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1、,UPS,交流不间断电源系统,本 章 内 容,UPS发展概述UPS组成、铭牌、分类、我装置UPS方框图以及主要性能和技术指标UPS逆变工作原理及切换方式图UPS人机操作界面UPS操作UPS日常维护,1 UPS发展概述,UPS的发展经历了初期的旋转型、60年代可控硅静止型、80年代巨型功率晶体管（UR）静止型，到了90年代绝缘栅双极晶体管（IGBT）制成的UPS，其技术性能在不断提高，在通信电源系统中的地位和重要性也在逐步提高，现在已经成为通信电源日常维护的一个重点。,2.1 UPS组成,UPS在市电供电时，系统输出无干扰工频交流电。当市电掉电时，UPS系统由蓄电池通过逆变供电，输出工频交流电。
2、UPS由整流模块、逆变器、蓄电池、静态开关等部件组成，除此还有间接向负载提供市电（备用电源）的旁路装置。,2.2铭牌,2.3 UPS分类,按输入输出相数分：单进单出、三进单出和三进三出UPS。 按功率等级分：微型（3KVA）、小型（3KVA10KVA）、中型（10KVA100KVA）和大型（100KVA）。 按电路结构形式分：有后备式、在线互动式、三端口式（单变换式）、在线式等。按输出波形的不同分：可分为方波和正弦波二种。,2.4我装置使用在线式UPS,单机使用架构,检修旁路开关,静态旁路开关,主路输入开关,主路输入电源,旁路输入电源,输出开关,电池开关,并机(共享旁路),工作模式,2.5主要
3、性能和技术指标,输入特性输出特性保护性能,输入特性,1、输入电压范围 指保证UPS不转入电池逆变供电的市电电压范围。在此电压范围内，逆变器（负载）电流由市电提供，而不是电池提供。输入电压范围越宽，UPS电池放电的可能性减小，这有益于电池使用寿命的延长。目前UPS输入电压范围一般为（1510）Ue之间。2、频率输入范围 指UPS能自动跟踪市电、保持输出电压与输入电压同步的频率范围。UPS的输入频率范围一般为505%Hz，YD/T1095-2000规定UPS的输入频率范围为504%Hz。,输入特性,3、输入功率因数 输入功率因数高低是衡量是否对电网存在污染的一个重要电性能指标。输入功率因数低时，不
4、仅在吸取有功功率的同时，还要吸收无功功率，其结果增大了系统配电容量，影响系统供电质量。 4、输入电流谐波 因为可控硅的关断和开通， UPS的输入电流中含有丰富的谐波成分，它形成输入的无功功率，是造成UPS输入功率因数低的一个重要因素。因此在电路设计时，有的UPS加入了PFC电路。,输入特性,5、输入频率范围 指UPS能自动跟踪市电、保持输出电压与输入电压同步的频率范围。UPS输出电压对输入电压的跟踪主要是为了保证UPS在必须时能够顺利地进行旁路切换，避免由于输入输出电压相差过大引起逆变器模块电源和交流旁路电源间出现很大的环流而损害。6、频率跟踪速率 指UPS在一秒钟内能够完成的输出频率变化范围
5、。频率跟踪速度可以表征UPS对输入频率变化的适应能力，特别是在柴油发电机供电的时候，由于柴油发电机的频率稳定度不是很好，如果UPS的频率跟踪速率过低，UPS就会出现频率不同步告警，控制电路就会禁止UPS进行旁路切换。,输出特性,1输出电压波形失真度 指UPS输出波形中谐波分量所占的比率。常见的波形失真有：削顶、毛刺、畸变等。失真度越小，对负载可能造成的干扰或破坏就越小。2输出电压稳压精度 指市电逆变供电时，当输入电压在设计范围内，负载在满负荷内100%变化时，输出电压的变化量与额定值的百分比。输出电压稳定程度越高，UPS输出电压的波动范围越小，也就是电压精度越高。3输出功率因数 指UPS输出端
6、的功率因数，表示带非线性负载能力的强弱。负载功率因数低时，所吸收的无功功率就大，将增加UPS的损耗，影响可靠性。,输出特性,4输出电流峰值因数 指UPS输出所能达到的峰值电流与平均电流之比。一般峰值因数越高，UPS所能承受的负载冲击电流越大。5三相不平衡能力 对于三进三出的UPS来说，若出现三相的每一相电流不一致，就会造成输出电压的不平衡。具有100%负载不平衡能力的UPS，表示该UPS允许一相输出带满载，而其他两相空载。6、UPS输出效率 指UPS的输出有功功率与输入有功功率之比。UPS的输出效率越高，表示内部损耗越小，反之则表示UPS本身功耗大，增大机房的空调负荷。此外输出效率低有可能使电
