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1、Uninterrupted Power SystemUninterrupted Power System不间断供电系统不间断供电系统美国电力转换公司美国电力转换公司今日议题今日议题UPS 电源的市场情况电源的市场情况UPS 电源基本分类电源基本分类UPS基本配置方式基本配置方式设计设计/维护电源系统中的一些问题维护电源系统中的一些问题行业新技术行业新技术/发展方向发展方向讨论讨论今日议题今日议题UPS 电源的市场情况电源的市场情况UPSUPS电源的发展历史电源的发展历史UPSUPS电源的发展历史电源的发展历史1,1,第一代动态第一代动态UPSUPS电源电源交流交流电动机电动机交流交流发电机发电
2、机惯惯性性飞飞轮轮负载负载市电市电1946年，第一台电子计算机问世。年，第一台电子计算机问世。UPS电源应运而生电源应运而生UPSUPS电源的发展历史电源的发展历史2,2,第二代动态第二代动态UPSUPS电源电源整流整流器器直流电动直流电动机机交流发电交流发电机机负负载载电电池池组组市市电电UPSUPS电源的发展历史电源的发展历史3,3,第一代第一代静态静态UPSUPS电源传统双变换电源传统双变换UPSUPS负载负载电池组电池组市电市电整流器整流器/ /充电器充电器逆变器逆变器UPSUPS电源的发展历史电源的发展历史3,3,第一代第一代静态静态UPSUPS电源传统双变换电源传统双变换UPSUP
3、S负载负载电池组电池组静态旁路静态旁路维修旁路维修旁路市电市电整流器整流器/ /充电器充电器逆变器逆变器在线式在线式on Line后备式后备式off LineUPSUPS基本功能基本功能定义定义后备式后备式UPSWhat is a UPS ?Input voltageOutput voltagecriticalUPS在线式在线式UPSWhat is a UPS ?Input voltageOutput voltageRA AM ME ER RI IC CA AN N P PO OW W E ER R C CO ON NV VE ER RS SI IO ON NSilcon DP300Eon-l
4、ineWhat is a UPS ?静态静态UPSUPS中的不同电路结构介绍中的不同电路结构介绍后备式：后备式： 结构简单、功率小、成本低、适合家用和低端商用系统结构简单、功率小、成本低、适合家用和低端商用系统在线互动式：在线互动式： 结构简单、功率中等、输出品质好、适合家用和商用系统结构简单、功率中等、输出品质好、适合家用和商用系统三端口（在线）式：三端口（在线）式： 非线性调整原理、大功率、商用系统、但输入特性差非线性调整原理、大功率、商用系统、但输入特性差双变换在线式：双变换在线式： 结构复杂、大功率、商业和工业应用、输入性能较差、输出能力稍低结构复杂、大功率、商业和工业应用、输入性能较
5、差、输出能力稍低Delta Delta 在线式：在线式： 结构复杂、大功率、商业和工业应用、输入输出性能优越结构复杂、大功率、商业和工业应用、输入输出性能优越What is a UPS ?后备式后备式UPSUPS 输出转换开关Vi Vout DC AC 智能调压充电器组成： 逆变器逆变器; ; 充电器充电器; ; 智能调压机构智能调压机构; ;UPSWhat is a UPS ?后备式后备式UPSUPS特点： 单变换器; 输出电性能指标一般,但能满足负载要求; UPS不对电网产生附加干扰公害,可靠性高; 主要用在小功率UPS领域功能： 市电正常时，UPS逆变器不工作，市电通过智能调压直接向负载
6、供电，同时市电通过充电器给电池充电 市电掉电后，电池通过逆变器向负载供电 市电电池转换时，输出电压存在转换时间What is a UPS ?在线互动式在线互动式UPSUPSVin Vout 智能调压 ACDC特点： 单逆变器，可双向工作; 输出电性能指标一般，但能满足负载要求; UPS不对电网产生附加干扰公害; 可靠性高; 用于15KVA UPS功能： 市电正常时，UPS逆变器工作在整流状态，向电池充电，市电通过智能调压直接向负载供电; 市电掉电后，逆变器转为逆变状态，电池通过逆变器向负载供电; 市电电池转换时，输出电压有转换时间，但小于后备式的转换时间UPS三端口三端口( (单变换单变换)
