不间断电源范文

不间断电源范文第1篇

【关键词】3AC380V列车供电系统 客车不间断列车供电装置 特点

3AC380V列车供电系统是为铁路旅客列车上各种电器提供电源的系统设备， 其供电制式为3AC380V，目前基本采用空调发电车供电。通过柴油机转化成电能，为列车提供电源，能耗非常高。每列车编组18节车厢，包含硬座、硬卧等，年消耗燃油400吨，费用高达三百万，再加上柴油机维修等成本，其开支相当惊人。除运行成本高外，空调发电车因为燃油泄露还存在着不可完全避免的火灾风险。随着铁路的电气化和电力机车变流技术的进步，已有3AC380V列车供电系统仍然依靠柴油发电机供电已不能满足社会发展的需要。

目前部分SS9电力机车装备了新型3AC380V列车供电装置，可直接向列车提供3AC380V供电电源，具备投资小、无污染、见效快等优点。由于过分相造成列车照明及控制电源频繁中断，不能满足列车供电系统的运行需要，需在客车上额外加装不间断电源，以保障照明及控制电源连续工作。

1 不间断电源原理

不间断电源由整流、储能、变换和开关控制组成。系统稳压功能由整流器完成，其本身具有可根据输入的变化控制输出幅度的功能。净化功能由储能电池来完成，电池除了可存储能量外，对整流器来说就像大容量的电容器。频率的稳定则由变换器来完成。为方便日常操作与维护，设计了检修旁路等开关。

在外部电源正常供电时，不间断电源通过整流-逆变给负载供电，同时给电池充电；当突发停电时，由电池经逆变后供给负载所需电源。

2 主电路及技术参数

2.1 主电路

根据3AC380V列车特点，为保证三相平衡，客车不间断电源装置系统输入为3AC380V，经过整流、逆变后输出AC220V电源给客车照明等负载用。同时从中间回路取电给电池充电，在过分相输入中断时，电池自动给中间回路提供DC48V电源，逆变器输出AC220V。另外在装置中设置了旁路开关，系统出现故障时可切换至旁路状态。

2.1.1 输入回路

三个单相整流模块并联，将3AC380V转变成DC48V直流，任何一个损坏时仍可以保持正常输出。

2.1.2 输出回路

电池模块均自带充电单元，正常情况下由模块1给逆变模块提供DC48V电源。当模块1故障后，模块2立即输出DC48V电源。

2.1.3 输出回路

正常情况下逆变模块U4给外部负载供电。当U4故障后，U5立即输出。

在不间断电源装置无输入电压或输入电压异常的情况下，可持续提供30分钟以上的电源输出。装置输入正常后，除继续保证AC220V输出，还可以根据电池状况完成电能补充。

2.2 技术参数

客车不间断电源装置的额定输入电压为3AC380V/50Hz，额定输出电压AC220V/50Hz，额定输出功率为2kW，单次应急供电时间大于30分钟。

2.3 储能电池选型

SS9电力机车3AC380V列车供电装置过分相时，会导致客车供电频繁中断、而客车照明及控制所需的电源又不能中断，这就要求所提供的不间断电源装置必须有合适的电池：

当 3AC380V供电正常时，不间断电源给电池充电、同时给负载提供AC220V电源；当3AC380V供电中断时，电池给不间断电源放电、不间断电源给负载提供 AC220V电源。

目前客车常用的电池包括铅酸电池和镍镉碱性电池，铅酸电池充放电循环次数一般是 500次，镍镉碱性电池一般是1000次。在使用过程中，电池充放电循环次数超过限制值，电池性能将变差。 再加上这两种电池体积大、重量重，不适合客车不间断电源装置。

而目前的新型储能电池中，磷酸铁锂电池具有五大优点：

（1）晶体稳固，在过充时不会发热，拥有良好的安全性。电池可通过短路、过充、过放等试验；

（2）一般情况下电池循环寿命达到2000次以上；

（3）电池被认为是不含任何重金属与稀有金属，为绝对的绿色环保电池；

（4）可以最大2C电流进行快速充放电，在专用充电器下，充电40分钟内即可使电池充满；

（5）电池无记忆现象，无论处于什么状态，可随充随用。

3 结束语

客车不间断电源装置从2015年11月开始，在Z79/80次（大连-北京）特快列车上投入使用，完全满足和SS9电力机车3AC380V列车供电装置配套的要求，机车频繁过分相也不会影响客车照明及控制用电。

目前所有的3AC380V供电的旅客列车，只要在电气化区段，均可由电力机车进行直供电，再通过在客车加装不间断电源装置改造，不再使用柴油发电机供电，将产生巨大的社会和经济效益，具有广阔的市场空间。

参考文献

[1]吴强.客运列车供电系统[J].机车电传动，2003（05）：54-61.

[2]睢杰.发电车燃油消耗分析及节能措施 [J].铁道车辆，2007（02）：44.

[3]张斗，钱生明，张晓昌.发电车MTU柴油机组火灾隐患分析及预防措施[J].铁道车辆，2004（08）：41-42.

[4]王树宾.锂电池在国内外轨道车辆的应用前景分析[J].国外铁道车辆，2012（05）：7-10.

作者简介

赵t（1969-），男，辽宁省沈阳市人。现为沈阳铁路安全监管办机车车辆验收室主任验收员。主要研究方向为机车车辆技术升级与改进。

作者单位

不间断电源范文第2篇

【关键词】自备电源；不间断电源系统设计；技术分析

一、自备应急柴油发电机组

为了保证一级负荷别重要的负荷用电，或中断供电将会造成重大损失时，应设置自备应急柴油发电机组。

1.机房

自备应急柴油发电机组的机房应包括发电机房、控制及配电室、燃油准备及处理间等。

机房应设置在靠近一级负荷或变电站的地方，可布置在坡屋、裙房的首层或附属建筑内，也可位于地下层，但应避开主要出口通道。

2.容量

发电机组的容量与台数应根据应急负荷大小、投入顺序以及单台电动机最大启动容量等因素综合考虑确定。机组总台数不宜超过两台。初步设计时可按变压器容量的10%一20%估算柴油发电机组的容量。施工设计时可根据一级负荷、消防负荷以及某些重要的二级负荷容量，按稳定负荷、最大单台电动机或成组电动机启动容量以及电动机启动时母线允许的电压降来计算发电机的容量。

3.选型

当选用多台机组时，应选择型号、规格和特性相同的成套设备，所用燃油性质应一致。

一般应选用高速柴油发电机组和无刷型自动励磁装置，选用的机组应装设快速自动启动及电源自动切换装置及连续三次自动启动功能。

4.机房设备布置

自备应急柴油发电机组机房设备布置应符合机组运行工艺要求，力求紧凑、经济合理、保证安全及便于维修。

5.发电机的中性点接地

（1）单台机组的发电机中性点应直接接地；（2）当有两台机组并列运行时，在任何情况下至少应保持一台发电机中性点接地。发电机中性点经电抗器与中性线连接，也可采用中性线经刀开关与接地线连接；（3）中性线刀开关可根据发电机允许的不对称负荷电流及中性线上可能出现的负荷电流选择。在各相电流均不超过额定位的情况下，发电机允许各相电流之差不超过额定值的20%；（4）采用装设中性线电抗器这种方法时，应考虑既能使中性线谐波电流限制在允许范围内，又能保证中性点电压偏移不太大。电抗器的额定电流可按发电机额定电流的25%选择，阻抗值按通过额定电流时端电压小于10v选择。

