不间断输出的时间长短，因此电池适时的发出电池低压告警可以使维护人员能够了解当前电池的剩余容量和后备保障时间，采取相应的应急措施。一旦电池电压达到保护值，为保护电池免于过放电造成的永久损伤，UPS就会关闭输出。5．UPS的其他保护性能UPS为了保证自身系统的安全工作，另有许多的故障监测点和相应的告警信息，如器件高温告警、风扇故障告警、熔丝熔断告警、整流模块故障告警、逆变模块故障告警等。MOTU不间断电源9、MOTU产品介绍MOTU不间断电源1、MOTUHQRT单进单出系列1K/2K/3K机架式2、MOTUHQR单进单出系列6K/10K机架式3、MOTUHQT单进单出系列1K/2K/3K/6K/8K/10/12K塔式4、MOTUHQT三进单出系列10K/15K/20K塔式5、MOTUZH三进三出系列10K/15K/20K/30K/40K/60K/80K/100