7、)式式UPSUPS组成： 单逆变器单逆变器/ /充电器充电器 线性变压器线性变压器 静态旁路静态旁路 Vin V out AC DCUPS三端口三端口(单变换单变换)式式UPSVin Iin Iiv Iout Vout AC DCVLIin = Iout + IivVL VoutVLVin 三端口三端口( (单变换单变换) )式式UPSUPS特点： 在线式工作,输出电性能指标高 输入电路有50Hz工频电感，利用输入电压和电感电压的相移稳定输出电压，因此输入功率因数低 可靠性一般功能： 市电正常时，逆变器随时在监视并参与对输出电压的调整，是在线式UPS 市电掉电后，电池通过逆变器(处于单向逆变状
8、态)向负载供电 市电电池转换时，输出电压没有切换时间 逆变器故障时，市电转旁路向负载供电传统双变换在线式传统双变换在线式UPSUPS DC AC AC DC特点： 双逆变器; 输出电性能指标高; 输入端ACDC变换器是整流电路,对电网产生严重的干扰公害; 两个变换器始终在100%负载功率下工作，整机效率低，输出能力有局限，可靠性一般功能： 市电正常时，市电经过ACDC和DCAC两次变换后向负载供电，DCAC随时在监测并参与对输出电压的调整，是在线式工作 市电掉电后，电池通过DCAC逆变器向负载继续供电 市电电池转换时，输出电压没有切换时间 当负载过载或逆变器故障时，市电转旁路维持向负载供电Vi
9、nVinVoutVoutUPSRA AM ME ER RI IC CA AN N P PO OW WE ER R C CO ON NV VE ER RS SI IO ON N AC DCACDCVinVout特点： 双逆变器 输出电性能指标高 逆变器随时都交替工作在整流和逆变状态 对电网输入端不存在任何干扰公害 市电存在时，两逆变器都工作在轻载状态，效率高，输出能力强，可靠性高功能： 市电正常时，市电经第一个逆变器线性补偿后向负载供电，两个逆变器随时在监视并参与对输出电压的调整，是在线工作; 逆变器(II)同时负责吸收负载电流的无功和谐波成份，保证输入电流为正弦波; 市电掉电后，电池通过逆变器
10、(II)向负载供电; 市电电池转换时，输出电压没有切换时间; 负载过载或逆变器故障时，市电转旁路向负载供电高频双向变换串并联补偿式高频双向变换串并联补偿式DeltaDelta逆变式逆变式后备式后备式在线互动在线互动式式三端口式三端口式传统传统双变换式双变换式串并联补偿串并联补偿在线式在线式逆变器个数逆变器个数11122逆变器工作状态逆变器工作状态冷备用冷备用热备用热备用在线在线在线在线在线在线调压方式调压方式智能线智能线性调压性调压智能线性智能线性调压调压输入输出相输入输出相移调压移调压逆变调压逆变调压逆变调压逆变调压输入功率因数输入功率因数不附加不附加失真失真不附加不附加失真失真最低最低（与
11、负（与负载无关）载无关）低低（与负载（与负载无关）无关）最高最高 0.99（与负载无（与负载无关）关）输出性能指标输出性能指标一般一般一般一般高高高高高高市电故障转换时市电故障转换时间间10ms4ms000逆变器可靠性逆变器可靠性高高高高低低低低较高较高输出能力输出能力强强强强强强一般一般强强效率效率高高高高高高一般一般高高各种结构形式各种结构形式UPS的区别的区别UPS的典型配置方式的典型配置方式 单机配置 双机/多机并联配置 独立电池方式 共用电池方式 UPS与柴油发电机的组合配置 双总线配置单机形式单机形式市电市电负载DP300ESBP配电盘电池架MCCB/保险丝单机系统单线图单机系统单
12、线图市电市电SBPMCCB/保险丝电池Q003Q002Q001负载DP300E配电盘并机系统并机系统1+1 或 N+1冗余并机系统提供高于单机系统的可靠性市电市电DP300EDP300ESBP配电盘配电盘MCCB/保险盒保险盒MCCB/保险盒保险盒电池架电池架电池架电池架负载负载并机系统单线图并机系统单线图Mains市电市电SBPQ001aQ001bQ003Q002aQ002bQ004电池电池MCCB/保险盒保险盒DP300EDP300E 负载负载配电盘配电盘共用电池组并联系统共用电池组并联系统市电市电配电盘配电盘负载负载DP300EDP300ESBPMCCB/保险盒保险盒 电池架电池架共用电