6.柴油发电机组的保护和控制

（1）柴油发电机组应设短路、过载、接地故障及过、欠电压保护装置；（2）当两台机组并列运行且无人经常值班时，应设逆功率保护；（3）机组控制方式有机旁控制、控制室集中控制和自动控制三种。控制系统按功能可分为起停装置、并车装置、额载调书装置、总体逻辑控制、事故处理和报警装置、附有系统控制装置及电源控制装置等。具体配置按机组自动化等级确定；（4）柴油发电机组严禁与电力系统电源并网运行，应设置防止误并网的可靠连锁，包括双电源互投开关的机械、电气连锁和供配电监控管理系统的软管理；（5）机组的机旁控制应满足机旁人工启动、调速、停机的要求；机房与值班室（或消防控制室）间应设必要的联络信号；也可装设自期待装置；（6）机组的控制室集中控制除应满足机旁控制的要求外，还应能在控制室或配电室控制或监视以下全部或部分功能，同时应单独设置蓄电池组作为控制电源，并设整流充电设备。

二、不间断电源

1.不间断电源设备的选择

（1）不间断电源设备输出功率，应按下列条件选择：1）不间断电源设备对电子计算机供电时，其输出功率应大于电子计算机各设备额定功率总和的1.5倍；对其他用电设备供电时，为最大计算负荷的1.3倍；2）负荷的最大冲击电流不应大于不间断电源设备的额定电流的150%。

（2）不间断电源装置配套的整流器容量，应大于或等于逆变器需要容量与蓄电池直供的应急负荷之和。

（3）不间断电源的过压保护除应符合GD/T 3886.1—2001《半导体电力变流器》关于过电压保护的规定外，对没有输出电压稳定措施的不间断电源，应有输出过电压的防护措施，以使负荷免受输出过电压的损害。

（4）不间断电源的过电流保护应能保证在负荷发生短路或电流超过允许的极限时及时动作，使其免受浪涌电流的损伤。

（5）不间断电源设备用的不间断电源开关类型的选择，可根据供电连续性的要求，选用机械式、电子式自动的和手动的开关。

（6）不间断电源正常运行时所产牛的噪声，不应超过80dB，对于额定输出电流在5A及以下的小型不间断电源，不应超过85dB。

2.不间断电源系统的交流电源

（1）不间断电源系统宜采用两路电源供电。当备用电源为柴油发电机组时其机组不应做旁路电源；（2）当不间断电源设备交流输入侧电压多不能满足要求时，宜采用有载调压变压器或其他调压措施；（3）不间断电源系统的交流电源不宜与其他冲击性负荷出同一的变压器及母线段供电；（4）不间断电源系统的输入、输出回路宜采用电缆。

3.蓄电池

（1）蓄电池组容量应根据停电后由其维持供电时间长短的要求选定。不间断电源系统用的蓄电池需在常温下能瞬时启动，宜选用碱性或酸性蓄电池；（2）蓄电池的额定放电时间宜按下列条件确定：

1）不间断电源系统在交流输入发牛故障后，为保证用电设备按照操作顺序进行停机时，其蓄电池的额定放电时间可按停机所需最长时间来确定，一般可取8—15m2）当有备用电源时，不间断电源系统在交流输入发生故障后，为保证用电设备供电连续性，并等待备用电源投入，其蓄电池额定放电时间的确定，一般可取10一30mm；2）如有特殊要求，其蓄电池额定放电时间可根据负荷特性来确定。

4.对不间断电源的监测及谐波污染的治理

（1）对不间断电源的下列运行状况、参数及报警信号应进行实时监测：

1）逆变器工作电压、电流及过载、过流、过压、过温等报管信号；2）电池电压、电流、浮充、均充以及预告警、故障等信号；3）对于容量较大、可靠性要求高的不间断电源的电池还应实时监测每块单体电池的内阻，以及时发现电池是否失效或即将失效；4）整流器工作以及关闭、锁定、高温等报警信号；5）静态开关状态（市电正常、市电带载、逆变器带载）静态开关锁定等报警信号；6）维修旁路断路器状态信号等。

（2）不间断电源的整流及逆变设备都会产生高次谐波，对电源造成谐波污染。谁污染谁治理的原则，应对其进行治理。鉴于不间断电源的谐波次数及含量相对固定，可采用由LC谐振回路构成的无源滤波器进行吸收或补偿。

参考文献

[1]谷新梅.变电站交流不间断电源系统设计[J].广东科技，2008（22）.

不间断电源范文第3篇

1.不间断电源的应用

不间断电源一开始的应用是为了实现当发生供电异常的情形时，可以依靠储能或能量变化装置，继续为用电提供高质量的电源，满足不断电供应的需求。随着电子技术和信息化技术的突飞猛进，不间断电源的应用也在不断的发生变化。不间断电源已经由后备电源向更加综合全面的性能发展，包括稳压、祛除谐波、抗干扰等内容。不间断电源应用的具体方案如下图所示：目前不间断电源的供电方式主要有两种，分散供电和集中供电。分散供电的方式是一台不间断电源为若干负载进行供电，其最大的好处在于将风险分散开来，但是其管理较为不便，而另一种供电方式则是由超大功率的不间断电源为核心，对机房所有负载设备进行供电，这种方式的缺点在于风险较大，容易引起较大面积的停电。不间断电源需要逐步实现容量的扩张，目前模块化应经在国内得到广泛应用，其优点在于扩容大、并且对于故障的维修时间段，经济型较强，一般可以扩容至160KVA，在实际扩容过程中，稳步发展，通过做好扩容规划逐步实现目标。

有效的降低输入电流谐波是不间断电源应用中的重点问题，由于非线性负载产生的非正弦电流，造成电路中电流和电压畸变，称为谐波。其对电容、变压器等设备都会产生损害，降低不间断电源的使用寿命。作为一种非线性负载，不间断电源会产生大量的谐波，目前主要有以下几种方式对谐波进行消除，包括12脉冲整流器、无缘滤波器和有源滤波器等。不间断电源的核心在于其电池，电池的投资比例相当大，甚至超过不间断电源的投资，但是电池的使用寿命较低，因此应该采用一定的技术在不间断电源的应用中实现节能的效果，主要包括以下几种技术：并机共用电池组功能、智能电池管理技术和智能不间断点晕啊配电管理技术。如何延长电池的使用寿命是非常关键的，在电池使用过程中，一定要保持适宜的环境温度，在充电过程中要保持好充电电压，防止过压充电。对于过流放电等情况要及时排查，在使用过程中要做到定期充电放电。对于使用期限已到的电池要及时予以更换，以免破坏损害设备。

2.市场主流UPS介绍

不间断电源范文第4篇

[关键词]UPS不间断电源 整流器 逆变器 维护 保养

中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0147-01

UPS电源工作原理。它是一种内置储电配置，当正常交流供电中断时，将蓄电池输出的直流电变换成交流电持续供给的电源设备。它的主要功能是当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器同时还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时， UPS 立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏（如表一）。并且在市电供电的时候能够通过机器内的滤波恒压恒流，让负载电力一直保持在220V或380，上下2V的差别，UPS设备通常对电压过大和太低都提供保护，在供电质量上得到绝对的保障。

在全国多条公路隧道的应急照明、摄像、广播、消防设备、监视设备、电脑办公得到应用：如南京长江隧道；青奥轴线隧道；苏州独墅湖隧道；扬州瘦西湖隧道等

一、UPS不间断电源的安装调试。

1.分类

后备式、在线式及在线互动式三种。

1.1 后备式UPS

平时处于蓄电池充电状态，在停电时逆变器紧急切换到工作状态，将电池提供的直流电转变为稳定的交流电输出。

1.2 在线式UPS

UPS逆变器一直处于工作状态，首先通过电路将外部交流电转变为直流电，再通过高质量的逆变器将直流电转换为高质量的正弦波交流电输出给负载。在供电状况下的主要功能是稳压及防止电波干扰；在停电时则使用蓄电池组给逆变器供电。由于逆变器一直在工作，因此不存在切换时间问题，适用于对电源有严格要求的场合。在线式不同于后备式的优点是供电持续长，一般为几个小时，也有大到十几个小时的，它的主要功能是可以让您在停电的情况像平常一样工作，显然，由于其功能的特殊，价格也明显要贵一些。比较适用于重要场所，不允许出现停电场所（如表一）。

