ups不间断电源范文

时间:2023-03-09 11:31:08

ups不间断电源

ups不间断电源范文第1篇

关键词:UPS不间断电源;维护方法;原理分析

中图分类号:TN86 文献标识码:A

0.引言

随着电力逐渐应用到生产和生活当中的各个领域,许多情况下需要保证用电设备能够保持良好的持续供电,而要保证用电设备能够持续供电,就要确保其在使用过程当中能够不断电。例如在一些企业当中对于生产需要设备不仅能够确保不断电,同时还要求这些设备的电压、频率能够保持在稳定的状态中,从而确保生产工作不受影响。因此对于使用UPS不间断电源的企业来说,要对这种设备有充分地了解,明确其原理,并且结合实际情况,对其进行维护。

1. UPS不间断电源的类型分析

1.1 后备式UPS不间断电源

这种UPS不间断电源是如果外电能够正常运行,那么在外电通过滤波以及抗浪涌无源滤波器处理之后会被输送到负载中,并且其电池也可以积蓄电能。如果供电发生故障,设备无法继续工作,那么后备式UPS的逆变器就会打开,之前积蓄在电池当中的电压会发生转换,被逆向传送回负载,然后作用于设备。在这个过程当中,电压的转变会消耗一定的时间,这个时间主要是由逆变器和继电器所决定的。这种UPS不间断电源虽然价格较低,且结构简单,容易生产,但是由于其电压转换的时间较长,并且在转换过程当中有一定的损耗,因此输出的供电质量并不是很理想,不会应用到一些比较重要的用电设备当中。

1.2 在线式UPS不间断电源

在线式主要包括有两种,第一种是三端口的UPS不间断电源,这类主要是通过类似于铁磁谐振稳压变压器的原理实现,其主要包括有3个绕组,分别为输出、外电、双向绕组。另外,三端口UPS不间断电源的最主要的核心部分是双向逆变器,即常见的整流逆变器,其主要作用是在供电正常时能够发挥整流的作用,从而确保电力系统的负载正常,同时保证蓄电池能够发挥其充电功能。当供电发生异常停止供电时,设备的逆变功能启动,存储的直流电压能够在较短时间内转变为交流电压。

第二种是串联型的在线式UPS不间断电源,这种型号的不间断电源在供电正常的情况下能够将被输入的交流电通过其自身的滤波设备将各种干扰因素进行处理,然后再通过整流滤波进行优化,从而保证其逆变器与蓄电池能够发挥其充电功能。其中逆变器主要将电压和电频以逆变器作为载体传送到负载当中,在供电出现异常无法供电时,逆变器启动,电压从直流电变为交流电,然后输送到过载当中,保持供电的质量。

2. UPS不间断电源的工作原理分析

2.1 在线式UPS不间断电源的工作原理

在线式不间断电源主要由多个电器元件组成,主要包括有逆变器、蓄电池、开关以及保护电路等,当供电正常时,外界输送进入的电压以整流滤波电路作为载体将电压输送到逆变器当中,然后逆变器配套的设备发挥功能和逆变器将SPWM波与正玄波实现转换。与此同时,蓄电池与充电设备开始工作,将电压进行存储。这是在线式UPS不间断电源的基本运行模式,外部供电输送进入后主要是经过逆变器开始为负载进行充电,逆变器则实现对于输送电压的监控。

2.2 后备式UPS不间断电源工作原理

后备式UPS不间断电源同在线式的有一些不同之处,其中最主要的是,后备式UPS不间断电源没有整流滤波器,因此逆变器的电能获取要逊色于在线式UPS不间断电源,只能通过蓄电池获得电能,且在供电正常时,逆变器处于未开启状态,电压的输出形态为方波。同时,在外部供电正常的情况下,输出变压器实现交流电压的稳定,不间断电源旁路运行,转换开关发生变化,供电由此进入,进入的电能经过转换开关和输出变压器进行链接,再实现负载的电能补给。而当外部供电出现异常时,变压器的接电通过继电器的工作实现其稳定性。

当外部供电的电压出现异常时,UPS不间断电源开始工作保持后备运行状态,用于监控的电路感应到电压异常就会启动逆变器,同时将转换开关变为逆变器端,蓄电池开始工作,为负载补充电能。对负载的输电则由逆变器进行调整,以避免供电出现变动。后备式UPS不间断电源与在线式UPS最大的不同点在于逆变器,如果外部供电正常,那么后备式UPS不间断电源的逆变器就处于静止状态,只有当供电出现异常时,逆变器才会启动。另外,继电器在启动以后需要进行转换,这个时间一般是5ms左右。

3. UPS不间断电源的维护方法分析

随着近些年我国信息技术水平不断进步,逐渐应用到了电力系统当中,因此许多电力系统的设备在发展当中逐渐出现了智能化、自动化的发展趋势,UPS不间断电源的发展当中体现了这一点。因此虽然对于UPS不间断电源来说,虽然其在一定程度上实现了自动化,不需要像传统的电源一样进行烦琐的维护工作,但是仍然有些需要注意的地方,通过对其进行一定的维护从而保证使用过程当中的安全性,从而保证UPS不间断电源的正常使用。

3.1 主机与蓄电池的维护

一般来说,UPS不间断电源的主机对于运行环境并无过高的要求,在普通的室温环境下即可实现正常运转。但是,其运行需要清洁性,如果主机当中有过多的灰尘,当空气中水汽较大的情况下,过多的灰尘会导致主机的运转受到影响。而UPS不间断电源的蓄电池对于温度则有一定要求,一般其最适宜的工作温度为25℃。因此需要对与灰尘以及温度需要进行一定的维护,当环境温度发生变化时,则需要对浮充电压进行调整。蓄电池对于UPS不间断电源具有非常重要的作用,可以说是实现其功能的核心,如果没有蓄电池,那么UPS不间断电源的根本功能特性就会丧失。由于其使用的蓄电池本身都属于稳定性较好的蓄电池,因此一般在UPS不间断电源的实际应用过程当中是不需要对于蓄电池进行维护的,但是由于实际上各种因素对于蓄电池的影响并没有变化,因此对于蓄电池进行一定的维护可以在一定程度上提高蓄电池的使用寿命。

