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1、UPS学习主讲人唐登峰目录一UPS的定义二UPS的组成三UPS的分类四UPS的选配五UPS蓄电池六UPS安装与维护一UPS定义vUPS的中文意思为“不间断电源”，是英语“UninterruptiblePowerSupply”的缩写，它可以保障计算机系统在停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘，使您不致因停电而影响工作或丢失数据。它在计算机系统和网络应用中，主要起到两个作用：一是应急使用，防止突然断电而影响正常工作，给计算机造成损害；二是消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电线噪声和频率偏移等“电源污染”，改善电源质量，为计算机系统提供高质量的电源。目前市电存在的一些问题市市电电中中
2、断断：市电中断通常是指市电输出零电压，并持续两个周期以上。市电中断的原因主要有配电空气开关跳闸、供电回路短路、电源设备故障等等。电电压压浪浪涌涌：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。电电压压波波形形下下陷陷：电源电压低于80-85%额定值且持续一个或多个周波称为电压波形下陷，通常是由大功率用电设备的启动冲击造成。高高压压尖尖脉脉冲冲：由闪电、电子开关、电焊设备、静电放电等原因造成，高压脉冲峰值电压可高达6000V，持续时间一般为5个周波。瞬瞬态态高高压压：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
3、达20000V，持续时间为5个周波谐谐波波干干扰扰：由整流设备、电动机、继电器、通信设备、电焊机等产生的。频频率率漂漂移移：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。持持续续高高低低压压：电网持续高压或者是持续低压主要是由于电网变压器或者是电力线路容量有限，且电网变压器性能不佳，电网负荷过大或者是电网负荷过小的原因造成。二UPS组成从基本应用原理上讲，UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件，稳压稳频输出的电源保护设备。主要由整流器、蓄电池、逆变器和静态开关等几部分组成。2.1整流器v整流器：整流器是一
4、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：第一，将交流电（AC）变成直流电（DC），经滤波后供给负载，或者供给逆变器；第二，给蓄电池提供充电电压。因此，它同时又起到一个充电器的作用；蓄电池v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：v1.当市电正常时，将电能转换成化学能储存在电池内部。v2.当市电故障时，将化学能转换成电能提供给逆变器或负载；逆变器v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；静态开关v静态
5、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（SCR）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。分为转换型和并机型两种。转换型开关主要用于两路电源供电的系统，其作用是实现从一路到另一路的自动切换；并机型开关主要用于并联逆变器与市电或多台逆变器。三UPS分类vUPS按工作原理分成后备式、在线式与在线互动式三大类：v后备式后备式UPS是我们最常用的，如山特TG系列，它具备了自动稳压、断电保护等UPS最基础也最重要的功能，虽然一般有10ms左右的转换时间，逆变输出的交流电是方波而非正弦波，但由于结构简单而具有价格便宜，可靠性高等优点，因此广泛应用于微机、外设、POS