UPS不间断电源运行原理图（表一）

1.3 在线互动式UPS

它是一种智能化的UPS，是指在输入市电正常时，UPS的逆变器处于反向工作（即整流工作状态），给电池组充电；在市电异常时逆变器立刻转为逆变工作状态，将电池组电能转换为交流电输出，存在转换时间。

2 交流UPS安装

交流UPS电源由三个基本单元组成。分别是整流器、蓄电池和逆变器。

工作程序：当市电正常时，电流通过整流器、逆变器向负载供电，同时整流器给蓄电池充电。电流路径是1路：市电―整流器―逆变器―负载，2路：市电―整流器―蓄电池。当市电故障或整流器故障时，通过控制电路自动切换使电池为负载供电，电流流向为蓄电池―逆变器―负载。

熟悉UPS工作原理，安装外部接线图进行配线，调线，测量绝缘。试运行调试，对照用户手册，察看可能出现的故障现象，调试解决，直到正常运行。

二、UPS不间断电源的维护保养

1. 工程现场遇到的UPS不间断电源

现场维护的UPS以中型容量为主（10-100 KVA）。型号有：先控UPSDSM 40（3/3），容量：40KVA/32KVA，电池品牌：Sonnenschein；

型号有：T-45KVA，容量：45KVA，电池品牌：Sonnenschein；

型号有：科士达EP60（3/3），容量：60KVA，电池品牌：科士达。

2. 维护保养出现的经典案例

1.1 南京长江隧道UPS。带隔离变压器，隔断电力网与负载供电联系，对地无电压，故障或短路时保护负载。采用集成式电路板。试运行期间，没有做好防鼠封堵，主板24V供电，冬季主板控制室28℃左右，属于温室，低电压不影响老鼠活动。柜室成为老鼠的乐园，老鼠的排谢物腐蚀电路板，出现控制失灵、失控。没有KM3，合上KM1开关，UPS自动检测电源开机，优点断电自动开机，转。处理方案：集成化主板，现场无法维修，厂家更换主板，UPS正常运行，亡羊补牢，防鼠封堵。杜绝此类事故发生。

1.2 扬州瘦西湖隧道UPS。缺陷责任期，施工方工程没有审图，交底。专业施工员凭南京施工经验，没有合KM3，夏季高温，空调故障，密闭房间散热不足，坚强的UPS主板超温报警后，转到UPS旁路供电两次，没有检测到电源，报警停机。报警声小，距离值班室远。处理方案：关闭UPS不间断电源系统，按开机程序开机，合KM3，正常运行设备。通风散热，开启备用空调降温。在值班室加装报警装置。

1.3 青奥轴线隧道UPS。有一个红色带防护误操作紧急按钮：EPO。用户操作手册注意：按“紧急按钮”切断输出，整流器，逆变器，自动旁路和电池停止工作。BCB：自动旁路电压保护。现场出间歇性关闭UPS不间断电源系统。

现场设备检查内容：

1.3.1 检查设备室UPS不间断电源发现：①无市电输入；②无逆变电源输出；③逆变器关闭；④自动旁路关闭。

1.3.2 检查上路进线双电源转换发现：①市电输入正常；②市电输出正常；③转换器无故障。

1.3.3 检查设备室UPS电源进线开关发现：上端电源正常；下端电源有电压，电流。

1.3.4 结论：现象反馈给设备厂家技术人员讨论，分析得出：①可能是用电负荷运行不稳定，出现突发量，瞬间电流过大，UPS电源逆变保护；②可能是进线开关过流保护；③可能是UPS电源开关量向控制主板发生了“紧急关机指令”。

1.3.5 处理方案：①对用电负荷运行不稳定，UPS在线运行，解决瞬间电流过大；进线过流，对正常运行时的电流测量，计算安全系统，关闭可能影响过流设备；②进线开头试验；③UPS厂方代表认定负荷问题。华东区域专业工程师现场检查，发现开关量连接线有松动现象，存在发出紧急关机指令的可能，更换连接线，紧线。已安全平稳运行5个月。确认此现象的真正原因。

3 保养

UPS日常使用过程中，难免会出现各种上故障问题导致供电效能的下降，所以，在使用时要采取积极有效的防范措施，使设备少出问题、不出问题。定期进行维护和保养，最大限度的降低发生故障的机率，实现对故障问题的事前预防。日常养护应编制年度、月度计划，按计划开展工作，按保养流程如表二开展工作。主要从以下几个方面重点维护：

3.1 设备元器件维护。

3.2 设备连接的安全性要求。

3.3 蓄电池的维护。

3.4 设备运行记录参数的察看。

UPS维护保养流程（表二）

三、 结束语

UPS不间断电源系统已发展为标准化、程序化。调试与维护工作也应向这个发向发展，虽然各施工项目的UPS厂家不同，型号不同，运行方式不同，但它的知识结构、原理、控制模式大体相同。作为一员合格的调试维护人员，应学会举一反三，归纳总结，树立标准化、程序化框架维护，把不同的UPS体系添加进框架内。

参考文献

[1] 虞笑寒，《UPS工作原理及故障检修》发表在《空中交通管理》2006第6期。

[2] 张乃国，《UPS供电系统应用手册》，电子工业出版社，2003。

[3] 意大利先控，《全数字式智能UPS用户说明书》，先控电子，2009。

[4] 山特电子，《在线式不间断电源使用手册》深圳，山特电子（深圳）有限公司，2009。

不间断电源范文第5篇

【关键词】后备式UPS 在线式UPS不间断电源 蓄电池

UPS不间断电源的工作原理UPS（UNINTERRUPTEDPOWER SUPPLY）电源包括两部分，主机和蓄电池；按工作方式可分为后备式和在线式两种。后备式UPS电源在交流市电正常输入电源由整流逆变器转换为直流电源，逆变器将此直流电源或来自电池的直流电源转换为交流电通过输出配电模块。

我台许多的重要用电设备，如音频调度设备、控制桌设备，台站通信设备，网络设备、配电二次回路设备等对供电质量要求很高，不仅要求不停电，还要求电压和频率稳定且波形完好，因此不间断电源（UPS）成为我台安全播音的重要设备，所以我们不但要了解UPS，更重要的是维护好。

一、UPS的主要功能

1、双路电源之间的无间断切换

如图1所示，两路电源可通过UPS实现无间断切换。

2、隔离干扰功能

在UPS中，交流输入电压经整流后，输入逆变器，逆变器对负载供电，如图2所示，这样可将电网电压瞬时间断、电压波动、频率波动等电网干扰与负载隔离：这样既可使负载不受电网干扰和突然断电的影响，又可使电网中干扰的不影响负载。

3、电压切换功能

通过UPS，可以将输入电压变换成需要的电压，如输入380V输出可变成220V、380V、400V、415V；输入220V输出可变成220V、230V、240V。

4、频率变换功能

通过UPS，可以将输入频率变换成需要的频率，如输入50HZ输出可变成50HZ、60HZ、400HZ。

5、后备功能

UPS后备功能如图3所示。UPS中的蓄电池，贮存一定的能量，当电网断电时蓄电池通过逆变器可持续供电。后备时间可以为5、10、15、30、90min甚至更长。

二、UPS分类

根据工作特点，UPS通常分为后备式和在线式两类。

1、后备式

当外电正常时，外电经EMC滤波和抗浪涌无源滤波器后送给负载，同时充电器给蓄电池充电。市电中断后，逆变器启动，将蓄电池的直流电压转换为交流电压（即DC/AC变换）并送给负载。转换时间由继电器的机械跳动时间和逆变器的启动时间决定，一般要求在10ms以内。这种UPS的特点是线路简单，价格便宜，但由于存在切换时间，输出容易受外电波动的影响，供电质量不高，用电重要设备不宜采用。

