UPS培训UPS基础知识.pptx

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1、 1 1 UPS的基本原理及主要技术参数的基本原理及主要技术参数 2 2 UPS的关键技术及选型要求的关键技术及选型要求 3 3 UPS配套铅酸蓄电池的选择与配置配套铅酸蓄电池的选择与配置 4 4 UPS供电方案介绍供电方案介绍 5 5 艾默生艾默生UPS特点简要介绍特点简要介绍 主要内容第1页/共135页 1 1 UPS的基本原理及主要技术参数的基本原理及主要技术参数 2 2 UPS的关键技术及选型要求的关键技术及选型要求 3 3 UPS配套铅酸蓄电池的选择与配置配套铅酸蓄电池的选择与配置 4 4 UPS供电方案介绍供电方案介绍 5 5 艾默生艾默生UPS特点简要介绍特点简要介绍 主要内容第

2、2页/共135页 什么是UPSUPSUPS UPS Uninterrupted Power System Uninterrupted Power System 利用电池化学能作为后备能量，在市电断电等电网故障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。装置。用户设备用户设备蓄电池蓄电池市电或燃油发电机市电或燃油发电机UPSUPS主机主机第3页/共135页 为什么需要UPS UPS？电压波动停电电源浪涌电线噪声瞬态尖峰频率漂移谐波失真高频噪音高频噪音过压（浪涌）过压（浪涌）欠压（塌波

3、）欠压（塌波）瞬态尖峰瞬态尖峰频率突变频率突变过压（浪涌）过压（浪涌）电力中断电力中断换相失真干扰换相失真干扰l我们这里永远不停电，可是为什么还要UPS？市电电网提供的电力供应，看上去正常，可是不可靠:表面正常的电力，实际上危机四伏第4页/共135页为什么用UPS？电网问题电网问题电网问题引发原因引发原因现象现象市电断电市电断电停电、空气开关跳闸停电、空气开关跳闸零电压持续零电压持续2 2个周波以上个周波以上电压浪涌电压浪涌大型设备关闭或雷击引起大型设备关闭或雷击引起电压高于电压高于110%110%额定值，持额定值，持续一个或多个周波续一个或多个周波波形下陷波形下陷大型设备突然启动、电网切换大

4、型设备突然启动、电网切换电压低于电压低于80-85%80-85%额定值，额定值，持续一个或多个周波持续一个或多个周波瞬态尖峰瞬态尖峰闪电、电子开关工作，电焊闪电、电子开关工作，电焊电压峰值高达电压峰值高达60006000V V，持续持续时间一般为时间一般为0.5-50.5-5个周波个周波谐波干扰谐波干扰电动机、电焊机、广播通信设电动机、电焊机、广播通信设备、无线通信设备、微波设备备、无线通信设备、微波设备电源波形严重失真，电缆、电源波形严重失真，电缆、变压器过热，空开误跳闸，变压器过热，空开误跳闸，仪器仪表失灵等仪器仪表失灵等频率漂移频率漂移小水电，发电机小水电，发电机第5页/共135页 为什

5、么需要UPS UPS？电源中断电源中断-给用户造成各种经济损失!1 1，数据丢失，通信中断，商机延误，数据丢失，通信中断，商机延误.直接损失以每分钟直接损失以每分钟5000-1000005000-100000元计元计2 2，设备停运，仪表失灵，手术中断，设备停运，仪表失灵，手术中断.间接经济损失无法估量间接经济损失无法估量第6页/共135页 为什么需要UPS UPS？电源污染电源污染-严重影响网络安全和运行效率!造成网络传输误码率大增，数据传造成网络传输误码率大增，数据传 输速度低下输速度低下瞬态尖峰、瞬态尖峰、电源浪涌、电源浪涌、高压脉冲、高压脉冲、造成服务器、路由器、磁盘阵列造成服务器、路

6、由器、磁盘阵列 等设备硬件损坏等设备硬件损坏谐波污染谐波污染线间噪声线间噪声频率漂移频率漂移第7页/共135页 为什么需要UPS UPS？用投资额用投资额百分之几百分之几的的UPSUPS 保护占投资额保护占投资额百分之九十几百分之九十几的设备的设备 实现客户价值的实现客户价值的不间断不间断增长增长UPSUPS的功能及地位演化的功能及地位演化供电备份供电备份净化电网净化电网提供永久安全电力提供永久安全电力实现用户心中梦想实现用户心中梦想 !第8页/共135页1 1、不停电功能不停电功能 解决电网停电问题解决电网停电问题2 2、交流稳压功能交流稳压功能 解决网压剧烈波动问题解决网压剧烈波动问题3