3.2 操作维护

当外部供电停止时,负载开始工作,这时候不要将UPS电源运行,要在负载彻底停止工作以后,UPS不间断电源启动时,再次开启负载。这是由于负载本身有着冲击电流与供电流,因此如果在负载没有停止的状态下开启不间断电源,就会导致其发生过载,从而影响到变换器,最终导致不间断电源无法正常工作,对生产以及生活都会造成严重的影响。

结语

UPS不间断电源在我国用电需求日益增加的情况下有着非常重要的地位和作用,尤其是在一些比较重要的、需要保证其供电质量的用电设备的使用当中,UPS不间断电源更是发挥着重要的作用。本文主要对UPS不间断电源的类型以及运转原理进行了分析研究,并且就其维护方法做了阐述。在UPS不间断电源的使用过程当中,要不断结合实践总结经验,从而保证供电质量,确保生产的正常运行。

参考文献

[1]冯成明.不间断电源UPS容量计算方法与日常管理维护[J].企业科技与发展,2012(6):32-33.

[2]胡小兵.机房UPS电源的维护方法[J].电子制作,2012(11):46+76.

[3]何小明,李仁杰,于宏伟,等.核电厂仪控系统不间断电源冗余方案的研究及维护[J].仪器仪表用户,2016(1):34-36+33.

ups不间断电源范文第2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

ups不间断电源范文第3篇

关键字:UPS,蓄电池,维护

Abstract: in today, equipment for power load demand more and more high, in order to ensure that equipment are the demand, and solve the problem of the power grid to equipment damage, this requires such power supply has the safety, reliability and stability, the purity. UPS is conforming to this demand, this is to stabilize, continuous, uninterrupted to load provide pure, high quality communication power supply.

Keyword: UPS, storage battery, maintenance

中图分类号:TM912文献标识码: A 文章编号:

UPS(Uninterruptibe Power Supply)是不间断电源的英文缩写简称。配置UPS的目的是为了防止因市电停电和发生电压下限或外来噪声侵入等造成计算机设备、通信设备等负载设备的停机或发生误动作。在计算机运行期间,如果市电供电中断,将会导致数据库中的数据丢失和程序破坏,有时甚至使磁头和磁盘遇到损坏,造成难以弥补的损失。为了解决以上的问题,UPS由此产生。

随着计算机网络技术、现代全球化通信技术和高精尖的精密加工工业的发展和因此而带动起来的信息产业的发展,人们愈来愈认识到,以计算机和通信设备等为代表的非线性负载在运行过程中所产生的“谐波污染”是造成当今电网供电质量普遍恶化的主要原因。

为满足计算机网络通信系统、电信和移动电话通信系统、航空管理系统、公路和铁道调度和售票系统等部门对高可靠和高质量电源的需求,UPS正越来越广泛地被选用。所有这些,反过来又在促进UPS技术的发展。由于将网络通信和电源监控软件调控技术完善的结合起来而形成的智能化UPS电源的出现,它不仅能使用户可以从任何计算机网络结点上监控UPS的运行,而且还可利用电源监控软件对用户的计算机操作系统和所运行的程序及数据提供全面的保护。

1.UPS的作用

一台设计完善的UPS所要完成的主要作用是向用户的重要设备提供可靠与高质量的无时间中断的交流电源。

UPS电源需要向用户提供具有如下优点的高质量电源:输出电源的稳压精度高;工作频率稳定;电压失真度小的纯净正弦波电源;输出波形上不存在任何干扰;无论市电电网供电正常与否,UPS能在毫无时间中断的条件下,向用户提供高质量的交流电源。所配置的UPS电源在长时间运行过程中,可能产生的任何瞬态供电中断时间控制在5ms的范围之内。一般的微机和服务器所允许的瞬态供电中断时间在10ms的范围。如果向计算机和通信设备服务器所提供电源的瞬态中断时间超过上述范围时,就会造成微机进入自检无动作的状态,从而造成用户所正在运行的数据或程序被破坏和丢失的不幸局面。当遇到这种情况时,用户就会看见正在运行中的微机显示屏上出现一片空白,服务器上先有告警灯(一般红灯)闪亮后停止工作,随着瞬态供电中断现象的消失,微机再次进入程序自检,自检开机运行状态,服务器也可能重新启动也可能烧坏。

2.UPS的工作原理

现在的UPS电源按工作原理不同,向用户提供如下五种类型的UPS电源品种:(1) 双变换在线式UPS电源;(2)变换器型UPS电源;(3)在线互动式UPS电源;(4)后备式正弦波输出UPS电源;(5)后备式方波输出UPS电源。

按供电体系不同,UPS分为:单进单出UPS;三进单出UPS;三进三出UPS。

按输出功率不同,UPS分为:小功率(30KVA)。

目前通讯行业普遍使用的是双变换在线式(On-line)UPS电源系统;下面介绍此UPS电源系统的工作原理,如图2.1。

图2.1 UPS工作原理系统图

2.1UPS正常运转时的运作方法:

不间断电源系统的供电原理是当市电正常时,机器会将市电的交流电转换为直流电,而后对电池充电,以备电力中断时使用;这里跟各位强调的是不间断电源系统并不是停电时才会动作,像是遇到电压过低或过高、瞬间突波等,足以影响设备正常运转的电力品质时,不断电系统均会动作,提供设备稳定且干净的电力。 当市电正常供电时,市电经滤波回路后,分为两个回路同时动作,其一是经由充电回路对电池组充电,另一个则是经整流回路,作为逆变器的输入,再经过逆变器的转换提供电力给负载使用;由此可知,在线式不间断电源系统的输出完全由逆变器来供应,因此不论市电电力品质如何,其输出均是稳定而不受任何影响。

2.2 市电停电时,UPS的运作方法:

一旦市电发生异常时,将储存于电池中的直流电转换为交流电,此时逆变器的输入改由电池组来供应,逆变器持续提供电力,供给负载继续使用,达到不间断的功能。不间断系统的电力来源是电池,而电池的容量是有限的,因此不间断电源系统不会像市电一般无限制的供应,所以不论多大容量的不断电系统,在其满载的的状态下,其所供电的时间必定有限,若要延长放电时间,须购买长时间型不间断电源系统。