13、池组并联系统共用电池组并联系统市电市电SBPDP300EMCCB/保险丝保险丝DP300EQ001aQ001bQ003Q004Q002aQ002b电池电池负载负载配电盘配电盘与柴油发电机与柴油发电机/第第2路市电的配合路市电的配合配电盘配电盘DP300EMCCB/保险盒保险盒电池架电池架SBP电池架电池架MCCB/保险盒保险盒DP300E输入控制板输入控制板市电市电柴油发电机柴油发电机负载负载系统单线图系统单线图市电市电SupplyG柴油发电机柴油发电机输入控制板输入控制板SBPQ001aQ001bQ003Q002aQ002bQ004DP300E电池电池MCCB/保险盒保险盒DP300E负载负
14、载配电盘配电盘端到端电源保护系统端到端电源保护系统, 实现实现99.999%的高可用性的高可用性UPS A2480KVAQ2aQ2a+-UPS A3480KVAQ3aQ2a+-UPS A4480KVAQ4aQ2a+-UPS A5480KVAQ5aQ2a+-UPS A1480KVAQ1aQ2a+-PDUA2PDUA3PDUA4PDUA5PDUA6PDUA7PDUA8PDUA9PDUA10PDUA11spare1spare2XMER A, D-Y380/380V, 50HzK20PDUA1,225KVAMSB1SBP1UPS A2480KVAQ4BQ2B+-UPS A3480KVAQ3BQ2B+-
15、UPS A4480KVAQ2BQ2B+-UPS A5480KVAQ1BQ2B+-UPS A1480KVAQ5BQ2B+-PDUB2PDUB3PDUB4PDUB5PDUB6PDUB7PDUB8PDUB9 PDUB10 PDUB11spare1 spare2XMER A, D-Y380/380V, 50HzK20PDUB1,225KVAMSB2SBP2.B84B2B1TVSSB84B2B1TVSS.EQUIPMENT WITHSINGLEPOWER SUPPLYEQUIPMENT WITHDUAL POWER SUPPLYSUPPLY ASUPPLY BREDUNDANT SWITCHRACK数据
16、中心数据中心的双总线配电系统的双总线配电系统负载总量负载总量1600KVASource ASource B配电柜配电柜A1A1配电柜配电柜B1B1UPS A区区, 4x400KVAUPS B 4x400KVAUPS输出柜输出柜AUPS输出柜输出柜B机架机架No.1双母线冗余系统双母线冗余系统采用两套具有冗余的能力UPS系统进行供电双重母线冗余系统更高的可靠性要求，例如IDC数据中心可以满足单输入类负载、双输入负载的供电要求UPS的配置形式的配置形式SUPPLYFROM PDU ASUPPLYFROM PDU B单电源负载双电源负载SUPPLY ASUPPLY BREDUNDANT SWITCH
17、机柜.B48B2B1TVSS.B48B2B1TVSSPDU APDU B单电源负载分配单电源负载分配双总线供电系统的同步跟踪双总线供电系统的同步跟踪Diesel GeneratorISUloadSTSISUUPS Block AUPS Block BUPS的配置与设计的配置与设计 根据负载特性合理选择UPS类型 供电特点/频率敏感 当地电网特点 实际可用性需求决定了UPS配置形式 可用性与可靠性 电池结构配置 电池配置 柴油发电机与软启动 其它附加装置的选择 负载功率的计算（确定负载功率的计算（确定UPSUPS功率）功率） 几个概念几个概念线性、非线性负载线性、非线性负载相移、负载功率因数相移