7、池供电时间变短。,保护性能,1输入保护特性 指交流输入过压/欠压保护，输入频率过高过低保护等。当输入电压失真度过大，UPS会进入输入保护模式。对于三相输入的UPS，还有输入错相保护、缺相保护等。2输出过压欠压保护特性 指当UPS逆变单元出现故障时，UPS的输出电压超出允许的范围而产生的保护动作。3输出过载短路保护 指当UPS输出回路中出现短路故障或长时间出现过载现象，为了保护UPS的自身安全，通过控制电路将UPS切换到旁路工作模式的保护动作。,保护性能,4电池低压保护 电池容量的大小直接决定UPS在交流停电时能够保证不间断输出的时间长短，因此电池适时的发出电池低压告警可以使维护人员能够了解当前
8、电池的剩余容量和后备保障时间，采取相应的应急措施。一旦电池电压达到保护值，为保护电池免于过放电造成的永久损伤，UPS就会关闭输出。5UPS的其他保护性能 UPS为了保证自身系统的安全工作，另有许多的故障监测点和相应的告警信息，如器件高温告警、风扇故障告警、熔丝熔断告警、整流模块故障告警、逆变模块故障告警等。,3 UPS逆变工作原理及主要技术,旁路,静态开关,静态开关作用,为防止切换时间造成瞬间供电中断并产生继电器触点拉弧打火等现象，在大功率UPS供电系统及切换过程中，采用静态开关作为切换元件。,基本工作原理,在图(b)中，交流旁路与逆变器都采用静态开关作为切换开关。当执行切换时，封锁脉冲并检测
9、流过静态开关的电流，当电流为零时触发另一静态开关的晶闸管，实行二者的转换。,并机时保证同步切换的方法,（1）直接检测两电源电压的相位，以此作为切换时的一个控制信号。（2）检测两电源的电压差，以此间接反映出相位差，产生切换控制信号。（3）为防止切换时感性负载中出现浪涌而损坏元件，可通过检测主路电源在稳态电流过零时接通旁路电源，以实现安全切换。,4 UPS人机界面,按钮说明：,显示器,5 UPS操作,在线式UPS是通信用较多见的，可处于下列三种运行方式之一： 1、正常运行-所有相关电源开关闭合，维修旁路关断（且挂锁），UPS带载。 2、维修旁路UPS相关开关关断，负载通过维修旁路开关，连接到负载。
10、 3、关断-所有电源开关断开，负载断电。,5.1、单台UPS开机加载步骤,市电、旁路电源已输入UPS。,整流器输入开关,静态旁路输入开关,检修旁路开关,输出开关,合上512低压配电盘AA34-5 UPS主路电源开关。合上512低压配电盘AA11-2 UPS旁路电源开关。打开UPS 门，以便操作电源开关。 合整流器输入开关Q1 ，LCD 将显示启动屏，并持续约30 秒，其间系统加载控制软件，加载完成后所有LED 闪烁持续约3 秒，之后面板LED 指示交流输入正常（2稳态绿灯），逆变器输出正常指示亮（4-稳态绿灯），电池指示灯闪烁（3），告警灯（13）亮。合UPS 输出电源开关Q4，面板上逆变器带
11、载指示灯（5稳态绿灯）、电池指示灯（3）闪烁，告警灯（13）亮。 合旁路输入开关Q2 ，面板上的旁路电源指示灯（1-稳态绿灯）亮，20后，逆变器与市电旁路同步。在合电池开关前，检查直流母线电压，在“电池数据”窗口的“电池电压”即为直流母线电压。手动闭合电池开关，面板上电池指示灯（3）灭，电池容量指示（17）根据实际容量点亮。,5.2、UPS的复位,当因某种故障使用了紧急关机（EPO）,当因某种故障使用了紧急关机（EPO），如下操作,6 UPS日常维护,UPS周期维护内容较少，只需要保证环境条件和清洁。检查和预防的目的是使机器保持最佳的性能并预防将小问题转变成大故障。按维护的周期可分为：日检、周
12、检、月检、年检。,日常巡检,（1）告警监视与处理：值机人员在UPS设备安装现场观察UPS的控制面板上是否存在告警信息，防止监控告警没有及时上传到动力监控系统而造成事故隐患。一旦发现告警，立即根据告警的内容做出相应的处理，并在值班交接本上详细故障事件和相应的处理措施、处理结果。（2）运行参数记录与分析：按照省公司下发的机房电源巡检记录表中关于UPS的相关内容要求，按实抄写UPS的输入/输出电压、输出电流、负载比率等内容。并将本次抄写的数据与历史数据进行对比分析，如果出现负载突变现象，需要仔细追查负载突变的原因。（3）运行状况检查：UPS设备运行状态查询可以在操作显示面板上完成，可以查询的状态参数包括主路输入电压/电流，输出电压/电流，频率，电池状态，电池电压/电流，告警历史记录等。（4）检查UPS的出风口温度、检查UPS室的空调是否正常、室内温度是否满足要求。检查整流模块、逆变模块、风扇、变压器、滤波器有无异常声音。,周检维护,月检测,年度检测,在UPS系统竣工验收时需要对蓄电池进行全容量的放电测试。UPS投运后，在前两年进行30% 的核对性容量试验，从第3年开始每年一次进行全容量的放电试验。,Thank You !,浙江省邮电职业技术学院 求是 立德 尚学 精业,