2、在线式UPS

在线式UPS分为三端口UPS和串联在线式UPS两种。

（1）三端口UPS

三端口UPS实际上是一种铁磁谐振稳压变压器。铁心上有三个绕组：外电绕组，双向变换器绕组，输出绕组，核心部分是双向逆变器（整流逆变器）。当外电正常时，双向变换器起整流作用，保持负载的不间断用电并给蓄电池充电。当外电中断时，双向逆变器其逆变作用，将电池的直流电压转换成50HZ的交流电。这种UPS长时间后备供电不足，且输入电压范围较窄，受到一点限制我台很少采用。

（2）串联型在线式UPS

这种UPS在外电正常时，输交流电先经EMC输入滤波器滤掉外电中的干扰，再经整流滤波后，给电池组充电，同时也给逆变器供电。逆变器输出稳压稳频的交流电供给负载。外电不正常或中断时，逆变器将蓄电池提供的直流电压变换成交流电压供给负载，实现不间断供电。当逆变器输出过压、过流或UPS出现故障时，能够自动关闭，并通过静态开关不间断地转换至外电供电。

这种UPS的特点是线路复杂，保护功能和扩展功能较强，允许的外电电压和频率的范围较宽，看以满足用户的较高的要求，当然价格较高。

三、UPS基本工作原理

1、在线式UPS工作原理

在线式UPS由整流器滤波电路、逆变器、输出变压器及滤波器、静态开关、充电电路、蓄电池组和控制监测、显示告警及保护电路组成，如图4所示。在线式UPS的输出电压波形通常为标准的正玄波。

外电正常时，输入电压经整流器滤波电路后，给逆变器供电，逆变器输出经过输出变压器和输出滤波器电路将SPWM波形变换成纯正玄波。同时，整流电压经充电器给蓄电池补充能量。在这种工作状态下，外电经整流滤波器、逆变器及静态开关给负载供电，并由逆变器完成稳压和频率监测功能。

当外电出现中断、电压过低或过高时，UPS工作在后备状态，逆变器将蓄电池的电压转换成交流电压，并通过静态开关输出到负载。

外电正常但逆变器出现故障或输出过载时，UPS工作在旁路状态。静态开关切换到外电端，外电直接给负载供电。如果静态开关的转换因逆变器故障引起，UPS将发出报警信号；如果因过载引起静态开关转换，过载消失后，静态开关将重新切换到逆变器端。

控制监测、显示告警及保护电路提供逆变器、充电、静态开关转换所需的控制信号，显示各自的工作状态。UPS出现过压、过流、短路、过热时，及时报警并同时提供相应的保护。

在线式UPS中，无论外电是否正常，都有逆变器供电，所以外电故障瞬间，UPS的输出都不会间断。另外，由于在线式UPS加有输入EMC滤波器和输出滤波器，所以来自电网的干扰能得到很大的衰减；同时因逆变器具有很强的稳压功能，所以在线式UPS能给负载提供干扰小、稳压精度高的电压。因此，在线式UPS电源输出的是与外电网完全隔离的纯净的正弦波电源，大大改善了供电的品质，保护了负载安全有效的工作。

2、后备式UPS工作原理

后备式UPS原理框图如图5所示，后备式UPS与在线式UPS的差别是：没有输入整流滤波器，逆变器只由蓄电池供电，外电正常时，逆变器不工作。输出没有滤波器，输出电压波形一般为方波。外电正常时输出变压器起交流稳压的作用。

（1）外电正常时，UPS工作于外电旁路状态，转换开关切换到外电输入端，输入外电经转换开关接至输出变压器，然后共给负载。外电变化时，通过继电器改变变压器的接点，可稳定输出电压。

（2）外电出现中断、电压过高或过低时，UPS工作与后备状态。检测控制电路监测到外电故障后，启动逆变器并将转换开关切换至逆变器端，由蓄电池经逆变器给负载供电，逆变器输出波形为方波。负载变化时，逆变器通过改变输出方波的宽度实现稳压。

在后备式UPS中，外电正常时逆变器不工作，只有外电出现故障时，逆变器才启动。由于作为转换开关的继电器，需要一定的动作过程，因此转换需一段时间，一般为3～10ms。另外，后备式UPS是通过调节变压器的变化来实现稳压的，所以输出电压稳定度也比在线式UPS差。

四、UPS电源系统使用注意事项

UPS电源系统因其智能化程度高，储能电池采用了免维护蓄电池，这虽给使用带来了许多便利，但在使用过程中还应在多方面引起注意，才能保证使用安全。

1.UPS电源主机对环境温度要求不高，+5℃～40qE都能正常工作，但要求室内清洁，少尘，否则灰尘加上潮湿，会引起主机工作紊乱。储能蓄电池则对温度要求较高，标准使用温度为25℃，平时不能超过+15℃～+30qC。温度太低，会使储能电池容量下降，温度每下降1℃，其容量下降1%。其放电容量会随温度升高而增加，但寿命降低。如果在高温下长期使用，温度每高10℃，电池寿命约降低一半。

2.主机中设置的参数在使用中不能随意改变。特别是对电池组的参数，会直接影响其使用寿命，但随着环境温度的改变，对浮充电压要做相应调整。通常以25℃为标准，环境温度每升高或降低1℃时，浮充电压增加18mV左右（相对于12V蓄电池）。

3.在断电时，应避免带负载启动UPS电源，应先关掉负载，等UPS启动后再启动负载，否则，会有负载的冲击电流和供电流，造成UPS电源瞬间过载，严重时会损坏变换器，不能让UPS经常处于满载或过载状态下运行。

4.UPS电源系统按使用要求功率余量不大，在使用中要避免随意增加大功率的额外设备，也不允许在满负载状态下长期运行。但工作性质决定了UPS电源系统几乎是在不间断状态下运行的，增加大功率负载，即使是在基本满载状态下工作，都会造成主机出故障，严重时将损坏变换器。

5.为确保UPS系统高效率和尽可能的延长UPS的使用寿命，一般负载功率应满足UPS额定功率的60-70%。例如我台需要不间断电源供电的设备有音频设备、通信设备、网络设备、监控设备、自台监测设备、服务器设备等重要设备，统计总功率为21KVA，因此我们选择21KVA÷70%=30KVA，考虑到设备的增加，我台选择了50KVA的UPS。

6.由于组合电池组电压很高，存在电击危险，因此装卸导电联接条、输出线时应用安全保障，工具应采用绝缘措施，特别是输出接点应有防触摸措施。

7.不论是在浮充工作状态还是在充电、放电检修测试状态，都要保证电压、电流符合规定要求。过高的电压或电流可能会造成电池的热失控或失水、电压、电流过小会造成电池亏电，这都会影响电池的使用寿命，前者的影响更大。

8.在任何情况下，都应防止电池短路或深度放电，因为电池的循环寿命和放电深度有关。放电深度越深、循环寿命越短。在容量试验中或是放电检修中，通常放电达到容量的30%-50%就可以了。

9.对电池应避免大电流充放电，虽说在充电时可以接受大电流，但在实际操作中应尽量避免，否则会造成电池极板膨胀变形，使得极板活性物质脱落，电池内阻增大，温升越高，严重时将造成容量下降，寿命提前终止。

五、UPS电源的日常维护与检修.