6、机等领域；后备式后备式UPSv特点：特点：后备式后备式UPS在有市电时仅对市电进行稳压，逆变器在有市电时仅对市电进行稳压，逆变器不工作，处于等待状态，当市电异常时，后备式不工作，处于等待状态，当市电异常时，后备式UPS会迅速会迅速切换到逆变状态，将电池电能逆变成为交流电对负载继续供切换到逆变状态，将电池电能逆变成为交流电对负载继续供电，因此后备式电，因此后备式UPS在由市电转逆工作时会有一段转换时间，在由市电转逆工作时会有一段转换时间，一般小于一般小于10ms在线互动式在线互动式UPSv特点：特点：是山特、APC等厂商提供在线的，同后备式相比较，在线互动式具有滤波功能，抗市电干扰能力很强，转换
7、时间小于4ms，逆变输出为模拟正弦波，所以能配备服务器、路由器等网络设备，或者用在电力环境较恶劣的地区；尤其四通MD系列的UPS，价格又远低于在线式，是应该向用户大力推荐的一种更好的选择.3.2在线互动式在线互动式UPSv所谓在线互动式UPS，是指在输入市电正常时，UPS的逆变器处于反向工作给电池组充电，在市电异常时逆变器立刻投入逆变工作，将电池组电压转换为交流电输出，因此在线互动式UPS也有转换时间。在线互动UPS的保护功能较强，逆变器输出电压波形较好，一般为正弦波，而其最大的优点是具有较强的软件功能.在线式在线式UPS特点：特点：结构较复杂，但性能完善，能解决所有电源问题，如山特C系列，其
8、显著特点是能够持续零中断地输出纯净正弦波交流电，能够解决尖峰、浪涌、频率漂移等全部的电源问题；由于需要较大的投资，通常应用在关键设备与网络中心等对电力要求苛刻的环境中在线式在线式UPS在线式在线式UPS开机后逆变器始终处于工作状态，开机后逆变器始终处于工作状态，因此在市电异常转电池放电时没有中断时间，因此在市电异常转电池放电时没有中断时间，即即0中断。中断。四UPS的选配v我应该配备什么样的UPS根据设备的情况、用电环境以及想达到的电源保护目的，可以选择适合的UPS；例如对内置开关电源的小功率设备一般可选用后备式UPS，在用电环境较恶劣的地方应选用在线互动式或在线式UPS，而对不允许有间断时间
9、或时刻要求正弦波交流电的设备，就只能选用在线式UPS。v我应该配备多大功率的UPS首先要确定您的设备是多大功率的，一般来讲普通PC机或工控机的功率在200W左右，苹果机在300W左右，服务器在300W与600W之间，其他设备的功率数值可以参考该设备的说明书。其次应了解UPS的额定功率有两种表示方法：视在功率（单位VA）与实际输出功率（单位W），由于无功功率的存在所以造成了这种差别，两者的换算关系为：视在功率*功率因数=实际输出功率后备式、在线互动式的功率因数在与之间，在线式的功率因数一般是。给设备配UPS时应以UPS的实际输出功率为匹配的依据，有些经销商有意或无意会混淆（VA）与（W）的区别，
10、这点要提请用户注意。v的“集中式”与“分散式”配备方式的区别如果需要配UPS的设备较多，您可以采用“集中式”或“分散式”两种配备方式：“集中式集中式”：集中供电方式是指由一台UPS向整个线路中各个负载装置集中供电。如果设备之间距离较远，还需要单独铺设电线，大型数据中心、控制中心常采用这种方式，虽然便于管理，但成本较高。l“分散式分散式”配备方式是现在比较流行的一种配备方式，就是根据设备的需要分别配备适合的UPS，譬如对一个局域网的电源保护，可以采取给服务器配备在线式UPS，各个节点分别配备后备式UPS的方案，这样配备的成本较低并且可靠性高。这两种供电方式的优缺点优缺点如下表：集中供电方式：便于
11、管理、布线要求高、可靠性低、成本高。分散供电方式：不便管理、布线要求低、可靠性高、成本低。UPS的配备需要较专业的知识，请咨询专业人士，他们会为您设计合理的配备方案。五UPS蓄电池v备用时间的长短是由UPS的储能装置决定的，现在的UPS一般都用全密封的免维护铅酸蓄电池作为储能装置，电池容量的大小由“安时数（AH）”这个指标反映，其含义是按规定的电流进行放电的时间。相同电压的电池，安时数大的容量大；相同安时数的电池，电压高的容量大，通常以电压和安时数共同表示电池的容量，如12V/7AH、12V/24AH、12V/65AH、12V/100AH。后备式UPS一般内置4AH或7AH的电池，其备用时间是