2.3旁路运行方式当在线式UPS超载、旁路命令(手动或自动)、逆变器过热或机器故障,UPS一般将逆变输出转为旁路输出,即由市电直接供电。由于旁路时,UPS输出频率相位需与市电频率相位相同,因而采用锁相同步技术确保UPS输出与市电同步。旁路开关双向可控硅并联工作方式,解决了旁路切换时间问题,真正做到了不间断切换,控制电路复杂,一般应用在中大功率UPS上。如果在过载时,必须人为减少负载,否则旁路短路器会自动切断输出。

2.4旁路维护方式当UPS进行检修时,通过手动旁路保证负载设备的正常供电,当维修操作完成后,重新启动UPS, UPS 转为正常运行。极低的维护率,MTTR为15分钟,极大地提高UPS可用性。

3.UPS的日常维护

1、经常对UPS主机和电池组进行清洁,以免机箱太脏造成通风口堵塞,而影响机器寿命。

2、注意检查室内温度,以便机器工作在15—25摄氏度最佳环境,如果温度过高会影响主机和电池的寿命。

3、输入电源线应长期与UPS相连,这样可保证只要有市电即可给UPS的电池充电,电池组只有与UPS主机相连接才能充电。

4、如果正常工作时遇到市电停电,UPS可提供标准值的电池后备时间,但每次放电完毕后必须及时充电。否则,UPS将无法提供足够的后备时间让负载正常工作。

5、对于长期不停电的地区,应每隔3个月对UPS的电池组进行一次较深度的放电,即市电输入开关断掉,用电池支持负载,直到电池电压接近到欠压范围;然后立即合上市电输入开关,重新将电池组充至满容量,以此来激活电池,确保电池有较长的可靠寿命。

6、电池间的温度应保持25摄氏度的最佳环境,对电池组每月一次进行测试,多巡视每只电池电压,是否落后电池,有发现落后赶快做活化等有效措施,要恢复电池电压正常状态;

7、发生故障灯亮与蜂鸣器,通常代表机器内部有电路不正常,致使保护电路动作。在使用过程中遇到此情况时,可先关机,待十分钟后再重新启动UPS。如果启动时就发生这种情况,则可能电路中有故障存在,必须仔细检查并维修。

8、对于大中功率UPS来说,频繁的开关机会缩短UPS的工作寿命,因此建议尽可能的减少开关机次数。通常,将UPS开起来以后,就让其一直运行,只有当停电较长而需要保护电池,以避免电池深度放电时才关掉UPS。

9、每半年都应检查一次输入,输出电缆;检查电缆有无破损,测量接触是否良好。

4、使用UPS注意事项

1、UPS的使用环境应注意通风良好,利于散热。并保持环境的清洁。 2、 UPS输出插座应明确标识,勿使加入无关负载或短路。 3、切勿带感性负载,如点钞机、日光灯、空调,以免造成损坏。4、若用户在市电停电期间使用发电机供电,应保证发电机功率大于两倍UPS额定功率。必须在发电机启动稳定后才能接入UPS。5、开启UPS负载时,一般遵循先大后小的原则。6、UPS输出负载控制在60%左右为最佳,可靠性最好。

5.结束语

ups不间断电源范文第4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。

ups不间断电源范文第5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

ups不间断电源范文第6篇

【关键词】不间断电源UPS;铅酸免维护蓄电池;维护

0.前言

UPS是不间断电源(uninterruptible power system)的英文简称,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, 能够提供持续、稳定、不间断的电源供应。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持续、稳定、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。因此,在广播电视机房,UPS电源有着不可或缺的作用。

在广播电视播出机房,为了保证播出不间断,对供电有一个特殊要求,就是切换主备电源的自动互投的过程中“保零秒”。互投时出现瞬间闪络停电。这对一般照明负荷影响不大,但是对播出微机、服务器、编码器等设备,影响就很大,所以给播音数字化微机设备供电,为防止丢失数据、死机,需要配置应急电源。另外,在外线全部停电时,启动发电机需要时间,所以对于工艺机房内不允许瞬间闪络断电的负荷,必须配置在线式应急电源(UPS),并严禁其他非播出工艺负荷接入应急电源系统。

1.UPS电源基本工作原理

UPS电源可以在市电出现异常时,有效地净化市电;还可以在市电突然中断时持续一定时间给设备供电,使你能有充裕的时间应付播出故障。UPS之所以能持续不断的供给稳定电能,主要在于其特定的工作原理。图一为在线式UPS原理框图:

图一

如图一所示,UPS电源由可控整流部分、逆变器部分、逆变交流静态开关、旁路交流静态开关、可充电免维护铅酸电池、电池组开关、主机输入输出开关,逆变器故障旁路开关、应急及检修旁路开关等组成。其中电子电路部分统一受主机微电脑控制器控制。其外电停电时,主要有蓄电池组供电。

(1)可控整流部分:为三相可控整流装置,对输入电压、频率的变化范围,以及三相相序有着严格要求。输入电压、频率偏高或偏低会报警,输入相序错误逆变器将停止工作,因此进线电源或发电机组接入时必须保证相序正确(发电机组接入应保证顺相序)。每相整流元件为两个时,称为六脉冲整流,每相整流元件为四个时,称为十二脉冲整流。十二脉冲整流性能好于六脉冲整流,但是设备价钱较高。由于流过可控整流器的电流波形为非正弦波,其谐波成分将对来电电源产生严重污染,所以进线端一般要加隔离滤波装置,部分减轻污染。整流后分两路输出,一路通过智能化充电控制电路向蓄电池充电,另一路供给逆变器。

(2)三相逆变器部分:平时外线供电时,将整流后的直流转变成50赫兹三相交流电输出,在外电停电时,蓄电池提供电源,依靠逆变来保证不间断供电。这两种情况下,逆变器均具有自动稳压、稳频输出的功能。

