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1、UPS原理及概况不间断电源（UPS）电气通讯班讲解人：陈小龙问题p 什么是UPS？p 为什么要用UPS？p UPS的工作原理是什么？p UPS的分类有哪些？p UPS有哪些重要的性能指标参数？目录01 什么是UPS02 为什么使用UPS03 UPS的工作原理04 UPS分类及分布05 UPS的性能指标06 UPS铭牌参数什么是UPS？0101 什么是UPS？lUPS - Uninterruptible Power Supply，是一种含有储能装置，以整流器、逆变器为主要组成部分的稳压稳频的交流电源。01 什么是UPS？lUPS - Uninterruptible Power Supply，是一
2、种含有储能装置，以整流器、逆变器为主要组成部分的稳压稳频的交流电源。l主要利用蓄电池储能，在停电时给重要的设备提供不间断的电力供应。01 什么是UPS？lUPS - Uninterruptible Power Supply，是一种含有储能装置，以整流器、逆变器为主要组成部分的稳压稳频的交流电源。l主要利用蓄电池储能，在停电时给重要的设备提供不间断的电力供应。01 什么是UPS？02为什么使用UPS？1、突然断电2、供电质量不高02 为什么使用UPS？02 为什么使用UPS？电力输送过程中对供电质量的的影响:电站停机高压电网检修闪电台风、洪水及人为破坏变压器开、关操作配电柜开、关操作. 从发电厂
3、到用户需经过“这么长的距离” 造成停电的可能原因02 为什么使用UPS？理想的市电供电波形02 为什么使用UPS？电磁干扰电磁干扰Motors现实生活中的情况02 为什么使用UPS？现实环境中的波形02 为什么使用UPS？突然断电的影响用电设备停止运行 以对计算机等相关设备造成的影响为例：1、操作系统启动区文件损坏，系统崩溃，无法正常启动。2、数据丢失，文件损坏，应用程序无法正常使用。3、磁盘出现坏区（或坏道），磁盘报废，数据损坏。4、网络数据丢失，网络终断。02 为什么使用UPS？供电质量问题所造成的影响：1、对用电设备硬件造成的影响：l设备部件损坏。l设备出现误操作。l设备工作异常，仪表、
4、仪器精度降低。2、对网络系统造成的影响：l网络设备硬件的损坏或老化速度加快。l数据传送误码率增加，网络流量增加。l计算机设备死机。 市电市电 UPS UPS市电市电02 为什么使用UPS？未使用未使用UPS时时使用使用UPS时时02 为什么使用UPS？小结 对于我们天然气场站来说，计量柜、通信柜、PLC柜、重要阀门、站控计算机等重要设备都需要拥有不间断以及高质量的电源供应，以保证场站长久地、稳定地运行下去，因此，UPS扮演了非常重要的角色。03UPS的工作原理03 UPS的工作原理整流器整流器ACDCDCAC逆变器逆变器静态开关静态开关+-蓄电池蓄电池UPS的组成.03 UPS的工作原理整流器
5、：整流器是一个整流装置，简单的说就是将交流（AC）转化为直流（DC）的装置。它有两个主要功能：l将交流电（AC）变成直流电（DC），经滤波后供给逆变器。l给蓄电池提供直流充电电压，因此又起到一个充电器的作用。整流器整流器ACDC03 UPS的工作原理逆变器：通俗的讲，逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。逆变器逆变器DCAC静态开关静态开关03 UPS的工作原理静态开关：静态开关又称静止开关，它是一种无触点开关，是用两个可控硅反向并联组成的一种交流开关，其闭合和断开由逻辑控制器控制。 静态开关的作用：l当市电发生故障时，做到逆变器输出和内部
6、静态旁路输出间的无间断切换。+-蓄电池蓄电池03 UPS的工作原理蓄电池：蓄电池是UPS用来作为储存电能的装置，它由若干个电池串联而成，其容量大小决定了其维持放电（供电）的时间。其主要功能是： l当市电正常时，将电能转换成化学能储存在电池内部。l当市电故障时，将化学能转换成电能提供给逆变器双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关在线式UPS工作原理双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关正常市电供电市电供电市电供电AC:
7、380/220V 15%有谐波干扰双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关正常市电供电市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关正常市电供电市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰DC直流电供蓄电池充电双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关正常市电供电市电供电市电
8、供电AC:380/220V 15%有谐波干扰DC直流电供蓄电池充电双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关正常市电供电市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰DC直流电供蓄电池充电双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关正常市电供电市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰负载输出负载输出AC:380/220V 1%无谐波干扰DC直流电供蓄电池充电双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理
9、负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关正常供电内部静态旁路市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰负载输出负载输出AC:380/220V 1%无谐波干扰DC直流电供蓄电池充电双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰负载输出负载输出正常供电内部静态旁路AC:380/220V 15%有谐波干扰双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关
10、静态开关旁路开关旁路开关正常供电外部检修旁路市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰负载输出负载输出AC:380/220V 1%无谐波干扰DC直流电供蓄电池充电双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰负载输出负载输出正常供电外部检修旁路AC:380/220V 15%有谐波干扰双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关市电供电市电供电AC:380/220