12、固定的；在线式与在线互动式UPS有内置7AH电池的标准机型，也有外配大容量电池的长效机型，用户可以根据需要实现的备用时间而确定配备多大容量的电池。蓄电池是UPS的重要组成部分，占有很大的价值比重，并且其质量的好坏直接关系到UPS的正常使用，所以应慎重选择有质量保证的正牌蓄电池。v蓄电池的容量是什么含义？蓄电池的容量是什么含义？一般用20小时放电率（C10）的安时数代表电池额定容量的大小，即在25下以恒定电流放电20小时至终止电压（单格），该电流的20倍即为电池的容量，一般用AH数表示。例如，12V/100AH的电池是指该电池能够以5A（）的电流恒定放电至终止电压，可连续放电20小时。另外要注意
13、，电池放电时间与放电电流不是线性关系，如100AH电池以100A的电流放电支持不了1个小时，只有数十分钟；而以1A的电流放电，则会超出100小时（不推荐如此方式放电）。蓄电池的选用蓄电池的选用v蓄电池的种类一般可分为铅酸电池、铅酸电池免维护电池及镍镉电池等，它们各自的特点如下:蓄电池的使用和保养蓄电池的使用和保养v虽然免维护电池在使用时不需要人工进行专门的维护工作，但是在使用时还是有一定的要求，如果使用不当会影响电池的使用寿命。影响电池使用寿命的因素有以下几点：安装、温度、充放电电流、充电电压、放电深度和长期充电等。v1电池安装电池应尽可能安装在清洁、阴凉、通风、干燥的地方，并要避免受到阳光、
14、加热器或其他辐射热源的影响。电池应正立放置,不可倾斜角度。每个电池间端子连接要牢固。v2环境温度环境温度对电池的影响较大，环境温度过高，会使电池过充电产生气体，环境温度过低，则会使电池充电不足，这都会响电池的使用寿命。因此一般要求环境温度在25左右，山特UPS浮充电压值也是按此温度来设定的。v3）充放电电流电池充放电电流一般以C来表示，C的实际值与电池容量有关。举例来讲，如果是100AH的电池：C100A。松下铅酸免维护电池的最佳充电电流为左右，充电电流决不能大于。充电电流过大或过小都会影响电池的使用寿命。放电电流一般要求在0.053C,UPS在正常使用中都能满足此要求，但也要防止意外情况的发
15、生，如电池短路。v4）充电电压由于UPS电池属于备用工作方式，市电正常情况下处于充电状态，只有停电时才会放电。为延长电池的使用寿命，山特UPS的充电器一般采用恒压限流的方式控制，电池充满后即转为浮充状态，每节浮充电压设置为左右。如果充电电压过高就会使电池过充电,反之会使电池充电不足。充电电压异常，可能是由电池配置错误引起，或因充电器故障造成,因此在安装电池时，一定要注意电池的规格和数量的正确性，不同规格、不同批号的电池不要混用。外加充电器不要使用劣质充电器，而且安装时要考虑散热问题。v5放电深度放电深度对电池使用寿命的影响也非常大，电池放电深度越深，其循环使用次数就越少,因此在使用时应避免深度
16、放电。虽然山特UPS都有电池低电位保护功能，一般单节电池放电至左右时，UPS就会自动关机，但是如果UPS处于轻载放电或空载放电的情况下,也会造成电池的深度放电。v6定期保养电池在使用一定时间后应进行定期检查，如观察其外观是否异常、测量各电池的电压是否平均等；如果长期不停电，电池会一直处于充电状态这样会使电池的活性变差,因此即使不停电，UPS也需要定期进行放电试验以便电池保持活性。六UPS的安装vUPS安装质量好坏直接影响到UPS系统今后的长期运行,尤其是大中型UPS，因此大中型UPS在规划到安装过程中都应该规范。一般来讲,UPS在安装时主要考虑以下几方面因素：电网情况、负载容量及特性、使用环境、接地情况、配线及开关容量等。v1电网情况主要包括电网电压波动范围、停电频率等以确定UPS备用时间的配备。如有必要可以在UPS前极增设其他保护措施。v2使用环境温度：要求为040湿度：要求为10%90%落尘：UPS周围环境要保持清洁，这样可以减少有害灰尘对UPS内部线路的腐蚀结构：UPS长延时配置时，电池可能较重,此时应考虑地板承重问题空间大小：应保证UPS进行维护时，工程人员有一定的施展空间v3接地情况在电脑系统中为了确保电脑系统稳定可靠工作,防止寄生电容耦合干扰，保护设备及人身安全，因此必须要有良好的接地系统。在接地系统中以接地电阻来表示接地好坏,一般接地电阻小于5较为理想。