7、3、净化功能净化功能 解决电网与电源污染问题解决电网与电源污染问题4 4、管理功能管理功能 解决交流动力维护问题解决交流动力维护问题UPSUPS的四大功能为什么需要UPSUPS 第9页/共135页UPSUPS的正常工作方式的正常工作方式UPSUPS系统结构用户设备用户设备蓄电池蓄电池市电或发电机市电或发电机UPSUPS主机主机用户设备用户设备蓄电池蓄电池市电或发电机市电或发电机UPSUPS主机主机正常市电方式电池方式第10页/共135页UPSUPS系统结构监控平台也是监控平台也是UPSUPS的最重要组成部分之一的最重要组成部分之一第11页/共135页UPSUPS种类按按工作原理工作原理不同，不

8、同，UPSUPS分为：分为：离线式（后备式离线式（后备式UPSUPS、互动式互动式UPSUPS）在线式在线式UPS UPS 按按供电体系供电体系不同，不同，UPSUPS分为：分为：单进单出单进单出UPS UPS 三进单出三进单出UPS UPS 三进三出三进三出UPSUPS按按输出功率输出功率不同，不同，UPSUPS分为：分为：微型微型 6 100 100kVAkVA第12页/共135页按按电池位置电池位置不同，不同，UPSUPS分为：分为：电池内置式电池内置式UPSUPS（标准机型）标准机型）电池外置式电池外置式UPSUPS（长延时机型）长延时机型）按按多机运行方式多机运行方式不同，不同，UP

9、SUPS分为：分为：串联热备份串联热备份UPSUPS（用于中小功率机器）用于中小功率机器）交替串联热备份交替串联热备份UPSUPS（中小中小UPS)UPS)直接并联直接并联UPSUPS (用于中大功率）用于中大功率）UPSUPS种类第13页/共135页UPSUPS种类按变压器特点不同，UPSUPS分为：高频UPSUPS（高频机）工频UPSUPS（工频机）按输出波形不同，UPSUPS分为：方波输出UPSUPS 阶梯波（准正弦波）UPSUPS 正弦波输出UPSUPS第14页/共135页UPSUPS的基本原理后备式后备式UPSUPS运行原理运行原理有市电时，市电通过开关后直接供给负载，逆变器不工作；

10、另外，市电有市电时，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。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。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 电池组功率等级功率等级0.25-20.25-2KVAKVA左右左右第15页/共135页互动式互动式UPSUPS运行原理运行原理在线互动在线互动UPSUPS与后备式比，主要区别在于：逆变器与充电器合二为一与后备式比，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，实现分段稳压输出通过变压器的抽头跳变，实现分段稳压UPSU

11、PS的基本原理市电 双向变换器 电池组 负载 市电正常市电正常/整流整流停电停电/逆变逆变264-276V150-175V150-264V功率等级功率等级0.7-200.7-20KVAKVA左右左右第16页/共135页UPSUPS的基本原理功率等级功率等级10-48010-480KVAKVA左右左右市电负载主变换器电池组Delta变换器175264V220410V补偿变压器DeltaDelta变换变换UPSUPS运行原理运行原理DeltaDelta变换器和补偿变压器实现稳压功能，主变换器是双向变换器。变换器和补偿变压器实现稳压功能，主变换器是双向变换器。不能稳定频率。不能稳定频率。第17页/共

12、135页在线式在线式UPSUPS运行原理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，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。即逆变电路始终处于工作状态。UPSUPS的基本原理功率等级功率等级0.7-15000.7-1500KVAKVA左右左右第18页/共135页四种四种UPSUPS的比较的比较UPSUPS的基本原理第19页/共135页输入特性：输入特性：1 1、输入电压范围、输入电压范围 输入电压范围宽可减小电池放电机会，延长电池寿命。输入电压范围宽可减小电池放电机会，延长电池寿命。2 2、输入功率因数、输入功率因数 功率因数

13、低，输入无功功率大，谐波电流污染电网，功率因数低，输入无功功率大，谐波电流污染电网，影响干扰其它设备。影响干扰其它设备。3 3、主电源频率允许范围。、主电源频率允许范围。4 4、输入电流谐波分量。（、输入电流谐波分量。（PFCPFC、6/126/12脉冲变压器）脉冲变压器）UPSUPS主要技术参数输出特性：1 1、静态稳定度。大型为、静态稳定度。大型为1%1%，中小型为，中小型为2%2%。2 2、输出瞬态特性。大型、输出瞬态特性。大型5%5%，中小型，中小型8%8%。3 3、输出过载能力。（如：过载、输出过载能力。（如：过载125%5125%5MIN;150%10S)MIN;150%10S)4