(3)逆变交流静态开关、旁路交流静态开关以及几个手动开关的功能:当逆变器正常工作时,微电脑控制器控制逆变交流静态开关导通,向负荷送电。一旦逆变器发生内部故障或过电流,自动切断逆变交流静态开关,切换到旁路交流静态开关回路供电,切换速度为微秒级,不会造成工艺负荷停电。因此这两种静态开关必须是互锁的。当然,在逆变器无故障情况下,如果需要进行计划性检修保养,可以通过主机操作面板的操作,人为的停止逆变器工作,设备自动切断逆变交流静态开关,转换到旁路交流静态开关回路供电,切换速度极快,不会造成负荷停电。此时可以安全的手动合上应急及检修旁路开关S3,再切断S1、S2、S4、S5开关,退出UPS运行,进行检修。整个过程不停电。综上所述,可以看到该设备使用的特殊性,要求电气人员必须熟练掌握本设备的原理、操作、故障应急处理。

(4)蓄电池组:由于蓄电池组是停电后逆变器的唯一能源,所以电池的质量、工作环境和检测保养至关重要。电池组容量配置,应根据设备功率和应急延时要求,一般可以选择应急供电15—30分钟。在这个时间段内,可以从容的进行发电机组投入前的倒闸操作,以及启动后备发电机组等工作。运行中注意蓄电池室的通风问题、温度限制问题。对电池室温度一般要求恒定在20度,特别要防止电池冻坏提前报废。应定期进行放电并检测放电曲线,如发现性能下降、漏液、变形等现象必须及时更换。

2.UPS电源的维护保养

作为应急电源的UPS 设备的保养尤为重要,必须定期对设备内部进行清扫,清除强迫风冷电机带进机内的尘土飞絮,检查元件情况、机内外线路连接情况,调测各项指标。发现可疑问题应提前及时更换元件。

UPS电源中蓄电池是平均无故障时间最短的部件,也是保证不间断供电的关键部件,因此,了解UPS蓄电池在使用中的注意事项,并正确使用和维护它尤为重要。

UPS蓄电池一般可分为铅酸蓄电池,铅酸免维护蓄电池及镍镉电池等。考虑到负载条件、使用环境、使用寿命及成本原因,我台发射机房选择使用了铅酸免维护蓄电池。它的主要特点,是在规定的浮充寿命期内不必加水维护,因此又称为免维护铅酸蓄电池。免维护只是与普通蓄电池相比,在使用过程中免去了添加纯净水或蒸馏水的工作,并非免去了一切维护。下面介绍影响UPS电源蓄电池使用寿命的主要因素和注意事项,希望能给大家在蓄电池的使用和维护中提供帮助。

第一,温度对电池的影响;UPS蓄电池最佳使用温度是在15℃到25℃之间,环境温度低,蓄电池容量下降,温度每低一度,容量下降1%。环境温度过高,将加速蓄电池板栅的腐蚀和水分的损失,会使电池过充电产生气体而充电不足,缩短蓄电池的使用寿命。第二:尽量避免深度放电;UPS蓄电池深度放电后会在极板表面生成大颗粒的硫酸铅结晶,久而久之会造成极板硫酸化。放电深度越深,其循环使用次数越少,因此在使用时应避免深度放电。虽然UPS都有低电压(一般单节蓄电池放电至10.5V左右)保护功能,但若UPS电源工作于轻载放电或者空载放电的情况下直至UPS自动关机,就会造成蓄电池的深度放电。因此,在市电中断后就应该注意在UPS电源自动关机前作应急处理,提前关闭UPS。第三,电池存放的影响;电池在存放、运输过程中,会因为自动放电而失去部分容量,因此,在投入使用前,应根据电池的开路电压判断电池的剩余容量,对容量不足的蓄电池进行补充充电。对搁置备用的蓄电池,每3个月应进行一次补充充电,可以通过测量电池开路电压来判断其状态。以12V电池为例,若开路电压高于12.5V,则表示电池储能还有80%以上;若开路电压低于12.5V,则应该立刻进行补充充电;若开路电压低于12V,则表示电池储能不到20%。第四,定期对蓄电池放电;UPS电源蓄电池长期闲置不用或使蓄电池长期处在浮充状态下(即电网长期不停电),会导致蓄电池中大量的硫酸铅吸附到电池的阴极表面,形成所谓的电池阴极板的硫酸盐化,由于硫酸盐是一种绝缘体,它的形成必将对电池的充放电形成不良影响。阴极板上形成的硫酸盐越多,电池的内阻越大,电池的可充放电性能越差,从而导致电池老化,活性下降,使蓄电池的使用寿命大大缩短。应该每隔3到4个月人为的让UPS中的蓄电池放电,放电时间控制在正常放电时间的1/4-1/3为宜。第五,尽可能将蓄电池组安装在清洁、阴凉、通风、干燥的地方;要避免受到阳光、加热器或其他辐射热源的影响。UPS蓄电池应正立放置,不可倾斜。要注意电池的规格和数量的正确性,不同规格、不同批次的UPS电池不能混用。第六,在UPS蓄电池运行中要注意蓄电池连接是否松动,极柱是否锈蚀,外观是否异常,一般情况下可在极柱上涂抹黄油,防止极柱锈蚀。监视蓄电池组的端电压值、浮充电流值、每只蓄电池的电压值,若发现个别蓄电池压差过大,要及时均充。

【参考文献】

[1]刘洪才,李天德等.广播发射与卫星传输理论基础[M].北京:中国广播电视出版社,2002.