18、、负载功率因数视在功率、有功功率、无功功率视在功率、有功功率、无功功率机房供电容量设计机房供电容量设计感性负载（滞后）容性负载（超前）时间 t 表示相应的相移角度，上例中的相移角度为 90o电压电流电压电流tt相相 移移视在功率 = 电压 x 电流 kVA有功功率 = 电压 x 电流 x PF（功率因数） kWPF = P Power F Factor = 有功功率 / 视在功率(视在功率)2 =(有功功率) 2 +(无功功率) 2有功有功/ /无功、视在功率无功、视在功率电流和电压间没有相差功率电流电压电流和电压间有相差功率电流电压关于负载功率因数关于负载功率因数, IT公司如是说公司如是说
19、.HP HPNetserver, HP9000 L-Class IBMNetfinity/5500 8500r, AS/400, RS6000,S390 CompaqProliantDellPoweredge 4300/6300EMCSymmetrix 3000/5000所有这些IT设备, 输入功率因数已达到0.96或以上根据负载特性选择根据负载特性选择UPS类型类型 供电特点 计算机类负载 后备、在线互动、双变换在线、Delta均可 医疗、精密仪器、含有转动部件类 双变换在线、Delta 具有PFC校正功能的负载 UPS输出应为正弦波 频率敏感 当地电网特点确定确定UPS配置形式配置形式 实
20、际可用性要求决定配置形式 单机配置 并机配置 双总线何为可用性何为可用性定义定义怎样设计怎样设计?MTBF-Mean Time Between Failure （平均无故障时间）（平均无故障时间）MTTR-Mean Time To Repair（平均维护时间（平均维护时间） MTBF MTBF+MTTRA=提高可用性的途径MTBF Redundancy 冗余冗余 MTBFMTTR Modularizing模块化模块化 MTTRMTBFMTBF+MTTR( 5min/yr=? )A=提高热更换能力增加冗余环节单机冗余热更换单机传统UPS两个单台大机并机模块化 冗余 热更换模块化未冗余冗 余 并
21、机形式 1+1并机系统2+1并机系统3+1并机系统4+1并机系统UPS单机输出功率/负载功率UPS单机输出功率等于负载标称功率的100%UPS单机输出功率等于负载标称功率的50%UPS单机输出功率等于负载标称功率的33.3%UPS单机输出功率等于负载标称功率的25%UPS单机实际 运 行 功率UPS单机运行功率等于负载标称功率的50%UPS单机运行功率等于负载标称功率的33.3%UPS单机运行功率等于负载标称功率的25%UPS单机运行功率等于负载标称功率的20%整个UPS系统 最 大 输出能力200%负载标称功率150%负载标称功率133.3%负载标称功率125%负载标称功率整个UPS系统的M
22、TBF为单台UPS MTBF的倍数 14 5.3 3.1 2.05注：MTBF数值来源于：MILHDBK217C and Reliablity Engineering ,1997年冗余系统与冗余系统与MTBF的关系的关系假定单机（包括旁路）的可靠度P=0.98,则：双机并联不冗余：P=0.98x0.98=O.9604双机并联1+1冗余：P=1-(1-0.98 ) (1-0.98 )=0.9996三机并联2+1冗余：P=1-(1- 0.98x0.98) (1-0.98 )=0.99921三机并联1+2冗余：P=1-(1- 0.98x) (1-0.98 ) (1-0.98 ) =0.999998四
23、机并联3+1冗余：P=1-(1- 0.98x0.98 x0.98) (1-0.98 )=0.998824四机并联2+2冗余：P=1-(1- 0.98x0.98 ) (1-0.98 ) (1-0.98 ) =0.9999842四机并联1+3冗余：P=1-(1- 0.98) (1-0.98 ) (1-0.98 ) (1-0.98 ) =0.9999991五机并联4+1冗余：P=1-(1- 0.98x0.98 x0.98 x0.98) (1-0.98 )=0.9922五机并联3+2冗余：P=1-(1- 0.98x0.98 x0.98 ) (1-0.98 ) (1-0.98 ) =0.99997五机并