14、 4、输出功率因数。、输出功率因数。（0.60.6、0.70.7、0.80.8）5 5、输出电压谐波失真度。典型、输出电压谐波失真度。典型3%3%以内。以内。第20页/共135页 VAVA（伏安）与伏安）与W W（瓦特）的区别瓦特）的区别VA-VA-视在功率视在功率W-W-有功功率有功功率UPSUPS容量单位容量单位-VA VA 负载容量单位负载容量单位-W W、VAVA注意：注意：对对UPS而言，输出功率因数并不是越高越好。而言，输出功率因数并不是越高越好。VA（伏安）与伏安）与W（瓦特）的换算关系瓦特）的换算关系典型计算机负载典型计算机负载：功率因素：功率因素0.6-0.7UPSUPS主要

15、技术参数第21页/共135页 1 1 UPS的基本原理及主要技术参数的基本原理及主要技术参数 2 2 UPS的关键技术及选型要求的关键技术及选型要求 3 3 UPS配套铅酸蓄电池的选择与配置配套铅酸蓄电池的选择与配置 4 4 UPS供电方案介绍供电方案介绍 5 5 艾默生艾默生UPS特点简要介绍特点简要介绍 主要内容第22页/共135页UPSUPS关键技术1 1、数字控制技术、数字控制技术模拟控制单片机控制模拟控制单片机控制DSPDSP控制控制数字数字PIDPID控制控制 全数字矢量控制全数字矢量控制2 2、UPSUPS冗余技术冗余技术交替串联热备份技术交替串联热备份技术单机单机/并机软件硬件

16、兼容技术并机软件硬件兼容技术分散式直接并联技术分散式直接并联技术数字并联技术数字并联技术 3 3、UPSUPS防护技术防护技术专业防雷技术专业防雷技术 集中式风道技术集中式风道技术瞬态短路电流限定技术瞬态短路电流限定技术第23页/共135页5 5、绿色电源技术、绿色电源技术功率因数校正技术功率因数校正技术1212脉冲整流技术脉冲整流技术 隔离变压器技术隔离变压器技术电磁兼容技术电磁兼容技术UPSUPS关键技术4 4、高频开关技术、高频开关技术晶闸管绝缘栅双极晶体管（晶闸管绝缘栅双极晶体管（IGBTIGBT）工频整流技术高频整流技术工频整流技术高频整流技术简单高频逆变数字化高频逆变技术简单高频逆

17、变数字化高频逆变技术第24页/共135页6 6、电池自动管理技术、电池自动管理技术均浮充转换和温度补偿均浮充转换和温度补偿电池放电终止电压自动调节电池放电终止电压自动调节市电和电池联合供电技术市电和电池联合供电技术电池容量检测和寿命预估技术电池容量检测和寿命预估技术电池自动巡检技术电池自动巡检技术 7 7、网络监控技术、网络监控技术中文视窗技术中文视窗技术多数量多数量UPSUPS监控监控安全监控技术安全监控技术 多协议、跨平台监控技术多协议、跨平台监控技术 UPSUPS关键技术第25页/共135页最先进的核心控制技术最先进的核心控制技术DSP全数字技术，全数字技术，实现实现整流器和逆变器整流器

18、和逆变器的全数字控制的全数字控制第26页/共135页系统控制更加快速、精确、稳定，全面提升系统控制更加快速、精确、稳定，全面提升UPSUPS可靠性可靠性、供电质量供电质量和和产品一致性产品一致性指令周期仅指令周期仅5050ns,ns,快于传统单片机快于传统单片机10-2010-20倍，事件处理及时、准确倍，事件处理及时、准确集成度提高，简化了电路集成度提高，简化了电路抗干扰能力增强抗干扰能力增强直接产生脉宽调制波，特别适用于高频控制领域直接产生脉宽调制波，特别适用于高频控制领域避免了模拟控制器固有的硬件参数漂移等缺陷，保证了产品的一致性避免了模拟控制器固有的硬件参数漂移等缺陷，保证了产品的一致

19、性整机无任何需要调整的电位器整机无任何需要调整的电位器,避免运输造成的参数变化影响系统性能避免运输造成的参数变化影响系统性能最先进的核心控制技术最先进的核心控制技术第27页/共135页UPS双变换技术ACACDC DC 整流整流DCDCAC AC 逆变逆变另：另：ACACAC AC 变压器、移相变压器、变频器等变压器、移相变压器、变频器等 第28页/共135页三相全桥SCR整流器C143652+_ABCSCRSCR触发脉冲顺序：触发脉冲顺序：1 12 23 34 45 56 61 1。第29页/共135页12脉冲整流器移相变压器负负载载电池和逆变器电池和逆变器两个两个6 6脉冲脉冲整流桥整流桥