1 UPS电源在正常使用情况下，主机的维护工作很少，主要是防尘和定期除尘。特别是气候干燥的地区，空气中的灰粒较多，机内的风机会将灰尘带入机内沉积、当遇到空气潮湿时会引起主机控制紊乱造成主机工作失常，并发生不准确告警，大量灰尘也会造成器件散热不好。一般每季度应彻底清洁一次。其次就是在除尘时，检查各连接件和插接件有无松动和接触不牢的情况。

2.蓄电池的维护在UPS系统中，可以说蓄电池是这个系统的支柱，没有电池的UPS只能称作稳压、稳频电源。虽说蓄电池目前都采用了免维护电池，但这只是免除了以往的测比、配比、定时添加蒸馏水的工作。但外因工作状态对电池的影响并没有改变，不正常工作状态对电池造成的影响没有变，这部分的维护检修工作仍是非常重要的，UPS电源系统的大量维修检修工作主要在电池部分。由于蓄电池在制造工艺上存在先天的不足；另一方面是在使用过程中缺乏必要的维护造成的，值得注意的是，许多使用单位缺乏必要的测试维护手段。根本不清楚自己系统UPS蓄电池的健康状况，为UPS系统正常工作留下隐患。要求定期测量各电池端电压，当各电池压差过大时，要进行匀充，要求定期对电池进行试探性容量测试或深度放电，以便检查电池组的性能优劣以及保持电池的活性。正常情况下，电池使用寿命为三到五年，如果发现状况不佳，则必须提早更换。更换电池时，遵循数量一致，型号一致的原则。正常时（UPS很少后备供电的前提下），电池每四到六个月充、放电一次。

3.故障指示现象如表1。

六、结束语

不间断电源范文第6篇

[关键词]不间断电源 干扰 稳态电压 瞬态响应 负载 并机技术

中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0365-01

一、引言

随着经济的飞速发展以及基层央行对网络建设认识的不断加深，中心机房的建设和改造如火如荼。对于一些重要行业，在其机房中，如果设备比较多，布置比较集中，应该优先考虑使用大功率不间断电源。本文主要针对大功率的不间断电源，特别是对几个能反映生产技术水平，也是用户关心的特性参数进行探讨。

二、不间断电源的输出电压特性

不间断电源的功能有两个：一是市电断电时不间断地对设备供电，另一个就是隔离市电干扰，给负载提供波形稳定而纯净的正弦波。因此，考察一个不间断电源首先就要看它的电压特性。不间断电源输出电压特性主要由下面3个参数来描述。

1）稳态电压精度。

电压太高或太低会使用户设备的寿命缩短，严重时会烧毁设备，使用在线式不间断电源可以提供稳定的电源电压，因此对保护设备和提高设备的寿命是非常有利的。稳态电压精度在平衡负载和非平衡负载时能达到的值一般是不一样的，如果不加区别，厂家应给出非平衡负载时的稳态电压精度。市场参考值是：平衡负载±1%，非平衡负载±2%。

2）瞬态响应特性。

电网在受干扰时会产生电压的瞬时降低或突然升高，极端的电压降低或升高对设备的寿命和可靠性是个威胁，使用在线式不间断电源可使电网电压波动的影响减至尽可能小的程度。瞬态响应特性指负载从0%-100%突加或从100%-0%突减时输出电压的精度，市场参考值是±4%。

3）谐波失真度。

电力经输配电线路传送至用户端时，其间由于各种设备（特别是非线性设备）的使用，往往造成用户端子电压的失真，失真了的电压和电流波形对民网中的敏感设备是一种干扰，谐波电流则会使输电线路的输电能力下降，使输变电设备发热等。一般要求谐波失真度小于5%，在线式不间断电源的失真度小于3%。

4）频率稳定度。

在我国，电网频率是50Hz，但是电网中的发电机运转会由于客户端用电量的突然变化导致发电机转速发生变化，其结果是电网频率产生偏移，然而，在线式不间断电源的输出可提供稳态的频率。

5）突波保护。

在线式不间断电源内部安装有突波吸收器件，用以吸收突波，保护用户设备的安全。

6）电源监控。

配合不间断电源的智能型通信接口及监控软件可记录市电电压频率、停电时间及次数来达到电源的监控，并可安排不间断电源定时开机及关机的时间以节约能源。

三、不间断电源带非线性负载的能力

不间断电源的负载主要是计算机，而计算机电源是开关电源，它们吸取的电流并非正弦波，称为非线性负载，市电容量大，阻抗小，对非线性负载供电时问题不大，不间断电源却有较大的输出阻抗，非线性负载会在不间断电源的输出端产生谐波电压，特别是在谐振频率附近的谐波电压更大，使不间断电源的输出电压失真，而且不间断电源本身的容量也有限，必须要有好的对策对付高波峰因数的负载电流，否则不间断电源可能在带这类负载时经常切换到限流工作，引起输出电压降低，进而影响计算机负载的正常运行。所以现在考虑不间断电源的容量时，也应该考虑非线性负载的影响，因为不间断电源的标称容量同其他电气设备一样，是按负载功率因数0.8来定的，而非线性负载的功率因数常常只有0.6.-0.65，如果要不间断电源带满负荷的这类负载，势必无能为力，所以核定不间断电源容量时，应该进行适当放大。

四、不间断电源的输入特性

不间断电源的输出特性主要决定于不间断电源的逆变器，而不间断电源的输入特性主要取决于不间断电源的整流特性。过去人们不太重视不间断电源的输入特性，谈到输入部分只谈输入电压范围、频率，对输入功率因数、谐波影响则不太关心。有的厂家提供了输入滤波器，功率因数能提高到0.9以上，但出于经济上的考虑，仅仅将其作为可选件，并且还是手动接入的断开的。

其实，设备的功率因数低、谐波电流大会给电网带来很多危害，归纳起来主要有：1）干扰其他用电设备；2）增大输入电流在传输线上的损耗；3）增加前级设备的功率容量，提高投资；4）增大中线电流。

为了达到对负载的不间断供电，不间断电源还经常与柴油发电机配合使用，这时低功率因数的不间断电源对柴油发电机和其负载的危害会更明显。

传统开关电源的功率因数，由于使用PFC（功率因数矫正）电路，普遍能达到0.99以上，高频PWM整流技术更为大功率不间断电源的输入特性的改善提供了可行性，相信高功率因数的不间断电源将是人们今后追求的选择。

五、不间断电源并机技术

目前主要有两种并机的拓扑结构：一是串联，另一种是并联。

（1）串联结构

两整的不间断电源同步工作，但一台不间断电源的输出接到另一台不间断电源的静态开关，前者是从机，后者是主机，平常主机输出全部负载电流，主机故障时切换到从机，这种结构的并机系统最大的问题是主机的静态旁路没有备份，如果主机的转换控制失灵或出现静态旁路故障，即使从机正常，也不能切换给负载。

（2）并联结构

并联结构有两种工作模式：一种是功率均分方式，另一种是热备份方式。

功率均分方式是：两台不间断电源在正常情况下平均承担负载电流，一旦有一台不间断电源出现故障，间断电源退出，另一台承担全部负载电流。这种方式的并机系统既可以用于容量扩充，又可以用于系统备份，比如，两个30VA的不间断电源在功率均分模式下并机工作，可以带60kVA的负载，但如果要实现备份，则负载容量必须限制在一台不间断电源的容量，即30kVA之内。

并联热备份方式是：两台不间断电源同步工作，但平时只有一台对外输出功率，另一台处于热备份状态。一旦一台出现故障，立即切换到另一台，热备份方式没有容量扩充的功能，值得一提的是，目前有的厂家又提出了改进型的热备份方式，它把两台不间断电源的蓄电池并联起来，系统除了有整流器1和逆变器1，整流器2和逆变器2组成的通路外，还提供由整流器1和逆变器2组成的通路和由整流器2和逆变器1组成的通路，也就是说，系统大大减少了自身整流器和逆变器故障引起的到静态旁路的切换次数，同时，两台不间断电源的蓄电池并联在一起也避免了可能发生的一组蓄电池经常放电，而另一组蓄电池长期不放电的现象，这对蓄电池的维护很有意义，而且在蓄电池上花同样的钱可以获得两倍的延时，所以说，这种热备份方式不失为一种好的选择。

参考文献

[1] 李成章，王淑芳.新型UPS不间断电源原理与维修技术，电子工业出版社，1995.