[2]电子报[J].四川:四川日报报业集团,2010,(40).

ups不间断电源范文第7篇

关键词: 后备式与在线式 有旁路与无旁路 商用级与工业级

不间断电源装置(Uninterruptible Power Supply,简称UPS)是指当供电电网突然停电时,仍能保证交流电源不间断地供电。同时由于其经过了整流及逆变,因此提供的交流电源为优质的稳压、稳频的纯净正弦波电源。

下面以UPS的不同类型为线索来阐述对其的选用。

1. UPS按容量大小进行分类

UPS按容量大小可分为小型、中型和大型,小型UPS为1kVA及以下,中型UPS为2~15kVA,大型UPS为20kVA及以上。

小型UPS的输入电压为交流单相220V;中型UPS的输入电压一般为交流单相220V,也有的为交流三相380/220V;大型UPS的输入电压为交流三相380/220V。

2. UPS按工作方式进行分类

UPS按工作方式可分为后备式和在线式。

后备式UPS是指在电网正常供电时,由电网直接向负荷供电(通过交流旁路通道再经转换开关),机内的逆变器处于停止工作状态,这时的UPS电源实质上相当于一台性能较差的市电稳压器,它除了对市电电压的幅度波动有所改善外,对电压的频率不稳、波形畸变以及从电网侵入的干扰等不良影响基本上没有任何改善;当电网供电中断时,蓄电池才对逆变器供电,并由逆变器向负载提供稳压稳频的交流电源。

在线式UPS是指平时是由电网通过整流电路向逆变电路提供直流电源,并由逆变电路向负荷提供交流电源。当电网供电中断时,改由蓄电池经逆变电路向负载提供交流电源。显而易见,在线式UPS电源的供电质量明显优于后备式UPS电源,因为它可以实现对负载的稳压、稳频供电,而且在由市电供电转换到蓄电池供电时,其转换时间为零,真正给用户提供优质的稳压、稳频的纯净正弦波电源。

对个人及家庭使用的一般计算机而言,选择后备式UPS即可。后备式UPS价格低廉、外形轻巧,是个人电脑理想伙伴。后备式UPS在从市电切换到电池供电时的转换时间小于10毫秒,而PC机具有储存电能的电容,可忍受小于20毫秒的停电转换时间,所以不会影响PC机的正常使用。而对于工业用户及其他重要场所的计算机应选择在线式UPS,以保证系统的绝对安全。

3. UPS按有无旁路进行分类

UPS按有无旁路可分为有旁路型和无旁路型,无旁路型在实际上很少采用。

有旁路UPS和无旁路UPS都属于在线式UPS,有旁路UPS就是指正常工作时通过整流逆变回路给负载供电,同时给蓄电池充电,当市电断电后其自动转为蓄电池供电。同时为了避免当UPS的逆变器等出现故障不能输出电能时(此时市电没有断电),其会自动转为旁路供电,即通过旁路通道市电直接给负载供电,以提高供电可靠性。

有旁路UPS一般在下列情况下接通旁路:一是当逆变器等元器件损坏而不能输出电能时,其自动转接到旁路;二是当负荷过载时UPS为了自我保护而自动转接到旁路;三是当蓄电池放电结束时其自动转接到旁路;四是当市电电压过高时UPS为了自我保护而自动转接到旁路。

4. UPS按应用领域的不同进行分类

UPS按应用领域的不同可分为商用级和工业级。工业UPS与商用UPS相比,在使用环境、负载特性、防护等级、元器件、功率器件、物理结构、输出隔离设置和使用寿命的方面均有所不同。

工业UPS的应用场合常为充满导电灰尘、高温高湿、酸雾和振动的工业生产现场,多数情况比较恶劣;负载常为电感性、电容性且波动和高峰值冲击性等负载,以电机类负载和PLC、DCS设备为主,其中电机类负载具有单机功率大,对电源冲击明显、存在功率因数补偿的需求以及需要处理再生能量等特点,而PLC和DCS属于计算机类负载,对电源质量要求高;IP防护等级较高;工业UPS采用工业级元器件,以及具有较高冗余度和过载能力强的功率器件;独立的冷却风道设计,强机箱结构设计;输出均带隔离变压器;使用寿命长达20年。

商用UPS应用于恒湿、恒温且无灰尘机房、空调环境;计算机类负载;防护等级一般;采用商业级元器件,以及与容量一致的功率器件;对散热设计要求较低,机箱强度一般;有时选配输出隔离变压器;使用寿命一般不超过10年。

5. UPS选用时应提出的要求

选用UPS时除应明确UPS的容量、后备式或在线式、有旁路型或无旁路型、商用级或工业级外,还应明确蓄电池连续供电时间、输入电压及输出电压及其他特殊要求等。

其他特殊要求中最主要的就是隔离变压器的设置要求,隔离变压器在UPS中起到的主要作用可以归纳为:改变系统接地形式、提升输出电压、抑制共模电压干扰、抑制对上游配电系统的3次谐波干扰等。隔离变压器的设置位置不同,起到的作用也会不同。

6 .结束语

由以上可知,选择一台合适的UPS需要考虑的因素很多,因此在设计时应绘制出UPS的原理框图,并加以文字说明。现以图一所示UPS为例来说明选型要求,设计选用一台6kVA、输入单相交流220V、输出单相交流220V、后备供电时间为30min的在线式带自动旁路和手动维修旁路的工业级UPS,要求必须配置逆变器输出端隔离变压器。

参考文献:

[1] 《仪表供电设计规定》HG/T20509-2000.

ups不间断电源范文第8篇

【关键词】双机热备冗余 电力专用UPS电源

1 改造原因

皂市水电站UPS装置原配置为一台南京欧亚玛创力电子有限公司生产的V系列10kVA逆变电源装置,安装于中控室。所带负荷均为厂内重要的负荷,包括监控系统主机电源、中控台电源、网络柜电源、调度数据网电源、远动通讯机电源及保护信息管理系统柜电源等。

由于一台UPS装置长期不间断运行,不便于对其进行维护保养。此台装置故障,将导致UPS电源装置所带负荷将全部停电,直接影响电站运行人员正常监视和机组运行控制、省调传输数据中断、影响计算机监控系统上位机的正常运行。

为提高不间断电源的可靠性,根据电力行业标准DL/T 5065-2009《水力发电厂计算机监控系统设计规范》中对计算机监控系统不间断电源的规定,需配置双机热备冗余结构的电力专用UPS电源装置,以保障重要负荷供电的可靠性。

2 改造技术方案的分析论证

双机热备冗余结构的电力专用UPS电源装置可分为串联或者并联两种方式,串联备份技术是一种比较早期、简单而成熟的技术,它被广泛地应用于各个领域。备机UPS的逆变器输出直接接到主机的旁路输入端,在运行中一旦主机逆变器故障时能够快速切换到旁路,由备机的逆变器输出供电,保证负载不停电。UPS串联的特点是:两台UPS均为完整的具有独立旁路的在线式UPS单机,两台UPS除了电源线的连接外不需要其他信号的连接,在正常情况下,主机100%的给负载供电,从机的负载为零。