20、30第30页/共135页三相全桥IGBT整流第31页/共135页三相全桥逆变器SR+RNTRSSTT_第32页/共135页内置独特的/Z0输出隔离变压器电气隔离，给用户提供真正的隔离电源；使三相负载重新分配，极大提高 带三相不平衡负载的能力，及抗过载和抗冲击的能力；降低零地电压，减小网络传输误码率；消除逆变器输出电压中三次谐波含量，有效减小输出电压畸变；消除逆变器输出电压中的直流分量；负载用电的高可靠性内置输出隔离变压器第33页/共135页内置隔离变压器内置隔离变压器负载用电的高可靠性负载用电的高可靠性内置输出隔离变压器内置输出隔离变压器第34页/共135页 分散式直接并联，无需任何并机柜环流

21、小于1A电流不平衡度小于1%数字化并联技术数字化并联技术实现优异的并机性能实现优异的并机性能实现优异的并机性能第35页/共135页1 1 可靠性高可靠性高 2 2适应性强适应性强 3 3无污染无污染 4 4易管理易管理 5 5服务及时服务及时UPSUPS产品选购技术要求第36页/共135页必须采用真在线双变化必须采用真在线双变化100100逆变输出逆变输出UPSUPS为关键负载（服务器等）提供完全纯净的净化的不间断电源为关键负载（服务器等）提供完全纯净的净化的不间断电源应用成熟、先进的数字控制技术，如应用成熟、先进的数字控制技术，如DSPDSP控制技术控制技术 控制芯片是控制芯片是UPSUPS

22、的大脑，大脑越快，性能越好的大脑，大脑越快，性能越好可靠性高可靠性高第一代：分立元件集成电路第一代：分立元件集成电路第三代：第三代：DSPDSP数字信号处理器数字信号处理器第二代：第二代：CPU(单片机单片机)第37页/共135页输出隔离变压器是大容量输出隔离变压器是大容量UPSUPS的可靠工作关键的可靠工作关键 大容量大容量UPSUPS通过隔离变压器，实现了通过隔离变压器，实现了UPSUPS与负载之间的完全电气隔离，为系统可靠工作提供保障与负载之间的完全电气隔离，为系统可靠工作提供保障UPSUPS冗余设计，是提高可靠性的重要方法冗余设计，是提高可靠性的重要方法 1 1）UPSUPS输出过载能

23、力：越高，输出过载能力：越高，UPSUPS的功率器件、的功率器件、SCRSCR、控制器件、温度设计、散热等冗余越多。控制器件、温度设计、散热等冗余越多。比如比如125125工作工作1010分钟，分钟，150150工作工作1 1分钟。分钟。2 2）内部辅助电源冗余：内部辅助电源是）内部辅助电源冗余：内部辅助电源是1 11 1冗余工作，并分别从市电、旁路、电池等输入冗余工作，并分别从市电、旁路、电池等输入 3 3）风扇的冗余设计：风扇为易损件，冗余确保工作可靠）风扇的冗余设计：风扇为易损件，冗余确保工作可靠 4 4）旁路晶闸管过载能力：旁路晶闸管过载能力：10001000额定电流，工作额定电流，工

24、作2020msms可靠性高可靠性高第38页/共135页充分考虑充分考虑UPS对国内环境的适应性对国内环境的适应性全国缺电，导致不少地方的电网质量较差，电压波动大，干扰严重全国缺电，导致不少地方的电网质量较差，电压波动大，干扰严重 UPS UPS输入电源范围越宽，适应电网的能力越强，越能延长电池寿命输入电源范围越宽，适应电网的能力越强，越能延长电池寿命 最新的最新的UPSUPS输入电压指标为：输入电压指标为：380380V V 4545+15%+15%，或更高或更高对小水电特别是发电机的要求越低，适应范围越宽对小水电特别是发电机的要求越低，适应范围越宽 频率宽：频率宽：UPSUPS输入频率指标为

25、：输入频率指标为：4545HzHz55Hz55Hz，或更高或更高 功率因数高：对发电机的容量配置由功率因数高：对发电机的容量配置由3 3：1 1降低到降低到1 1：1.41.4 全面防雷保护，提高对安装地点的适应性全面防雷保护，提高对安装地点的适应性 内置内置D D级防雷器，在配电系统之外增加防雷墙级防雷器，在配电系统之外增加防雷墙适应性强适应性强整流模块ABCNIRgRgC级D级第39页/共135页对工作环境的适应：对工作环境的适应：有的地方湿度大、灰尘多、温差大，要求有的地方湿度大、灰尘多、温差大，要求UPS都都能长能长期正常工作期正常工作 1 1、冗余风扇，提高了散热量，对高尘环境的适应