不间断电源范文第7篇

1 概述

UPS（Uninterruptible Power System ），即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时， UPS 立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS 设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。

针对UPS的产品特点，UPS的电磁兼容主要包含以下几个部分：电源的输入、输出传导干扰；电源的辐射骚扰；UPS的抗干扰特性。下面逐项阐述达到相关标准要求的设计方法。

2 输入、输出传导干扰的抑制

针对传导骚扰，可以从三个方面来考虑：干扰源、传导途径和直接的骚扰抑制。

（1）干扰源的消除和降低：在UPS中有整流的AC/DC变换，有SPWM逆变的DC/AC逆变器，有PFC的高频变换电路，有DC/DC变换的回路，这些都是UPS内重要的骚扰源，尤其是其中的变压器、电感、高频电流回路，因此，合理地设计相应变压器和电感的参数、加工工艺和在整机中的布局将可能大幅度降低它们的骚扰强度，合理地设计高频电流的PCB、布线也可以改善UPS的骚扰；对于功率变换器中的驱动电路，可以在不影响效率和内阻的情况下加大驱动电阻，增加开关电源的上升、下降沿时间，从而减少电压、电流的高频谐波含量。

（2）传导途径的抑制：由于所有的传导干扰只有通过适当的空间和导体途径才可能作用到UPS的输入、输出电源端子，因此，尽量减少传递的途径也是减低UPS不间断电源骚扰的有效方法。例如，将所有的干扰源安装在离输入、输出端子较远的位置，输入、输出的电源线不从干扰源附近走线，在干扰源的进出位置加强抑制处理，通过屏蔽手段将干扰源和其它部分进行空间隔离，电源的输入、输出等分别在整机的相对较远位置等。

（3）直接的骚扰抑制：对于采用上述方法后仍然无法符合标准要求的情况，直接在输入、输出回路采用相应的EMI滤波器件，如电感、高频电容、专用滤波器等将可以再次有效压低UPS整机对外的传导干扰，实践表明，只要适当加大滤波器的相关参数和衰减的DB值，一般都可以将UPS的传导骚扰压低到标准的限值以内。当然，滤波器的安装必须越靠近输入、输出电源端子越好，因为即使是多几厘米长的接线也会增大干扰，插座式的滤波器将是最为理想的选择。另外，在滤波器中的电容或外加的EMI滤波电容最好是无感的，以增强滤波效果。

3 整机辐射干扰的抑制

对于UPS的辐射干扰，主要有两种方法：辐射源的强度抑制和辐射途径的处理。

（1）辐射源的抑制：在UPS中，辐射源的辐射强度抑制方法基本同传导的处理相同，因为干扰源本身即有传导骚扰又有辐射骚扰；另外，对于辐射骚扰，对辐射源采取适当的屏蔽措施将可十分有效地降低辐射干扰的电平和能量。

（2）辐射途径的处理：整机外壳的等电位设计：根据电磁场原理，一个接地良好理想密闭的金属六面壳体的内外电磁场不存在相互干扰，因此UPS的外壳一般应作成金属的，且各个面之间应良好连接，保证为一个等电势体，这样即可十分有效减弱UPS对外的辐射干扰。一般对于电磁兼容要求严格的场合，UPS的壳体不宜采用塑料制作。

进出UPS壳体连线的处理：由于UPS必须有输入、输出电源端子、电池扩展端子等连线进出UPS的外壳，因此这些线的防骚扰处理将十分重要，直接影响到测试的结果能否符合标准要求。一般在这些线上适当地加些高频磁环和高频电容就会有很好的效果。

4 UPS的抗干扰设计

UPS的抗干扰主要体现在控制电路的抗扰性，从电路的性质可分为模拟电路的抗干扰和数字电路的抗干扰两个方面。良好的抗扰性是保证UPS正常运行的条件，因此，在UPS的控制回路的设计初期就必须将控制电路的抗扰性考虑进去，否则，遇到外界骚扰时整套的控制方案将可能全部。

（1）模拟电路的抗干扰：

对于开环的模拟控制，一般针对可能出现干扰的部位适当加入一定的RC电路将骚扰消除；对于闭环的模拟控制，除了采用RC外，还必须对闭环的放大倍数的频率特性进行适当的调整，确保干扰信号加入时不会对环路产生恶果。

对于功率部分的电路，减短所有的连线、加入假负载、减小功率驱动的回路等都可以有效增强功率电路的抗干扰能力。

（2）数字电路的抗干扰：

对于数字控制电路，其抗扰性对UPS的可靠性十分重要，因为目前几乎所有的UPS控制都有采用到数字控制的单片机，抗扰性差的系统将可能导致UPS的停机或损坏。

数字电路电源的有效滤波是数字电路不受干扰的基本保证；所有的I/O口应有适当的RC处理；控制电路应尽量远离功率部分；适当的电磁屏蔽措施；良好的PCB布局设计等都可以有效避免数字系统受到外界干扰。

5 结语

不间断电源范文第8篇

不间断电源主要目的是为了在外部供电中断时，仍能够依靠蓄电池等储电载体，给负载继续输出稳定可靠的电源。例如广州地铁四号线屏蔽门控制系统就配置了一套UPS系统，在市政供电断开的情况下，仍能输出稳定可靠的220V电源，使屏蔽门系统仍能继续运行。

UPS系统给设备运行带来了可靠的保障，但由于部分UPS系统是串联接入到屏蔽门的供电系统中，也存在着由于UPS自身故障而引起中断输出的现象。若任何故障都会使UPS系统中断输出，则完全违背了“不间断电源”的概念了。因此，一般UPS系统都设置有自动旁路功能，即当主要出现故障时，由旁路模块将主外部电源直接供给负载。而部分UPS系统的旁路功能模块集成在UPS主机内，当该模块故障时，无法维修，严重时，甚至会令整机电源输出中断。广州地铁四号线屏蔽门的UPS系统就多次遇到了上述这个问题，下面就是我们探讨解决该问题的经过及方法：

一、四号线控制UPS工作原理：

四号线（万胜围至金洲站）屏蔽门控制电源系统选用了普兰特品牌的UPS，作用主要是将市电逆变稳压后输出供给屏蔽门系统使用，并且能在市电中断时作为备用电源使用，持续供给。

220V市电供给控制UPS主机（主机内含3个模块），同时供给充电机，充电机会给控制控制UPS外置电池组充电（浮充状态），电池组又会连接到控制UPS主机，控制UPS主机的输出端会供给屏蔽门、安全门的控制电路。详见图1：

该套系统在未经优化前，曾出现过以下四种情况：

1、外部市政供电正常，且UPS系统工作正常的情况下，220V市电会经过控制UPS主机逆变稳压后输出，供给负载屏蔽门控制系统。

2、外部市政供电中断时，该套UPS系统会消耗其外置电池组、UPS模块等所储存的电量，继续供电给屏蔽门，确保屏蔽门可维持一段时间的运行。

3、当外部市政供电正常，而控制UPS模块发生故障，或主机发生一些小故障时，市电可经过UPS系统主机的电子旁路装置直接输出到屏蔽门控制系统（无逆变），屏蔽门亦能继续正常运行。