11、V 15%有谐波干扰负载输出负载输出正常供电外部检修旁路AC:380/220V 15%有谐波干扰双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰负载输出负载输出正常供电外部检修旁路AC:380/220V 15%有谐波干扰双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰负载输出负载输出正常供电外部检修旁路AC:380/220V
12、15%有谐波干扰双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关市电供电市电供电AC:380/220V 15%有谐波干扰负载输出负载输出正常供电外部检修旁路AC:380/220V 15%有谐波干扰双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关电池供电蓄电池放电中双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关电池供电蓄电池放电中双变换在线式UPS系统03
13、UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关电池供电蓄电池放电中双变换在线式UPS系统03 UPS的工作原理负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关旁路开关旁路开关电池供电负载输出负载输出AC:380/220V 1%无谐波干扰蓄电池放电中04 UPS分类及分布04 UPS分类及分布 l按工作原理不同，UPS分为：后备式UPS在线互动式UPS在线式UPSl按供电体系不同，UPS分为：一进一出三进一出三进三出l按输出功率不同，UPS分为：小功率（30kVA）UPS分类：电池电池(充电中充电中)+-逆变器逆变器D C
14、A C负载负载转换开关转换开关市电供电市电供电04 后备式UPS原理 有市电时，市电通过开关直接供给负载，逆变器不工作；另外市电通过充电器给点吃充电。无市电时，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。整流器整流器ACDC电池电池(放电中放电中)+-逆变器逆变器D CA C负载负载转换开关转换开关04 后备式UPS原理 有市电时，市电通过开关直接供给负载，逆变器不工作；另外市电通过充电器给点吃充电。无市电时，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。整流器整流器ACDC04 在线互动式UPS原理 互动式UPS与后备式UPS相比，最大的区别在于：逆变器与整流器合二为一，输
15、出通过调压器的抽头跳变，实现分段稳压。电池电池(充电中充电中)+-双向转换器双向转换器（充电器）（充电器）D CA C负载负载市电供电市电供电调压器调压器04 在线互动式UPS原理 电池电池(充电中充电中)+-双向转换器双向转换器（充电器）（充电器）D CA C负载负载调压器调压器互动式UPS与后备式UPS相比，最大的区别在于：逆变器与整流器合二为一，输出通过调压器的抽头跳变，实现分段稳压。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。04 在线式UPS原理 负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关市电供电市电供电电池电池(充
16、电中充电中)双变换在线式UPS系统03 UPS的工作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。负载负载+-逆变器逆变器DCAC整流器整流器ACDC静态开关静态开关电池电池(充电中充电中)04 三种不同原理UPS的比较 后备式在线互动式在线式逆变器状态后背热备工作输出电源质量低（仅是不停电的功能）中等（分段稳压，滤出部分干扰）高（稳压，滤出所有干扰）切换时间5-12ms4ms0成本低中等高04 UPS分类及分布 什么是三进三出、三进一出、一进一出?l这里面的“进”是指UPS的输入形式，“出”是指UPS的输出形式。“三进”代表输入为三相电（A相、B相
17、、C相）；“一进”代表输入为一相电（A相或B相或C相）；“三出”代表输出为三相电（A相、B相、C相）；“一出”代表输出为一相电（A相或B相或C相）。l“三进三出”型UPS，其容量一般在10kVA以上。常使用在场站或者阀室内有电动执行机构等需要使用380V电压的设备的情况。l“一进一出”型UPS，其容量一般在15kVA以下。常用在场站或者阀室内只需要使用220V的情况。l“三进一出”型UPS，其容量一般为10kVA-20kVA。此类情况为，市电输入有三相电，若将UPS接到单相上时，会对市电平衡造成影响，所以采用三相输入平均分配电流。04 UPS分类及分布 n 目前我们全线场站在役UPS的分布情况
18、可以从以下三个方面来说： 1、品牌：科华、索克曼、纽威、艾默生、易事特、山顿、山特。 2、输出功率大小：3KVA、10KVA、15KVA、20KVA、30KVA、60KVA。 3、输入输出类型：3进3出、1进1出、3进1出。全线场站UPS品牌、功率、输入输出类型数量统计品牌数量功率数量输入输出数量纽威163KVA401进1出41索克曼3410KVA423进1出5艾默生215KVA23进3出55科华4220KVA1易事特230KVA12山顿440KVA3山特160KVA1总计101总计101总计10105 UPS的性能指标05 UPS的性能指标 UPS市电：输入指标：输入电压标准及范围：220/
19、380VAC15%输入频率及范围：50HZ10%输入功率因素：0.80.99，功率因素越低，输入无功功率大，谐波电流污染电网越严重，会影响干扰其他设备。UPS负载：输出/整机指标：1、输出电压标准及精度：220/380VAC1%2、输出频率标准及精度：50HZ0.01%3、输出功率因素：0.714、输出过载/抗短路能力：125%额定电流，10min；150%额定电流，60s5、三相不平衡能力：100%不平衡负载，电压不均衡 5%6、噪音：50-75dB7、环境指标：温度0+40，相对湿度95%05 UPS的性能指标 05 UPS的性能指标 常见单位： 有用功率W（瓦特）：是保持用电设备正常运行
20、所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。 无功功率Var （乏）：是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率，它不对外作功。 视在功率VA（伏安）：视在功率 2 = 有用功率 2 + 无用功率 2 功率因素=有用功率/视在功率。06UPS铭牌参数06 UPS铭牌参数 品牌：型号：串号：交流输入：UPS输出：直流输入：06 UPS铭牌参数 品牌：型号：串号：交流输入：UPS输出：直流输入：06 UPS铭牌参数 品牌：型号：串号：交流输入：UPS输出：直流输入：06 UPS铭牌参数 品牌：型号：串号：交流输入：UPS输出：直流输入：06 UPS铭牌参数 品牌：型号：串号：交流输入：UPS输出：直流输入：06 UPS铭牌参数 小结不论是什么UPS，他们的一些重要参数都是可以找到的，就像刚才看到的那几张铭牌一样，品牌、型号、串号、交流输入、UPS输出、直流输入都是可以找到的。这是我们最直观的了解UPS的方式。问题p 什么是UPS？p 为什么要用UPS？p UPS的工作原理是什么？p UPS的分类有哪些？p UPS有哪些重要的性能指标参数？谢谢，欢迎大家批评指正不间断电源（UPS）