26、、冗余风扇，提高了散热量，对高尘环境的适应 2 2、密闭风道，提高了防尘能力，避免灰尘的积累、密闭风道，提高了防尘能力，避免灰尘的积累适应性强适应性强第40页/共135页无污染无污染避免对电网和负载设备产生干扰避免对电网和负载设备产生干扰选用输入功率因数、谐波电流性能优良的产品选用输入功率因数、谐波电流性能优良的产品输入功率因数（劣）输入功率因数（劣）0.6 0.6 0.80.8（业界多数）（业界多数）0.950.950.990.99输入谐波电流（劣）输入谐波电流（劣）30%30%（业界多数）（业界多数）1 10%0%5 5%3%3%注意输出零线与地线电压问题注意输出零线与地线电压问题必须配置

27、必须配置隔离变压器隔离变压器无隔离变压器，无隔离变压器，UPSUPS将额外提高零地电压将额外提高零地电压电磁兼容（电磁兼容（EMCEMC）性能性能符合国际符合国际EMCEMC标准标准EN500091/92EN500091/92标准标准功率因数校正（功率因数校正（PFCPFC）能力能力高高频频IGBTIGBT整流技术是目前发展趋势整流技术是目前发展趋势第41页/共135页具备完善的电池自动化管理具备完善的电池自动化管理均浮充转换和温度补偿均浮充转换和温度补偿 一定要提供，并配置一定要提供，并配置放电终止电压自动调节放电终止电压自动调节 智能放电保护智能放电保护可靠的电池自动测试方式可靠的电池自动

28、测试方式定期电池自动充放电管理定期电池自动充放电管理市电电池联合供电市电电池联合供电 电池容量检测与寿命预估电池容量检测与寿命预估具备电池容量检测与寿命预估具备电池容量检测与寿命预估易管理易管理第42页/共135页优秀的人机界面，为用户使用提供最佳帮手优秀的人机界面，为用户使用提供最佳帮手易管理易管理第43页/共135页充充分分利利用用通通信信系系统统自自有有网网络络，在在低低成成本本前前提提下下也也可可实实现现最最高高效效率率的的管管理维护理维护SNMPSNMP网卡网卡实现全部实现全部UPSUPS在一个地方进行遥控、遥调、遥测和遥信，实时、动态、互动地了解和控制在一个地方进行遥控、遥调、遥测

29、和遥信，实时、动态、互动地了解和控制UPSUPS在故障时可自动通过发送手机短信等方式通知专业人员，保证快速反应、及时维护在故障时可自动通过发送手机短信等方式通知专业人员，保证快速反应、及时维护对服务器、网络设备提供自动安全关机保护对服务器、网络设备提供自动安全关机保护易管理易管理 RS232Internet/Intranet通过SNMP卡组网通过计算机组网第44页/共135页充分保证充分保证UPSUPS持续、快捷的专业服务持续、快捷的专业服务重点考察供应商在重点考察供应商在UPSUPS生命周期内的持续服务能力生命周期内的持续服务能力保证供货及时、备件充足保证供货及时、备件充足服务网点、服务人员

30、全面覆盖服务网点、服务人员全面覆盖UPSUPS产品本身的易操作、易维护设计产品本身的易操作、易维护设计中文界面、大液晶显示、故障自动定位中文界面、大液晶显示、故障自动定位服务服务第45页/共135页 1 1 UPS的基本原理及主要技术参数的基本原理及主要技术参数 2 2 UPS的关键技术及选型要求的关键技术及选型要求 3 3 UPS配套铅酸蓄电池的选择与配置配套铅酸蓄电池的选择与配置 4 4 UPS供电方案介绍供电方案介绍 5 5 艾默生艾默生UPS特点简要介绍特点简要介绍 主要内容第46页/共135页当两种金属（通常是性质有差异的金属）浸没于电解液之中，它们可以导电，并在两极之间产生一定电动

31、势电池概念电池一种电的存储装置。可以有各种形状、大小、电压和容量的电池。电能 化学能v=1个单体具有更高正电动势的极板定义为正极板第47页/共135页12v-+-+12v=24v负极板 正极板6个单体=12 V铅酸蓄电池v正极：二氧化铅（PbO2）v负极：铅（Pb）v电解液：硫酸（H2SO4）溶液 蓄电池通过串联获得所需电压；通过并联获得所需容量。铅酸蓄电池构成2V电动势单体第48页/共135页电池结构第49页/共135页蓄电池工作原理“双硫酸盐”理论“Double sulfate”theory 电解液中硫酸不仅是导电用之电解质也是反应之反应物 阳极的PbO2与阴极的Pb于放电反应后皆产生Pb