4、当外部市政供电正常，而控制UPS内部旁路模块故障，市电无法经过UPS系统主机输出到屏蔽门控制系统，屏蔽门设备无法继续正常运行。

上述四种状态中，前三种均未影响屏蔽门设备正常运行。第四种却令负载完全失电，是用户最不希望出现的状态，特别是轨道交通行业，更不允许这种风险的存在，即使机率再低也不允许。

二、四号线控制UPS加装旁路方案：

由于曾经发生过整个控制UPS主机故障（死机），UPS主机的电子旁路功能失效，导致主机无输出。为了不把UPS从系统中拆除（因为拆除了，就没有后备电源了，影响更大。），同时把上述第四种情况出现的风险去除，我们就想到了加装外部旁路。

于是根据四号线屏蔽门控制UPS存在的原理，提出了在主机外部加装自动旁路的技术改造方案（详见图2中蓝色部分）。

外部旁路中，由KA继电器负责检测UPS主机是否有输出，检测无输出时，接触器KM1的线圈失电，接触器KM2的线圈得电，两个主接器切换，市电会经由旁路直接输出到负载，跳过整套控制UPS。

三、加装旁路的效果

在改造过程中，我们发现上述方案的投入较小，只需要几个继电器以及电线就可以进行改造了（详见图3）。且加装后有以下几个优点：

1、加装旁路后，如果发生整个控制UPS主机故障，主机无输出的情况。系统会自动跳转外部旁路，不影响屏蔽门的正常运行。这为屏蔽门的运行提供了保障，在轨道交通行业成为重要。

不间断电源范文第9篇

关键词：不间断电源 变频器 蓄电池

中图分类号：TM61 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（a）-0007-02随着科学技术的高速发展及人民生活水平的不断提高，人们对电质量的要求及依赖性也越来越高。尤其是对一些不允许间断供电的重要负荷的场合提出了更高的要求，比如：转炉、氧枪提升等转动设备以及电力、冶金、石化等行业的冷却系统中的水泵、油泵等类负载，一旦断电将导致运行中的机组停运，会给企业造成巨大的经济损失。交流变频型不间断电源的出现为这些场合提供了可靠的电源保障。

1 设计思想

电机硬启动对电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流对设备、管路的使用寿命都不利。而变频器的软启动功能可以使输出电压和频率均从零开始，即限制了启动电流，甚至小于额定电流电机都可以正常启动，这样不但减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，而且还延长了设备的使用寿命。

目前常用的电压型变频器，其中间直流环节的电压约为510～620 V，如果在市电停电后能为变频器的中间环节提供一路这样的直流电压，其逆变器就能不间断地输出三相正弦交流电压，而且其电压及频率均能连续可调。由此只要配套一组蓄电池，就可实现对负载的不间断供电。

2 系统组成和工作原理

由图1可以看出，交流变频型不间断电源主要由矢量变频器、蓄电池组、高频开关充电模块、监控模块和隔离变压器构成。

当交流供电正常时，由三相正弦交流电给变频器负荷提供电源且电池不接入变频器，同时交流电源由隔离变压器经充电模块对电池依电池状态处于浮充或均充工况，使充电安全且满容量充电，确保可靠后备电源；当交流输入电源中断时，电池投入变频器直流电源侧使变频器有可靠后备电源，继续提供三相变频电源输出。

3 实例应用

辽宁凌源钢铁项目现场要求变频器输出功率为15 kW，交流事故停电后由电池继续给变频器供电，保证负载能连续工作，且后备时间为10 min以上。

3.1 矢量变频器

变频器选取西门子6SE70系列，对应额定功率15 kW选取即可。电机制动时（事故刹车），其由惯性产生的能量需要被消耗掉，所以需配备相应的制动单元。制动单元实质上是一个斩波器，它根据直流母线上电压值的大小判断制动的状态从而进行投入和切除。同时它还可以监控制动电阻上流过的电流，使其正常、安全的工作。为了加大制动功率或提高长时间制动功率，可以再外接一个与其匹配的制动电阻。

3.2 蓄电池组

该设备采用阀控式密封铅酸免维护蓄电池（VRLA）作为后备电源，其具有寿命长、无污染、体积小、放电性能好、维护量小等优点。

3.2.1 电池只数的确定

根据变频器直流额定工作电压范围：510 V（-15%）-650（+10%），计算变频器正常工作电压的上限和下限值，即： V； V。

变频器的直流工作电压取其平均值，即：

由此得，取N=42只。

即： V

此电压值在变频器工作电压范围内，所以电池按42只选取即可。

Un为变频器直流输入电压；Uf为单体蓄电池浮充电电压。

3.2.2 电池终止电压的确定

根据变频器直流额定工作电压范围：510 V（-15%）-650（+10%），即当电压低至 V时，变频器仍然可以正常工作。

根据变频器最低工作电压，由此推算单只电池的放电终止电压为： V。

蓄电池放电电流的计算公式为：。

P为变频器功率，Pt为变频器功率因数，η为变频器效率，U为放电后电池组端电压 A。

对照阳光电池放电表（见表1），得知：终止电压在1.75 V时，放电15 min，大于32.96 A的电流值为46 A，即对应的电池为32 AH。由此可知15 kW的变频器，至少需要配备32 AH的电池。

3.3 充电模块的选择

充电模块采用新型大容量IGBT功率器件及先进的PWM脉宽调制技术，使其具有大功率输出的特点。同时充电模块采用独特结构，对小容量的电池也能做到稳定的恒流充电，不会过充或欠充。因此具有良好的稳压、稳流精度，确保用电安全和延长电池使用寿命。而且该IGBT充电模块带有内部温度检测，当温度高时，自动开启风扇散热。在此基础上采用抗干扰能力极强的计算机、串行A/D、D/A转换器等新型器件，实现模块的智能控制，确保其对电池进行恒压限流充电。通过通信接口还可对模块进行启/停控制、参数设定、运行状态检测等操作。

3.3.1 充电模块电压的确定

即

Ur为充电装置的额定电压；n为蓄电池单体个数；Ucm为充电末期单体蓄电池电压（阀控式铅酸蓄电池为2.4 V）。

根据，得出 V考虑到电网电压的波动及交流变直流时的占空比，为了提高电池和变频器的可靠性，在此基础上还需考虑一个可靠系数，即充电模块需输出的电压为： V，由此可知充电模块的输入电压为500 V，输出电压为605 V。

4.3.2 充电模块电流的确定

充电模块的主要作用就是给电池充电，而铅酸蓄电池充电电流为0.1C10，即为 A由此，充电模块额定电流为10 A，同时为了保证系统的可靠，一般充电模块都为冗余设计，即10 A充电模块2个。

3.4 监控模块

具有人机操作界面的监控模块是整个设备的信息处理中心，它分为监控单元和检测单元两部分。其功能为：通过内部通信总线与检测单元、充电模块等进行信息交换，获得各种运行参数，实施各种控制操作，从而实现电源系统的“四遥”功能，即遥信、遥测、遥控、遥调；根据获得的信息进行处理，并通过无源接点输出报警信息或给充电模块发出相应的控制命令；根据对交流进线电压的监测，控制双路交流输入的切换；按照预设的充电曲线控制充电模块对电池的充电；提供RS-232、RS-422或RS-485接口与后台计算机通信；监测交流输入电压、输出过压、输出电流、电池充电电压、电池充电电流。

3.5 变压器容量的确定

国内的供电电源一般都是380～400 V，而现在充电模块输入需要的交流电压为500 V，所以需要使用隔离变压器将电压由380 V升压到500 V，充电模块是给电池提供直流充电电压和电流的，电池已选定32 AH，那么根据铅酸阀控式电池的充电特性，充电电流按照0.1倍的电池容量，由此得到电池的充电电流为3.2 A。

由此得出变压器容量：

即

UE为整流变压器二次线电压；IE为整流变压器二次线电流；ID为直流侧电流

变压器选用/Y-11型，即变压器为 2.5 kVA，380/500 V/Y-11。

4 结语

此设备在现场运行良好，期间曾多次因为停电为现场提供了稳定可靠的电源，使现场设备能够正常运行，得到用户一致的认可。

参考文献

[1] 电力行业标准.电力工程直流系统设计技术规程[M].北京：中国电力出版社，2006.