并联备份技术是近年来发展起来的采用更复杂技术的一种备份方式,并联备份解决了串联备份主从UPS电源老化不一致的问题,并且能够实现增容功能。UPS并联备份的特点是:两台或多台UPS的输出端直接短接在一起,同时给负载供电,每台UPS均分负载,没有主从机之分。当一台UPS的逆变器出现故障时,立即自动脱机,负载由余下的UPS均分,不存在切换问题。

通过以上分析,结合电站UPS电源装置所带负荷特点,电站采用并联备份技术,建立双机并联备份冗余结构,以保障当其中一台UPS电源装置故障时,另一台UPS可独立承担负荷不间断供电,不影响监控系统上位机、调度数据网、远动通讯机等重要负荷的正常运行。电站经过询价,通过技术评审和商务评审,最终选择的产品为由深圳思凡贝特科技公司提供的型号为HR8610的不间断电源装置。

3 项目实施过程控制

由于UPS装置所带负荷均为厂内重要的负荷,包括监控系统主机电源、中控台电源、网络柜电源、调度数据网电源、远动通讯机电源及保护信息管理系统柜电源等。为缩小此次改造过程中对电站相关业务的影响范围,电站根据负荷性质及分布情况组织编写了详细的施工方案,先对新UPS装置进行安装和调试,新UPS装置上电试验正常后,再对原UPS装置上的负载进行转移接带,所有负载转接运行正常最后才退出原UPS装置。在对原UPS装置上的负载进行转移接带时,对采用双电源供电的大部分设备,在实施改造前将双电源供电设备的其中一路电源转接至市电供电,保障在转接过程中不停电保证运行。对单电源供电的保护信息管理系统柜、调度数据网柜内交换机、MIS系统服务器从机等设备,因在转移负荷时必定有短时间停电,将影响与省调间的实时数据传输(机组与水调数据)以及AGC、AVC数据下达,故向调度申请零点消缺。单电源供电设备在由原UPS供电转至新UPS供电时,施工前做好充分准备,以尽量缩短停电时间。

现场安装屏柜基座时,将新购的两台UPS不间断电源装置柜安装固定,设备整体安装整齐,保障设备基础和设备屏柜可靠接地。敷设UPS不间断电源装置柜的电源输入、电源输出、信号输出等电缆时,做好电缆两端标示牌的悬挂。电缆敷设在电站中控室进行,应做好电缆的保护,防止误动设备。敷设完成后进行绝缘检测和导通测试,保障电缆的电气性能。

新安装UPS不间断电源装置柜后进行设备性能调试,对单机供电进行切换检查、并机运行、信号核对、输出电源及供电负荷检查(采用模拟负载检查设备供电情况)等,并做好调试记录,通过试验检查确认新安装设备功能是否运行正常。检查设备运行正常后,逐步将负荷接至新UPS装置,检查各设备运行情况,确认设备运行正常后,最后拆除原UPS电源装置及现场清理。

4 总结分析

通过此次改造,电站较好的解决了单台UPS工作的风险,实现了双机并联备份冗余,提高了电源的可靠性。在项目实施过程中,编制了较为科学合理的施工方案,对项目实施过程中可能出现的危险点、危险源进行了分析,确保了施工人员安全和设备安全。通过施工前的充分准备,使项目在实施过程中未出现工作间断,保证了工作的连续性,提前完成改造工作,并减少了改造工作对电站安全生产的影响。目前装置运行稳定,人机接口界面良好,设备维护工作量较小,达到了改造的目的。

参考文献:

[1]齐志勇. 机房动力配电机UPS电源配置探讨[J]. 技术与市场. 2011(09)

ups不间断电源范文第9篇

【关键词】不间断电源 UPS 工作原理 维护

在电视台有很多用电设备,其中使用频率最高的设备则是:控制桌设备、网络设备、音频调度等,此类设备在运行过程中对供电质量提出了较高需求,确保不停电的情况下,还要保证频率及电压处于稳定状态,且其波形也不能出现任何差错。所以UPS电源成为我们电视台最重视的一项设备,作为使用者,既要对此设备有全面的认知与了解,还要做好维护管理工作。

1 UPS类型分析

1.1 后备式UPS

在外电处于正常运作状态时,外电通过专业设备 滤波及抗浪涌无源滤波器处理后传送至负载,且蓄电池也处于充电状态。当市电因故无法继续运作时,逆变器就会被开启,使蓄电池中的直流电压转变为交流电压(也就是 转换),然后被传送至负载。不同类型电压在转变期间所耗费的时间长短主要取决于逆变器的开启时间及继电器的跳动时间,通常不会高于。尽管UPS电源实现容易、价格低,不过因存有转换时间,外电波会对输出造成一定影响,且供电质量不理想,不适用于用电重要设备。

1.2 在线式UPS

1.2.1 三端口 UPS

此类型的UPS其实现原理与铁磁谐振稳压变压器基本相同。铁心有3个绕组,具体为:输出绕组、双向变换器绕组及外电绕组。其核心构成部分则是双向逆变器,也就是常说的整流逆变器。在外电没有出现任何故障时,该逆变器重要发挥整流功能,确保负载正常、蓄电池能正常充电。而当外电因故障中断时,该设备则发挥逆变功能,确保直流电压能在短时间内转变为 交流电。

1.2.2 串联型在线式 UPS

此型号的UPS在外电正常运作时,输入形式的交流电就会通过 滤波设备将对外电造成干扰的因素进行优化与处理,随后经整流滤波处理,确保电池组和逆变器处于正常充电状态。逆变器则通过交通电将比较稳定的电压及电频提供给负载。在外电出现故障无法正常运作时,逆变器就会对蓄电池的电压类型进行处理,确保负载获取到交流电,不会出现断电现象。