32、SO4 放电PbO22H2SO4Pb PbSO42H2OPbSO4 充电（二氧化铅）（硫酸）（海绵状铅）（硫酸铅）（水）（硫酸铅）正极活物质 电解液 负极活物质 正极活物质 电解液 负极活物质第50页/共135页蓄电池充电充电方式v 浮动备用充电：浮动备用充电：蓄电池处于连续充电状态，电 压相对较低，注意充电电流。v 循环充电：循环充电：蓄电池重复充、放电使用时的充电方法，电压相对较高，注意充电时间。放电之后应立即充电（防止PbSO4重结晶）第51页/共135页蓄电池充电充电电压温度补偿第52页/共135页蓄电池放电恒流放电 第53页/共135页蓄电池放电恒功率放电第54页/共135页电池均浮

33、充管理1、均充限流：0.1C2、浮充转均充：0.05C 均充转浮充：0.01C第55页/共135页电池充放电管理功能T1为恒压均充阶段，T2为浮充阶段，T3为电池逆变供电阶段，T4为限流均充阶段第56页/共135页放电特性第57页/共135页电池容量C20C20：按0.05C20大小电流放电20小时所放出的容量100AH电池按5A放电可放20小时第58页/共135页电池电压单体每节电池组 30节电池组 32节浮充电压 2.2513.5405432均充电压 2.3514.1423460欠压保护 1.8010.8324346终止电压 1.6710300320第59页/共135页UPS电池的配置组内

34、电池串联，满足电UPSUPS池组额定电压的要求各组电池并联，满足UPSUPS系统对电池容量的要求单组电池应配置电池开关，便于安装、维护以及电池保护第60页/共135页UPS电池的计算与选择恒功率计算法衡功率法：电池放电功率要求UPS最大有功功率/（2V电池节数电池逆变效率）根据电池放电功率、后备时间要求，查相应的电池衡功率放电表，得出电池配置第61页/共135页UPS电池的计算与选择衡电流法（90分钟以上后备时间要求）：此方法准确度稍差，但在通信行业广泛使用UPS电池容量计算公式：C=(PT)(KV)C所需配置的电池容量，单位安培小时（Ah）P负载功率,单位瓦（W）T备用时间,单位小时（h）V

35、电池组额定电压，见产品手册参数表电池逆变效率，见产品手册参数表K电池放电系数当电池备用时间为1515分钟，K=0.5,K=0.5,当电池备用时间为3030分钟，K=0,55;K=0,55;当电池备用时间为1 1小时，K=0.6,K=0.6,当电池备用时间为2 2小时，K=0.7;K=0.7;当电池备用时间为4 4小时，K=0.8,K=0.8,当电池备用时间为6 6小时，K=0.9;K=0.9;当电池备用时间为8 8小时，K=0.95,K=0.95,当电池备用时间为1010小时，K=1K=1第62页/共135页 1 1 UPS的基本原理及主要技术参数的基本原理及主要技术参数 2 2 UPS的关键

36、技术及选型要求的关键技术及选型要求 3 3 UPS配套铅酸蓄电池的选择与配置配套铅酸蓄电池的选择与配置 4 4 UPS供电方案介绍供电方案介绍 5 5 艾默生艾默生UPS特点简要介绍特点简要介绍 主要内容第63页/共135页集中供电方式：集中供电方式：优点：可以实现网络设备资源的等电位控制，减小优点：可以实现网络设备资源的等电位控制，减小传输误码率。传输误码率。缺点：初期投资大，单机故障影响大。缺点：初期投资大，单机故障影响大。分散供电方式：分散供电方式：优点：方案布置灵活，故障影响小。优点：方案布置灵活，故障影响小。缺点：如整个设备不能保持同地线，易引发干扰。缺点：如整个设备不能保持同地线，

37、易引发干扰。UPSUPS供电方案第64页/共135页单机工作供电方案单机工作供电方案五种交流五种交流不间断供电不间断供电方案分析方案分析热备份串连供电方案热备份串连供电方案N1并机供电方案并机供电方案双总线供电方案双总线供电方案模块并联供电方案模块并联供电方案可靠性可靠性99.99999%可靠性可靠性99.999%可靠性可靠性99.99%可靠性可靠性99.9%可靠性可靠性99%可靠性低可靠性高UPSUPS供电方案：第65页/共135页UPSUPS解决方案中最简单的一种每一分散地点交流供电系统容量多为6 6KVAKVA以下各点交流负载独立地由一台UPS提供动力保护市电通常就近采用插座输入UPSU

38、PS供电方案一：单机供电第66页/共135页分散供电，单机方案分散供电，单机方案不需要专门的配电设计和工程施工，安装特别快捷系统使用、变更灵活方便适合于收费系统的计算机、小型网络、单独服务器、办公、等应用场合由UPS主机、电池系统组成电池市电输入插头稳压输出插座UPSUPS供电方案一：单机供电第67页/共135页UPSUPS供电方案二：主从机串联“热备份”市电负载AC/DC-DC/ACAC/DC-DC/AC主机从机主机旁路从机输出SSSS第68页/共135页自动交替运行自动交替运行用户服务设备用户服务设备用户服务设备用户服务设备适合于中小型网络、服务器群、办公、仪表等应用场合由UPS主机、UP

