UPS知識要點.doc

UPS電源系統(tǒng)的知識要點1 UPS組成的主要部件及功能 每臺UPS包括：整流器/充電器、逆變器和靜態(tài)旁路開關、手動檢修旁路開關、通信接口軟硬件（接口包括：RS-232/485和SNMP接口卡等）。1.1 整流器/充電器整流器/充電器一般采用微處理器控制的三相可控硅橋式整流或更優(yōu)的方案，將380/220V交流轉換為直流，向逆變器供給恒定的直流電源，同時對蓄電池組進行浮充，具備智能充電管理功能。l 監(jiān)測輸入電壓、直流母線電壓、直流電流、電池充電電流；l 具有全自動保護特性，包括欠壓、過壓、過熱、限流保護；l 對電池的核對性放電試驗可以不切斷整流器進行；l 具備對蓄電池的浮充、均充、放電管理。1.2 逆變器逆變器將從整流器或電池組獲得直流濾波電流，轉換為所需電壓和頻率的交流電。逆變器是由逆變模塊、電感器、電容器、濾波板、控制電路和保護電路所組成，它將直流電源從DC BUS轉換成交流電源供應給輸出負載使用，目前常見的逆變器是用IGBT模塊為開關組件，以正弦波調變的高頻轉換方式，可以大大減少諧波失真，取得品質更佳的輸出電力并且可以減少噪聲干擾。l 監(jiān)測旁路電壓、頻率、相位，直流電壓、電流，逆變器輸出電壓、電流；l 具有輸出電壓、頻率及相位的精確控制功能；l 自動與旁路同步，頻率跟蹤精度：0.11Hz（可調）；l 逆變器應具有全自動保護功能，包括欠壓、過壓、限流保護等；l 在下列情況之一發(fā)生時，逆變器輸出電壓瞬時變化一般不超過5%： 100%階躍負載的增加或減少； 另一臺冗余UPS故障； 逆變器滿負荷切換到旁路。1.3 靜態(tài)旁路開關 UPS系統(tǒng)的旁路一般采用可控硅靜態(tài)開關與繼電器相結合的方式，當UPS系統(tǒng)故障時旁路控制開關會同時導通旁路，合上旁路接觸器，關斷逆變器接觸器，由旁路接觸器承擔大電流給負載供電。逆變器輸出失壓或逆變器故障或逆變器過負荷時，靜態(tài)開關應能在切換時間的指標內自動將電源切換至由旁路交流電源經調壓變壓器和靜態(tài)開關向負荷供電。若旁路交流電源異常(電流、電壓及頻率等異常)，則靜態(tài)開關應將負載再切換至由逆變器供電。當負載由逆變器切換到到旁路時，不應有相位的突變，而由旁路切換至逆變器時，切換應為無擾動切換。雙機分列運行情況下，任何一臺機故障，均將轉旁路工作；雙機并列運行情況下，如果一臺機故障，它應當優(yōu)先脫離系統(tǒng)，負荷由另一臺UPS承擔，只有當滿足兩臺都轉旁路的條件時，整個系統(tǒng)才切換至旁路。1.4 手動檢修旁路開關手動檢修旁路開關將負荷由逆變器輸出切換至旁路交流電源供電，可以將整個UPS系統(tǒng)旁路。當負荷由旁路交流供電時，允許對整流器、逆變器和靜態(tài)開關進行檢修和維護；由旁路手動切換至逆變器，應有同步信號，當條件（頻率、電壓）不滿足時，應禁止切換操作。1.5 監(jiān)控、遠程診斷和維護 UPS本體一般可配置有SNMP接口卡、并機板、可編程報警接口（RS232C和RS485接口、RJ45網絡接口）及相關通信和監(jiān)控軟件。2. 各部件的工作情況在線式雙變換UPS有四種操作模式： 正常操作模式 ( Normal Operation Mode )、停電模式( 電池供電 ( Back-up Mode )、備用電源模式 ( Reserve Mode ) 和維護旁路模式 ( Maintenance Bypass Mode ) ，分別說明如下：正常操作模式：如下圖所示，在正常市電供應下，整流器將交流市電轉換為直流電源后，供電給逆變器并同時對電池充電。在將交流電整流為直流電時，整流器能將市電中所產生的異常突波、噪聲及頻率不穩(wěn)定等問題消除，使逆變器提供更穩(wěn)定及干凈電源給負載。停電 (電池供電) 模式：如下圖所示，當市電發(fā)生異常時，連接在DC BUS上電池組提供電能給逆變器，使交流輸出不會有中斷現(xiàn)象，進而達到保護輸出負載的作用。備用電源模式：如下圖所示，當逆變器發(fā)生異常狀況，像溫度過高、短路現(xiàn)象、輸出電壓異常或負載超載等情形，而超過逆變器可承受范圍時，逆變器會自動切斷以防止損壞。若此時市電仍然正常時，靜態(tài)開關會將電源供應轉為由備用電源輸出給負載使用。維護旁路模式：如下圖所示，當UPS要進行維修或更換電池而且負載供電又不能中斷時，使用者可以先切斷逆變器開關然后激活旁路無熔絲開關，再將整流器和備用電源無熔絲開關切斷。在手動維護旁路轉換的過程中，交流電源經由維護旁路開關繼續(xù)供應電源給負載，此時，UPS內部將不存有電力，維護人員可以安全的進行維護。3.正常工作時，交流輸入、輸出的關系 正常工作時，交流輸入、輸出為在線雙變換的模式。當今電力、通信、航空、金融、軍事等重要行業(yè)都采用此模式的UPS。4.什么情況下，UPS主機轉入旁路工作狀態(tài)？ 一般在下列條件下進行旁路切換： 150%負荷過載； 超過額定電壓波動范圍； 逆變器故障； 人工切換。5.電池的容量如何定義的？蓄電池的容量應根據UPS主機容量來進行的計算，蓄電池容量的計算應采用階梯計算法（電流換算法）。蓄電池的放電功率應按下式計算： 式（5-1）式中：蓄電池放電功率，kW；UPS標稱輸出功率，kVA；UPS輸出功率因數，取0.8；逆變器轉換效率，取0.95；利用階梯計算法計算蓄電池的容量（Ah*V）： 式（5-2）式中：蓄電池10h放電率的計算容量，Ah*V；蓄電池放電功率，kW；蓄電池放電0.5h的容量換算系數，1/h，當采用單節(jié)2V蓄電池時，取0.900；當采用單節(jié)6V或12V蓄電池時，取0.990，按單節(jié)2V蓄電池放電終止電壓1.80V考慮。說明：考慮UPS電源