[2] 白忠敏.电力工程直流系统设计手册[M].北京：中国电力出版社，2009，9.

不间断电源范文第10篇

[关键词]UPS 分类与特点 选择 工作原理 安装与使用

中图分类号:U284.77文献标识码:A

[引言]电源从它的发源地电厂出来,通过电网、变电站、输电线路、配电,直至各个用电终端,有如人体的血液,发自心脏,通向人体的各个器官、肢体直至各个角落。数字电力,无疑为发电厂的建设、生产、管理和运行提供了现代化的手段,而数字电力的基础仍然是它的动力――电源。目前不间断电源(UPS)在各行各业都得到了广泛的应用,对如何合理使用及维护,减少故障、延长其使用寿命,结合我在工作实际中的具体做法和积累的经验技巧,作一简单介绍。

一、UPS电源的分类与特点

不间断电源UPS(UninterruptiblePowerSystem),是一种含有储能装置,以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。

UPS电源种类很多,一般为静态变换式,分为后备式、在线式、在线互动式三大类,最常用的是在线式UPS。在线式UPS电源有市电输入时以“交流电一整流一逆变器”方式向负载供电,同时向机内电池充电;当市电中断时,即以“蓄电池逆变器”逆变转换的方极方式向负载提供220V交流电源。其特点是真正实现了对负载的无干扰稳压供电,由市电供电到蓄电池供电零时间切换,使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS效率、功率因数、转换时间、输出电压、频率范围等都是表征UPS性能的重要参数。总的来说,在线式UPS几乎可以解决所有的常见电力问题。

二、UPS电源使用的必要性

公共电网中一些较大的感性、容性、开关电源等负载会造成电网电压波形畸变或频率漂移,恶化电网的供电品质,意外的自然和人为事故,如地震、雷击、输变电系统断路或短路,也会影响负载的正常工作。据测试,电网中经常发生并且对电脑和精密仪器产生干扰或破坏的问题主要有电涌、高压尖脉冲、暂态过电压、电压下陷、电线噪声、频率偏移、断电等等。

计算机对电源的要求较高,尤其是内存,如果非正常断电,内存中的信息来不及保存到硬盘等存储设备上,会造成信息丢失或变得不完整而失去价值,浪费大量的工作精力和时间,甚至造成巨大的经济损失,像UNIX这样的操作系统,如内存中的系统信息没有回写到硬盘上,还可能造成系统崩溃。电脑中硬盘虽是磁存储介质,不因断电而损失信息,但突然的电力故障会使正在进行读写工作的硬盘物理磁头损坏,或者系统文件在维护文件系统时,造成文件分配表错误,而造成整个硬盘数据丢失。现存的操作系统大都设置虚拟内存,由于突然的断电,使系统来不及取消虚拟内存,从而造成硬盘中的“信息碎片”,不仅浪费了硬盘存储空间,还会导致机器运行缓慢。

电脑电源是一种整流电源,过高的电压可能会造成整流器烧毁。电压尖脉冲和管态过电压以及电源杂讯等干扰都可能通过整流器进入主机板,影响机器的正常工作,甚至烧毁主机线路。随着计算机和网络的广泛应用,安全可靠的电源已是计算机管理人员必须认真面对的重要问题。

三、UPS的选择

不是所有的电器设备都需要使用UPS,在选择UPS时,主要应考虑负载大小、负载的特性及重要程度以及放电时间。

(一)负载的特性。电脑及其设备多为带容性的整流性负载,启动时都有冲击电流,即使是在正常运行时,其电流的峰值也有其有效值的23倍,因此在选用UPS时应考虑到这一特性,给UPS留一定的余量。

(二)负载大小与UPS容量计算。电脑设备负载功率因数在0.65――0.7之间,可将各个负载的额定功率矢量累加求出总功率,UPS容量按以下公式选择:

UPS容量≥负载容量/0.8

即考虑到负载启动的冲击电流,负载容量应为UPS额定容量的80%以下。

(三)放电时间的配置。一般长效型UPS备用时间主要受电池成本、安装空间以及电池回充时问等因素的限制。在电力环境较差,停电较为频繁的地区采用UPS与发电机配合供电的方式。停电时,先由UPS电池供电,如停电时间较长,可以启动备用发电机对UPS继续供电,当市电恢复时再切换到市电供电。

(四)电池供电时间计算。电池供电时间主要受负载大小、电池容量、环境温度、电池放电截止电压等因素影响。UPS电池供电时间,可先计算出电池放电电流,然后根据电池放电曲线查出其放电时间。

电池放电电流可以按经验公式计算:

放电电流=UPS容量(VA)×功率因数/电池放电平均电压×效率;

如要计算实际负载放电时间,只需将UPS容置换为实际负载容量即可。

四、UPS的工作原理

(一)AC-DC变换:将电网来的交流电经自耦变压器降压、全波整流、滤波变为直流电压,供给逆变电路。AC-DC输入有软启动电路,可避免开机时对电网的冲击。

(二)DC-AC逆变电路:采用大功率IGBT模块全桥逆变电路,具有很大的功率富余量,在输出动态范围内输出阻抗特别小,具有快速响应特性。由于采用高频调制限流技术,及快速短路保护技术,使逆变器无论是供电电压瞬变还是负载冲击或短路,均可安全可靠地工作。

(三)控制驱动:控制驱动是完成整机功能控制的核心,它除了提供检测、保护、同步以及各种开关和显示驱动信号外,还完成SPWM正弦脉宽调制的控制,由于采用静态和动态双重电压反馈。极大地改善了逆变器的动态特性和稳定性。不间断电源工作原理框图下图所示。

五、UPS的安装

UPS安装质量好坏直接影响到UPS系统今后的长期运行,因此UPS从规划到安装过程都应该规范。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。

(一)电网情况。主要包括电网电压波动范围、停电频率等已确定UPS备用时间的配备。如有必要可以在UPS前级增设其他保护措施。使用UPS电源时,应务必遵守厂家的产品说明书有关规定,保证所接的火线、零线、地线符合要求,不得随意改变其相互的顺序。

(二)使用环境。UPS电源的使用环境应避免阳光直射,并留有足够的通风空间,利于散热,保证UPS进行维护时,工程人员有一定的施展空问。温度要求为0℃-40℃,湿度要求为10%-90%,周围环境要保持清洁,以减少有害灰尘对UPS内部线路的腐蚀,UPS长延时配置时,电池较重,应考虑地板单位面积承重问题。

(三)接地情况。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,一般接地电阻小于4Ω较为理想。

鸣开关打开。

六、结束语

在UPS的使用过程中注意,再好的设备也有寿命,也会出现各类故障,不要因为高智能、免维护而忽略了本应进行的维护工作,预防在任何时候都是安全运行的重要保障。

参考文献

1、徐济仁,陈家松;UPS技术及其发展趋势[J];有线电视技术;2003年11期

2、李焦明;大型UPS系统应用技术要点[J];电力自动化设备;2005年04期