39、S从机、电池系统、配电系统组成配电设计和工程施工简单6 6KVAKVA20KVa20KVa可靠性99.9%99.9%热备份冗余当市电停电后，电池耗尽，负载由从机供电；系统不能扩容；系统切换时，从机UPS负载从0正常负载，存在切换危险UPSUPS供电方案二：主从机串联“热备份”第69页/共135页UPSUPS供电方案二：主从串联备份主从串联备份优点：两台甚至多台两台甚至多台UPSUPS基本处于相对独立、互不干扰的运行状态。基本处于相对独立、互不干扰的运行状态。对于对于UPSUPS同步跟踪性能要求较低。同步跟踪性能要求较低。采用不同型号、不同容量采用不同型号、不同容量UPSUPS构成串联热备份方式

40、。构成串联热备份方式。缺点：从机长期处于空载运行状态、效率低。从机长期处于空载运行状态、效率低。从机电池组长期处于浮充状态，得到定期带载放电维护机会少，会影响电池寿命。从机电池组长期处于浮充状态，得到定期带载放电维护机会少，会影响电池寿命。从机必须有良好的带阶跃负载能力。从机必须有良好的带阶跃负载能力。长期运行，主机逆变器长期运行，主机逆变器=静态旁路转换功能良好是关键静态旁路转换功能良好是关键无扩容功能。无扩容功能。相对于相对于“并联并联”冗余系统平均无故障时间偏低。冗余系统平均无故障时间偏低。第70页/共135页全部交流负载集中供电，由1 1台模块化并联UPS供电模块化UPSUPS包括：机

41、架、可并联功率模块、可并联电池模块、充电模块等控制模块输入输出功率模块功率模块功率模块电池模块电池模块UPSUPS供电方案三：模块并联供电第71页/共135页适合于中小型网络、服务器群、办公、仪表等应用场合由机架、UPS功率模块、电池模块、配电系统组成功率模块配置为N+1冗余，减少了MTTR共用输入、输出、并联的电池系统、控制系统小于2020KVaKVa应用场合可靠性99%99.99%99%99.99%并联模块数量66时，可靠性低于单机可靠性(单机可靠性99%)99%)1010KVAKVA以上模块不能热插拔，存在拉弧等危险。插拔时需停机模块冗余共用输入系统、输出系统、控制系统、直流母线、蓄电池

42、组；UPSUPS供电方案三：模块并联供电第72页/共135页UPSUPS并联模块较多，其可靠性随着并联模块数增加而下降；并联模块较多，其可靠性随着并联模块数增加而下降；MIL-HDBK-217C AND RELIBILITY ENGINEER,1997MIL-HDBK-217C AND RELIBILITY ENGINEER,1997多机并机方案“1+1”并机系统“2+1”并机系统“3+1”并机系统“4+1”并机系统“5+1”并机系统“6+1”并机系统 UPS并机系统的输出功率“余量”200%负载功率 150%负载功率 133%负载功率 125%负载功率 120%负载功率 116%负载功率 U

43、PS并机系统的MTBF为UPS单机的MTBF的倍数 5.5倍 4.1倍 2.9倍 2.1倍 1.5倍 1.05倍UPSUPS供电方案三：模块并联供电第73页/共135页UPSUPS供电方案三：N+1N+1N+1N+1直接并联冗余直接并联冗余市电负载AC/DC-DC/ACAC/DC-DC/AC从机输出并机逻辑控制第74页/共135页适合于中大型网络、数据中心、大楼集中供电、工业厂矿等应用场合由直接并机的N+1台UPS、电池模块、配电系统组成系统N+1冗余，可靠性高于单机UPS易于扩容，维护便捷是应用最为广泛的方案大于1010KVaKVa应用场合可靠性99.999%99.999%UPSUPS整机冗

44、余UPS整流器/逆变器/蓄电池等完全冗余存在输出单点问题UPSUPS供电方案三：N+1N+1N+1N+1直接并联冗余直接并联冗余第75页/共135页UPSUPS供电方案三：N+1N+1N+1N+1直接并联冗余直接并联冗余并联条件：同型号、同容量同型号、同容量UPSUPS两台逆变器输出必须在同频率，同相位的严格同步跟踪状态。两台逆变器输出必须在同频率，同相位的严格同步跟踪状态。两台逆变器输出电压幅值必须相等。两台逆变器输出电压幅值必须相等。优点：完善的锁相同步技术保证多台完善的锁相同步技术保证多台UPSUPS直接并联时可均分负载电流。直接并联时可均分负载电流。良好的扩容性能（良好的扩容性能（N+