24、联2+3冗余：P=1-(1- 0.98x0.98 ) (1-0.98 ) (1-0.98 ) (1-0.98 ) =0.9999953五机并联1+4冗余：P=1-(1- 0.98) (1-0.98 ) (1-0.98 ) (1-0.98 ) (1-0.98 ) =0.9999999冗余系统与可靠度的关系冗余系统与可靠度的关系供电系统设备的可靠性系统可能出现的停机时间（小时/年） 99.0%87.60 99.1%78.54 99.2%70.08 99.3%61.32 99.4%52.56 99.5%43.80 99.6%35.04 99.7%26.28 99.8%17.52 99.9%8.76
25、99.999%5.26分钟/年 系统的可靠性与停机时间的关系系统的可靠性与停机时间的关系 决定电池后备时间的因素决定电池后备时间的因素实际负载率实际负载率UPSUPS配置方式（是否冗余）配置方式（是否冗余）市电路数及质量市电路数及质量场地、承重场地、承重其他后备电源（例如柴油发电机）其他后备电源（例如柴油发电机）电池后备时间的合理选择电池后备时间的合理选择 需要参数需要参数UPSUPS功率、机型、直流工作电压功率、机型、直流工作电压负载量、功率因数负载量、功率因数备选电池参数备选电池参数 恒电流恒电流/ /恒功率放电技术参数恒功率放电技术参数 尺寸、重量、寿命尺寸、重量、寿命后备电池容量的确定
26、后备电池容量的确定 适用于后备时间要求适用于后备时间要求111小时小时 计算过程：计算过程：根据实际负载量、功率因数、电池组单体数量求出电根据实际负载量、功率因数、电池组单体数量求出电池单体放电电流值池单体放电电流值方法二：恒电流计算法方法二：恒电流计算法根据计算出的电流值查找电池放电电流表格，确定电根据计算出的电流值查找电池放电电流表格，确定电池容量池容量效率电池直流电压并机数负载功率UPSUPSKW)(单机电池放电电流：单机电池放电电流： 例二：例二：方法二：恒电流计算法方法二：恒电流计算法已知参数：已知参数：后备时间要求后备时间要求2 2小时；负载功率：小时；负载功率：80KW(100K
27、VA PF=0.8) UPS放电效率：放电效率：0.95/50%负载负载 0.96/75%负载负载 0.967/100%负载；负载；UPS电池组电池个数：电池组电池个数： 64节节12V电池电池 直流电压直流电压2x384Vdc100AH/12V100AH/12V电池电池120120分钟放电电流分钟放电电流LibertyGNB阳光阳光霍克霍克43A/Cell46A/Cell41A/Cell45A/Cell电池放电电流参数：电池放电电流参数：GNB阳光阳光霍克霍克Liberty Liberty 2.52.32.72.7CellAKW/2.10995.0768180可见实际所需的容量为可见实际所需
28、的容量为250-270250-270AH，经济原则选取，经济原则选取200AH的电池组（的电池组（1 128节节100AH/12V电池单体），合计电池单体），合计1 128节。节。所需电池放组数：所需电池放组数：柴油发电机的配置与软启动100 kWSilcon DP300E130 kVA谐波谐波 3%1.3倍倍100 kVALegacyUPSDIESEL200 - 400 kVA谐波谐波 30%2-4倍倍输入电流谐波的影响CH 1:UPS 输入电压CH 2:UPS 输入电流CH1CH2 油机输出负载为纯电阻性负载,功率因数 为0.99，输出电流谐波成份3%APC SilconLiebert 6
29、00TMGE EPS6000Powerwarw 9315软启动功能软启动功能CH 1: 输入电流0-100%慢启动CH 2: 柴油机输出频率的变化CH1CH2UPS ： Silcon 480KVA/480KW油机 ： 625KVA/500KW 慢启动时间： 10秒，2HZ/S负载： 500kW，负载变化： 0100%油机频率变化： 0.25HZ注意：输入电流逐渐加，经 过80-100ms后。才 达到稳定值0-100 % 负载变化负载变化 100 %-0 负载变化负载变化 注意：输入电流逐渐减小， 经过80-100ms后。 才达到稳定值负载突变过程波形负载突变过程波形其它附件问题其它附件问题 输