2 UPS基本工作原理

2.1 在线式 UPS 工作原理

在线式UPS由多个元器件构成,最为核心的元器件依次为:静态开关、逆变器、充电电路、蓄电池组、保护电路等。此UPS一般输出正玄波。

在外电处于正常工作状态时,输入电压通过整流器滤波电路为逆变器提供电能,逆变器输出则通过与之相匹配的处理设备实现SPWM波与正玄波之间的有效转换。此外,整流电压通过充电设备来为蓄电池提供电能。基于此运作模式下,外电主要是通过逆变器、整流滤波器、静态开关为负载补充电能,且选用逆变器来对其频率、电压进行实时性监控。

2.2 后备式UPS工作原理

与在线式UPS相比,两者之间的不同点在于:无输入整流滤波器,逆变器无法基于多渠道获取到电能,只能通过蓄电池来满足自身电能需求,外电正常运行时,逆变器就不会被启动。输出不包括滤波器,其电压输出形态以方波为主。在外电运行时,输出变压器的主要功能则是稳定交流电压。

(1)在外电正常运行期间,UPS则保持旁路运行状态,转换开关则被变换为外电输入端,输入外电通过转换开关与输出变压器保持正常连接,并将电能补充给负载。外电出现变动时,基于继电器实现变压器接点的有效转变,确保输出电压更稳定、更可靠。

(2)在外电的电压不稳定且发生中断时,UPS就会保持后备运行态。检测控制电路在发现外电出现问题之后,就会立即运行逆变器并把开关调换到逆变器端,通过蓄电池为负载补充电能,并输出形态为方形的电波。当负载出现变动时,逆变器为稳定电压则对输出方波的宽度进行适当调整。对于后备式UPS来说,外电正常运行时,逆变器就不会被启动。当外电因出现问题无法正常运行时才会运行逆变器。继电器在启动后需动作过程,所以需要花费一定的时间来实现转换,通常为3ms-10ms。

3 UPS电源系统应用注意要点

随着信息技术不断更新与发展,很多信息设备在实践过程中呈现出强大的智能化,UPS电源系统也不例外,电池选用的是不需要维护的蓄电池,尽管提高了其通用性,不过在使用时还需多加注意,基于此才能提高使用的安全性。

(1)UPS电源主机在运行时并未对环境提出过高需求,+5℃~40℃都可正常运行,不过需保证环境的清洁,不能有过多灰尘,在湿度较高的环境下,灰尘会使主机不能正常运作。而储能电池则对环境温度有较高需求,适宜温度为25℃,最好不要高于 +15℃~+30℃。

(2)主机在运行时其内置参数不可更改。尤其是电池组参数,会缩短主机使用周期,不过在环境温度发生变化时,也要适当调整一下浮充电压。一般最适宜的环境温度为25℃,温度每提高或下降1℃,都需添加18mV浮充电压(也就是 12V蓄电池)。

(3)处于断电状态时,不要在负载工作的情况下运行UPS电源,需要将负载彻底关掉,在UPS被成功启动后再运行负载。因负载自身具有供电流和冲击电流,若没有关掉负载就启动UPS,会导致UPS电源突然过载,进而使变换器受损,无法使UPS正常运作。

4 UPS电源系统的维护

(1)UPS电源系统在运行期间,无需对主机进行过多的维护,关键在于防灰尘,经常做除尘处理。尤其是气候条件过于干燥的环境下,空气中含有大量灰尘,系统的风机会将灰尘吹到主机内部,在满足一定的湿度条件后就会使主机控制系统陷入紊乱,进而导致主机无法正常运作,同时还会发出有误预警,灰尘也会导致器件不能正常散热。通常每四个月就要对主机进行全面的清洁。在清除灰尘时,也要检查各大连接元器件是否出现松动或不牢固现象。

(2)对于UPS系统来说,蓄电池确保此系统正常运作的核心部件,如果没有电池,UPS就丧失了某些功能特性。虽然在实际应用过程中基本上都使用了不用维护的电池,减少了工作量,不过工作期间所呈现的各种状态对电池造成的影响并没有发生改变,由此可以看出,定期检查与测试及维护电池仍是一项非常重要的工作。

5 结语

本篇论文不仅详细介绍了UPS电源系统的运作理念,还针对其常见问题、如何维护以及如何保养蓄电池作了明确阐述。使我们了解与掌握了更多的维护方法,为后期更好的维护及保养UPS电源提供了依据,不仅为我台播音设备安全供电提供了保障,也为我台播音工作的顺利开展提供了安全保障。

参考文献

[1]牛莺雪.不间断电源(UPS)及其维护[J]. 科技创新与应用,2013(31).

[2]刘少慧.浅析UPS不间断电源的原理及维护[J].福建电脑,2011(4).

ups不间断电源范文第10篇

关键词:通信电源;UPS;双变换式;可用性;冗余配置

1通信电源的三级划分

电源系统可靠性是确保通信系统正常运行的首要条件,为了确保可靠的供电,由交流电源供电的通信设备需要采用交流不间断电源(UPS)。某些通信设备对交流电源的电压和频率指标要求很高,也需要由交流不间断电源(UPS)供电。通信电源可以分为三级,第一级电源为交流基础电源,保证能源供给,但不能保证不间断。直流电源和交流不间断电源(UPS)为第二级电源,主要保证不间断供电。第三级电源为二次电源,主要提供通信设备内部各种不同交、直流电压的要求。

综上可知,在通信电源系统中引入UPS是为了以优良的供电质量向负载连续供电,从而提高供电系统的可靠性和质量。因此,UPS的性能优劣及其可靠性就显得十分重要。

2通信用UPS电特性要求

通信行业标准对通信用UPS的电气性能技术要求如表1所示:

在实际设计和配置UPS时,可根据负载特性、电网以及对UPS的具体要求,来确定选择侧重的电气性能指标。

3典型UPS的组成及特点

UPS的较早形式由整流器、电池、直流电动机、柴(汽)油机、飞轮和发电机组成,飞轮为储能装置,称为动态式UPS。其维护简单,比较稳定,但系统庞大,操作不便,效率低,噪声大,电力品质不高。

随着技术的进步,动态式UPS逐渐被蓄电池做储能装置的UPS所取代,称为静态式UPS,因其具有一系列优点而成为主流,由整流器、充电器、蓄电池、逆变器整理、静态开关和手动维修旁路开关组成,结构如图1所示。