45、1N+1）避免了避免了“串联串联”热备份方式的缺点。热备份方式的缺点。缺点：对设备本身同步锁相技术要求高对设备本身同步锁相技术要求高对设备制造技术要求高对设备制造技术要求高输出阻抗接近。输出阻抗接近。对逆变器输出电压调节性能要求高对逆变器输出电压调节性能要求高分相调节分相调节UPSUPS必须同型号、同容量。必须同型号、同容量。多台并联时，旁路也需增加多台并联时，旁路也需增加“均流电感均流电感”第76页/共135页UPSUPS供电方案四：双母线双母线双母线供电：双母线供电：解决单母线运行方式存在的单点解决单母线运行方式存在的单点“瓶颈瓶颈”问题。进一步提高系统问题。进一步提高系统可靠性。可靠性。

46、系统配置复杂，投资大，系统配置复杂，投资大，安装调试要求高。安装调试要求高。BCB电子切换开关母线一母线二重要负载一般负载UPS1UPS2第77页/共135页UPS UPS 单机和单机和并机系统都存在输出单点故障并机系统都存在输出单点故障单机及并机存在共同的问题单机及并机存在共同的问题第78页/共135页UPS UPS 单机和单机和并机系统都存在输出单点故障并机系统都存在输出单点故障单机及并机存在共同的问题单机及并机存在共同的问题第79页/共135页根据美国IDCIDC公司的统计资料:在UPSUPS输出供电系统的故障中,各种故障出现的几率:79%79%来源于UPSUPS输出与负载之间的供电线路

47、上的故障（保险“烧毁”，断路器“跳闸”，负载“短路”，由施工/老鼠咬所造成的“开路”故障等）11%11%来源于UPSUPS和电池组 其它故障占10%10%79%的故障来源于的故障来源于UPS至负载的配电线路故障至负载的配电线路故障第80页/共135页双总线双总线双总线双总线交流供电解决方案交流供电解决方案交流供电解决方案交流供电解决方案（示意图）（示意图）（示意图）（示意图）第81页/共135页艾默生网络能源公司不间断电源双母线解决方案艾默生网络能源公司不间断电源双母线解决方案LBSATS3STS 1负载柜1 负载柜2 双电源负载双电源负载旁路旁路1UPS1-1INTUPS输入配电柜输入配电柜

48、1MSS1UPS1-2UPS输出配电柜输出配电柜1油机油机1市电市电1ATS1单电源负载单电源负载1 1INTMSS2旁路旁路2UPS2-1UPS2-2UPS输入配电柜输入配电柜2UPS输出配电柜输出配电柜2油机油机2ATS2市电市电2STS 2单电源负载单电源负载2 2电池 2-1 电池 2-2电池 1-2电池 1-1UPSUPS系统系统1 1UPSUPS系统系统2 2第82页/共135页为什么应用双总线方案为什么应用双总线方案在线维护，在线扩容，在线升级改善了重要总线的可用性更大的灵活性/双输入计算机负载7/24/365 运行目标灵活的供电配电 容错双总线供电不间断供电的目的:消除可能出现

49、在UPSUPS输出端与最终用户负载端之间的“单点瓶颈”故障隐患,以提高输出电源供电系统的“容错”功能。适合于大型网络、重要的数据中心、电信/金融/电力/企业等关键大楼集中供电、重点工业厂矿等应用场合第83页/共135页UPSUPSUPSUPSLBSSPMSPMSPMSPMSTSSPMSTSSPMSTSSPMSPMSPMTransformerSPM服务器电源管理系统TVSSTVSS市电1市电2发电机ATS1InterlockInterlockInterlock服务器交换机单输入负载双输入负载双母线整体解决方案双母线整体解决方案双母线整体解决方案双母线整体解决方案双母线整体解决方案双母线整体解决方

50、案用于数据中心等重要场合可靠性业界最高，达99.99999%99.99999%总线冗余输入总线、UPS整流器/逆变器/蓄电池等、输出总线、输出配电等完全冗余不存在任何单点故障点ATS1发电机第84页/共135页 1 1 UPS的基本原理及主要技术参数的基本原理及主要技术参数 2 2 UPS的关键技术及选型要求的关键技术及选型要求 3 3 UPS配套铅酸蓄电池的选择与配置配套铅酸蓄电池的选择与配置 4 4 UPS供电方案介绍供电方案介绍 5 5 艾默生艾默生UPS特点简要介绍特点简要介绍 主要内容第85页/共135页真在线真在线真在线真在线UPSUPS系列：系列：系列：系列：全球信息及通信业交流