30、入滤波器 6/12脉冲整流系统 UPS输入功率校正电路 输入/输出变压器 隔离/输出 防雷器件 监控软件各种电路结构各种电路结构UPS输入电流波形比较输入电流波形比较输入输入电流电流十二相十二相整流整流输入输入UPS输入输入电压电压输入输入电流电流Delta逆变逆变UPS 输入输入电压电压输入输入电流电流单向单向整流整流输入输入UPS输入输入电压电压输入输入电流电流PFC整流整流输入输入UPS输入输入电压电压六相六相整流整流输入输入UPS输入输入电压电压输入输入电流电流失真情况失真情况与负载的关系与负载的关系后备式后备式不附加功率因数和谐不附加功率因数和谐波失真波失真输入功率因数等于负载功率输
31、入功率因数等于负载功率因数因数在线互动式在线互动式同上同上同上同上传统双变换在线式传统双变换在线式UPS 本身产生严重的本身产生严重的功率因数和谐波失功率因数和谐波失真真,PF=0.8THDI=30%输入功率因数失真由输入功率因数失真由 UPS本身产生，当线性负载时本身产生，当线性负载时,输入仍然失真输入仍然失真 双变换串并联双变换串并联 补偿在线式补偿在线式有良好的谐波隔离作有良好的谐波隔离作用用既使负载有功率因数和谐波既使负载有功率因数和谐波失真，输入功率因数仍保证失真，输入功率因数仍保证为为 0.99,谐波成份谐波成份30% 输入功率因数 10% 输入功率因数 0.95问题：1 增加附加
32、滤波设备 2 只能对某些次数确定的谐波有效果（6脉冲整流器选用5次 谐波滤波器，12脉冲整流器选用11次滤波器） 3 经常出现振荡现象 4 输入存在较大的无功电流，增大系统配电设备传统双变换传统双变换UPS输入滤波输入滤波IGBT Based PFC 整流器整流器 对对UPS前面的配电系统无干扰前面的配电系统无干扰 系统输入谐波电流系统输入谐波电流THDI 0.99 100% 与柴油发电机匹配与柴油发电机匹配 在电气安装成本上节省高达在电气安装成本上节省高达20% 符合符合 IEC 61000-3-4关于谐波的国际标准关于谐波的国际标准 MGE 2000年新产品 Galaxy 3000系列产品
33、采用IGBT整流器 Powerware 2000年新产品9340系列产品采用IGBT整流器 大部分的日本品牌UPS都已采用IGBT整流器 (例如Hitachi, Misubishi.) 华为技术通讯电源均采用同样PFC技术 APC申请专利的Delta变换UPS于1993年开始使用此种IGBT技术, 目前全世界已有1百万用户, 而中国大陆年均1000台Silcon装机量! 80 80KVA KVA 130K VA 130K VAM G E UPS SYSTEMS输入变压器输入变压器三相全桥可控整流 输入输入变压器平衡电感三相全桥可控整流三角型星型星型输出变压器输出变压器隔离变压器隔离变压器 隔离
34、变压器的作用 使供电系统与上一级隔离（相线、零线） 具有一定的浪涌吸收能力、协波吸收能力 无法实现对人员安全保护方面的功能 无法隔离高频、差模干扰 在大功率UPS系统中隔离变压器仅具有隔离功能 解决零地电压问题 解决中性线隔离问题 吸收 3、5次协波隔离变压器隔离变压器 使用隔离变压器的其他原因 由于UPS结构不同，必须在输出端加装变压器，将逆变器输出进行升压 采用全桥结构逆变器，必须使用变压器作为输出级 为了提高输入功率因数、降低输入谐波电流，在输入级加装12脉冲整流，需要输入隔离变压器全桥逆变器1、单组电池，单电压。2、需要变压器实现三相输出。3、三相互相影响。半桥逆变器1、2组电池，双电
35、压。2、直接输出，不需要变压器。3、三相互不影响。N全桥全桥/半桥逆变器半桥逆变器具有其正隔离作用的具有其正隔离作用的UPS隔离变压隔离变压器器 电力电子设备高频化带来的好处有以下几个方面 减小体积、重量，可明显地降低成本 降低元器件损耗，提高工作效率 有利于改善和增加新的控制功能，改善动态特性 当工作频率超过音频时，可明显地降低工作噪声 在结构上容易实现集成化和模块化，可有效提高设备的可用性在在UPSUPS设备中去掉工频变压器是电路设备中去掉工频变压器是电路技术的一种进步技术的一种进步 雷击的实质雷击的实质在微秒级内的瞬间高压、大电流冲击在微秒级内的瞬间高压、大电流冲击 防雷器的标准防雷器的