根据运行原理和结构不同,可以分为后备式UPS、互动式UPS、双变换式UPS、Delta变换式UPS等四种类型。

3.1后备式UPS后备式UPS对市电进行简单的升降压及滤波处理后直接供给负载,当输入电源不符合要求时才由电池供电,绝大多数时间内负载使用的是市电或经简单处理后给负载供电。具有成本低、部件少、体积小、效率高等优点。但市电/电池供电转换时间约4~10ms,输出精度低、输出波形差、输出波形为方波,适用于单台计算机系统的断电保护。

3.2互动式UPS互动式UPS,当市电正常时,供给负载为改良了的市电;市电故障时,负载完全由电池逆变供电。双向变换器既可当逆变器,又可作为充电器给蓄电池供电。市电正常时逆变器处于热备份状态而作为充电器给电池充电,故又称为在线互动式UPS,此时其工作效率可达98%以上。具有输出能力强,不对电网产生谐波干扰等优点。但输出电压精度和稳定度比较差,能满足一般负载的供电要求。

3.3双变换式UPS双变换式UPS的电路结构如图1所示,这是10kVA以上功率范围的电源最常用的UPS类型。不管有无市电,负载的全部功率都由DC/AC逆变器提供,能够保证高质量的电源输出。市电掉电时,输出电压不受任何影响,没有转换时间,具备典型的在线式UPS功能。能够彻底解决市电停电、电压波动、频率不稳、波形失真及电压干扰等所有输入电源的问题。可以作为通信局(站)或者关键性负载的首选电源。

由于负载功率100%都由逆变器负担,因而UPS的输出能力不理想,对负载提出限制条件。而且,其可控输入整流器决定了UPS输入功率因数低,无功损耗大,输入电流谐波成分大于30%,对电网产生很大的污染。

3.4Delta变换式UPSDelta变换式UPS把电网调节技术中的串并联有源滤波技术应用到了UPS电路结构中,适用于功率范围5kVA到1.6MW的应用领域。它始终由逆变器提供负载电压,故有高性能输出特点。而且,Delta变换器也向逆变器输出供电,克服了双变换式UPS对电网产生污染和输出能力差的固有缺点。

其优点在于过载能力、输出电流峰值系数、输出功率因数等都得到了提高。但是,当市电存在时,Delta变换器承担的最大有功功率为额定的20%左右,而两个变换器承担的无功功率可能为输出功率的1倍。效率是个可变量,只有市电输入为额定值,负载为线性负载时,效率才达到最高值。当输入停电甚至出现短路时,Delta变换器将进入保护状态,若保护失效,则故障将是毁灭性的。事实上,电网停电或短路时有发生,相比之下,双变换式却不会出现此现象。

4通信用UPS的设计

综合上述各种结构UPS性能的优劣,结合应用实际。我国通信用UPS几乎全部为双变换结构,为保证系统可用度,通常采用多个双变换单机UPS组成适当的冗余。在通信电源系统的实际应用中,设计UPS系统时主要包括以下几个方面的内容:前级供电系统、UPS容量计算、冗余配置等。

4.1前级供电系统UPS向负载提供电压稳定、频率稳定、波形失真度小的高质量电源,且保证实现无间断供电,其前级供电质量很重要。

前级供电系统电源电压及频率要稳定在正常范围内,通常大容量UPS主机输入电压范围为380V±15%。电压过低将使UPS后备蓄电池频繁放电,缩短蓄电池的使用寿命。电压过高则容易引起逆变器损坏。而且如果前级电压变化范围过大,会导致逆变器和旁路电源之间的切换被禁止或有间断。

转贴于中国论文联盟在UPS供电系统中不应带有其他频繁启动的负载,否则其开、闭会出现瞬间高电压或低电压,导致供电线路上电压波形失真过大,造成UPS市电旁路供电与逆变器供电转换控制电路误动作,进而引起同步控制电路故障。

大多数通信用UPS都备有发电机组,以解决较长时间停电时的供电问题。在配置发电机组时,其容量不低于UPS额定输出功率的1.5~2倍,以保证发电机输出电压、频率正常,并改善其波形失真度。

4.2UPS容量的计算通常UPS的容量首先要满足当前负载的需要,同时也要考虑负载性质对UPS输出功率的影响。UPS电源实际可带负载量受负载功率因数的直接影响,对不同的负载功率因数要进行功率折算,UPS容量不宜过大或过小,还应考虑扩容的需要。

在计算UPS容量时,所有共用1台UPS的用电设备额定功率总和即为总负载功率P。UPS的最佳运行负载裕量百分值称为裕度,一般裕度m的值取20%为宜。考虑到通信行业的特点,功率因数PF取为0.9~0.95。则可以根据负载大小来确定UPS的容量S。

S=

式中:——UPS容量(kVA);

P——负载有功功率(kW);

PF——负载功率因数;

m——裕度。

如果以PF取为0.9~0.95,m为0.2,则S=(1.3~1.4)P。可见,在确定UPS容量时,应按照所有负载功率总和的1.3~1.4倍来设计。

4.3UPS冗余配置方式提高UPS系统可用性问题的根本办法是采用多个双变换单机UPS组成冗余。UPS冗余主要有并联冗余、备用冗余、主—从串联冗余和分布冗余等几种形式。

并联冗余UPS由两个或多个单机UPS组成,各单机UPS的输出并联到一个公共的配电系统。系统一般按照个单机UPS配置,其中个单机就足以满足系统的全部负整理载用电,再增加一个作为备用。

备用冗余UPS的两个UPS中有一个是主用,另一个是备用。正常时两UPS同步运行,只有主用UPS为负载供电,备用UPS空载运行。当主用UPS故障时,转换为备用UPS供电,故障的主用UPS与负载断开。其控制电路简单,但主用UPS向备用UPS转换时,备用UPS要承受100%额定阶跃负载,故对逆变器的动态性能要求较高。

主—从串联冗余UPS由两个单机UPS按照串联方式连接,一个是主UPS1,另一个是冗余UPS2。冗余UPS2的输出直接与主UPS1的旁路输入端连接。当主UPS或冗余UPS需要进行维护时,负载可由另一台UPS供电,此时负载仍可与市电电源和各种干扰隔离。

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