36、标准IECIEC（国际电工委员会）推荐采用分区防雷理论（国际电工委员会）推荐采用分区防雷理论防雷器可以分为防雷器可以分为B B、C C、D D三级三级 UPSUPS不该作为防雷器使用不该作为防雷器使用一般一般UPSUPS具有一定的防雷能力具有一定的防雷能力UPSUPS前级应该安装前级应该安装B B、C C级防雷装置保护级防雷装置保护UPSUPS防雷措施的选择 UPS系统仅能够抵抗C/D级的雷击波 对于高于C级的反雷要求，应在配电前端配置浪涌抑制、防雷装置 不应忽略来自信号传输线路上的感应雷击 不具有良好的地线，往往由于防雷设备引起地电位回击损坏设备UPS本身并不具有防雷能力本身并不具有防雷能力
37、 良好的地线决定防雷击的效果良好的地线决定防雷击的效果接地方式接地方式接地电阻接地电阻 选择低残压类型防雷器选择低残压类型防雷器220V/320V/1.6KV220V/320V/1.6KV防止地电位回击防止地电位回击防雷措施的选择 零地电压的产生：零地电压的产生：配电距离配电距离负载不平衡造成零线电流负载不平衡造成零线电流高次电流谐波高次电流谐波 解决方式解决方式隔离变压器隔离变压器零地电压的控制UPS选配中的几个误区选配中的几个误区 负载需要不间断的供电 双变换在线式就是最好的 UPS的输出频率稳定度 UPS的输入电压范围 内置/外置维修旁路计算机类（开关整流电源）负载的实际电流波形计算机类
38、（开关整流电源）负载的实际电流波形从严格的意义上来说，不存在计算机用的不间断交流电源从严格的意义上来说，不存在计算机用的不间断交流电源计算机类（开关整流电源）负载的输入电流中含有大量的谐波成分计算机类（开关整流电源）负载的输入电流中含有大量的谐波成分! !负载的实际电流波形负载的实际电流波形 能量经过两次能量经过两次100%的变换，总效率低，约为的变换，总效率低，约为85%-94%. 能量是单方向流动的。整流器逆变器均为单方向工作的能量是单方向流动的。整流器逆变器均为单方向工作的变换器。变换器。整流整流/充电器充电器逆变器逆变器电池电池传统双变换传统双变换UPSUPS电源的不足电源的不足+极极
39、一极一极380V 传统的三相可控硅整流器输入功率因数为传统的三相可控硅整流器输入功率因数为0.8-0.85,输入谐波电流为输入谐波电流为25-33%. 如需要更好的输入参数，需要增加特殊的滤波器或如需要更好的输入参数，需要增加特殊的滤波器或12脉冲整流器脉冲整流器 整流出来的直流母线电压低，整流出来的直流母线电压低，480V. 目前部分目前部分40KVA以上的以上的UPS也和大多数也和大多数100KVA以上的传统双变换以上的传统双变换UPS还是采用可控硅整流器，还是采用可控硅整流器，可控硅整流器的不足可控硅整流器的不足正极正极负极负极输 出 滤输 出 滤波 器 和波 器 和隔 离 变隔 离 变
40、压器压器 直流电压工作范围在直流电压工作范围在320-480V320-480V之间。只能采用三相全桥。之间。只能采用三相全桥。 必需加输出变压器，否则无法工作。必需加输出变压器，否则无法工作。 过载能力差，过载能力差，150%150%， 10-3010-30秒。秒。 负载功率因数为负载功率因数为0.7-0.80.7-0.8，其他负载要降容使用。，其他负载要降容使用。逆变器的不足逆变器的不足所有的所有的UPS都不稳频都不稳频 电池逆变供电的情况下，所有UPS都是稳频的由于采用内部晶振，可以达到同样高的频率稳定精度 市电供电的情况下逆变器工作频率都必须跟踪市电频率只有传统双变换UPS的逆变器可以在
41、自振频率下工作，使输出电压有较高的频率稳定度，但是，因为此时逆变器工作频率没有跟踪市电频率，一旦负载过载、逆变器故障、机内温度过高等故障发生，UPS只能停机而不能转旁路，实际上，所有的UPS在市电供电的情况下逆变器工作频率都必须跟踪市电频率，否则就是进入故障状态。 市电时，UPS不应该工作于稳频的状态UAUBC0UC（a） 输入整流器t1t2t3（b）导通时间关系Ut2Ut3t1t（c）输出电压幅度Ut1t2t3UUPS输入电压范围输入电压范围输入电压可以是380V（1+30%）的UPS，是为了商业的目的而提出的，可并没有考虑到整流器失控的情况，万一整流器由于温度太高、位移电流太大或其它原因而
42、变为普通整流器（这种情况并不罕见），这时的整流电压就可高达697V，可一举将电容击穿 滤波电容C的耐压高低就决定了输入电压的上限值UPS输入电压范围输入电压范围过低的电压下限：造成整流元件电流增大，发热增大，降低可靠性和寿命直流母线电压下降，使逆变器输出波形失真度增加，UPS能提供的峰值电流下降 整流桥的电流值就决定了输入电压的下限值U0ULIminI整流器电压-电流关系UhI0ImaxUUPS旁路系统旁路系统 主机已内置静态旁路开关 外置维修旁路的作用： 故障时的系统应急供电 为UPS维修提供隔离 通过与主机的通讯，避免误操作 维修旁路开关 实质是一组开关柜（大功率UPS系统中 ） 由开关和
43、母排组成 可以由客户在配电系统中实现其主要功能维修旁路的主要功能维修旁路的主要功能 维修旁路提供在UPS全面检修时，客户负载的不间断供电 提供维护人员额外的安全性 提供其他例如防止误操作、不间断并机增容维修旁路的工作原理维修旁路的工作原理 必须与机内静态旁路开关配合使用 实质上时一条备用供电通路维修旁路开关的形式维修旁路开关的形式 内置式 外置式MainsSupplyDP300E维修旁维修旁路路Distribution PanelLoadsQ003Q001Q002内置内置/外置维修旁路外置维修旁路 内置维修旁路 联线简单，适合于单机配置 操作方便，便于实现连锁。 无法满足不断电维修的要求，不能
44、应用于并机系统中 并机型维修旁路开关 联线复杂，增加额外的成本 型号复杂，增加额外的面积要求 同样能够实现连锁 可以实现冗余/增容 维修旁路开关的选择应一步到位，以满足系统发展的需求 需进行面积、承重校核 满足用户不断电维修的要求，甚至在线换机外置式维修旁路利大于弊！外置式维修旁路利大于弊！与主流厂商平台的与主流厂商平台的软件集成软件集成Comms System隔离变压器双路互锁、联络设备自动投切转换开关 (ATS), 选择最佳输入本地柴油发电机组防雷装置升降压变压器+输出分配开关柜升/降压变压器or静态转换开关 (STS)冗余配置方式可选配置如果负载要求电压与UPS输出不一致关键电子设备系统
45、关键电子设备系统“Core” UPS System“Downstream”“Upstream”IT System市电市电 1市电市电 2标准布局配电设备或用户化现场布局 Servers Routers Switches机架前端分配柜机架内电源分配&切换开关设备机柜维修旁路/系统静态旁路UPS电池、电池开关、电缆部分UPS输入配电开关柜输出配电柜自动控制 + 并车系统 DC System DC 输出输出 AC input控制输入配电开关柜输出配电柜电池电池开关整流模块整流模块交换机路由器紧急关机系统 (EPO)远程监控(硬件和软件)数据中心的基建数据中心的基建远程电源分配控制器远程电源分配控制器
46、：Master Switch一种通过网络远程控制的电源插座一种通过网络远程控制的电源插座特别适合用于对网络设备的控制特别适合用于对网络设备的控制 MD5安全性能安全性能 多用户帐号多用户帐号 APC 标准标准WEB界面界面 顺序通电顺序通电MasterSwitch - 标准性能标准性能请您的客户上网试用请您的客户上网试用: 为为IT机房设计的机柜内电源分配单元机房设计的机柜内电源分配单元20A in, 16 NEMA 5-15 out (AP9221)16A in, 8 IEC C-13 out (AP9222)Master Switch特点:用户定制插座管理远程计算机控制电流监视可视化声光报警0 “U”空间占用单控制器可以级联4个插座MasterSwitch 管理界面管理界面电流监视读数电流监视读数MasterSwitch 管理界面管理界面允许客户进行插座之间允许客户进行插座之间的同步设置的同步设置MasterSwitch 管理界面管理界面设置整体控制设置整体控制欢迎与我们联系: 010-85299888 ext.6069 8008100160