UPS基础知识演示幻灯片.ppt

Click to edit Master text styles,Second level,Third Level,Fourth Level,title,*,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third Level,Fourth Level,title,UPS,基础知识,咨询中心 李豁亮,2012,年,7,月,UPS,全称叫做：,Uninterruptible Power System,中文名称：不间断电源系统,主要功能：,稳压,滤波：消除电网中各种干扰,不间断：依靠电池提供长延时,UPS,分类,按照,UPS,的工作状态分为,动态,UPS,：飞轮旋转式，通常为,500KVA,以上大功率,UPS,静态,UPS,：市场主流，固定式安装,按照,UPS,的输入输出相数分为,单进单出,三进单出,三进三出,按照,UPS,使用环境分为,商用,UPS,工业,UPS,按照,UPS,硬件结构分为,后备式,在线互动式,在线式,我国的用电制度,分为三相和单相两种电压,电网中传输的是三相电，频率,50Hz,三相电又叫工业电，标准电压是,380V,单相电又叫市电、民用电，标准电压是,220V,三相负载分为,Y,形和,形两种接线方式,UPS,输入端需要使用,Y,形接线方式,电动机一般使用,形,接线方式,三相四线和三相五线的区别,在于低压配电网中采用三相四线传输,三相四线和三相五线的区别在于有没有保护地线（,G,）,保护地线在变压器侧和零线,(N),接在一起,供电线路中需要采用三相五线,U,A,U,B,U,C,N,G,正常模式,电池模式,电池,交流输出,市电输入,市电输入,后备式,UPS,转换开关,逆变器,充电器,后备式,UPS,优缺点,优点：,结构简单,效率高,价格便宜，适于家庭或个人电脑使用,缺点：,负载平时为市电直接供电，供电质量差，无法消除各种市电干扰,逆变器平时不工作，因此转换停电后，转换时间,10mS,电池逆变输出波形通常为阶梯波（模拟正弦波），谐波含量大,交流输出,电池,电池模式,正常模式,市电输入,在线互动式,UPS,稳压器,逆变器,互动式,UPS,优缺点,优点：,整机效率高,逆变输出为正弦波,价格便宜，适于家庭或个人电脑使用,缺点：,功率小,负载平时为市电直接供电，供电质量差，无法消除各种市电干扰,逆变器平时不工作,因此转换停电后，转换时间,10mS,在线双变换式,UPS,整流器,逆变器,主输入,旁路输入,手动维护旁路,静态开关,蓄电池,负载,在线双变换式,UPS,双变换：是指,UPS,将输入市电经过交流直流交流的双重变换，最终为负载提供了与市电隔离的纯净交流电源,在线式双变换结构被证明是可适应各种极端恶劣电网环境、最为可靠的,UPS,架构，适用于各种关键负载供电,所谓的“工频机”和“高频机”的区别,“高频机”,无需,输出隔离变压器，体积小，重量轻,“高频机”输入,THDI,低，是绿色环保电源,“高频机”采用,IGBT,整流,控制技术，各项指标高，更稳定可靠。,特别需要说明：国际标准没有任何的“工频机”和“高频机”的定义。,这个名词是中国,UPS,界“特有”的。,“工频机”原理,全桥式逆变结构必须加装输出升压变压器,U,W,V,+,U1,W1,V1,N,“高频机”原理,整流器,升压器,+,+,逆变器,INV.,STATIC SW.,RES.,STATIC SW.,U,V,W,N,U1,V1,W1,N1,U2,V2,W2,N2,输入,输出,380VDC,IGBT,器件：逆变器,PWM,斩波输出,380VDC,-380VDC,1,.,视在功率,S,=,电压,V,电流,A,=VA(,伏安）,2.,有功功率,P,=,S,功率因数,F,=W,（瓦特）,3.,无功功率 （乏）,4.,功率因数,F,=,P,/,S,=cos,S,Q,P,UPS,参数详解,UPS,参数详解,视在功率：,电流与电压有效值的乘积,有功功率：是电器实际工作时做工的功率，,是电度表中计量的读数，即为付费的数量,无功功率：,在市电与负载之间往返传递的功率,功率因数：有输入功率因数和输出功率因数之分,输入功率因数：是表示,UPS,本身具备的负载特性及向电网引入有功功率的情况，越高说明对市电的利用越充分。,输出功率因数：实际上等于负载的功率因数。台式电脑大概为,0.6-0.7,，服务器现在可以做到,0.9,，实际计算,UPS,容量的时候要根据负载的功率因数来计算，如果,UPS,的输出功率因数可以做到,0.9,，但是实际负载的功率因数只有,0.7,，则只能按照,0.7,计算。,UPS,参数详解,UPS,并不稳频,市电在一定范围内变化时，,UPS,时刻跟踪市电的变化，保持同步。,当市电变化范围超过频率跟踪范围时，,UPS,不跟踪市电，稳频工作。,相关指标为：输入频率、频率跟踪范围、频率跟踪速率：,UPS,参数详解,峰值因数,(CF),所谓的,CF,是指周期波形的峰值与有效值之比。,由于计算机性负载接受正弦波电压会产生,CF(,介于,2.4-2.6,倍的电流,),，因此，,UPS,设计时常需能提供,CF,值,3,的规格，以满足计算机性负载的应用。,(3:1),冲击性负载的,CF,远大于,3:1,因此需要增加,UPS,的功率来承受冲击。,UPS,参数详解,THDI,输入电流谐波总失真度,THDI,代表了,UPS,工作是向电网造成污染的程度，这项指标越低越好。,“工频机”,THDI,很高,UPS,参数详解,电池相关知识,UPS,中使用的电池一般为,12V,长延时可能会用到,2V,。,AH,表示电池容量，,A,表示电流，,H,表示小时。,UPS,中常用,100AH,电池,100AH,电池一般是基于,20,小时放电率下的，即以,5A,放电电流，可以放,20,小时。因此如果放电电流更大，则容量达不到,100AH,。以沈松电池为例：,相关产品图片,-Powerware,系列,UPS,Eaton,9130,Eaton,9135,Eaton,9155,7003000VA,56kVA,830kVA,Eaton,9390,Eaton,9395,40160kVA,2001100kVA,Eaton,9355,840kVA,Eaton,Blade(,刀片式,),1260kVA,Powerware,系列,200625kVA,Eaton,9315,相关产品图片,-Powerware,系列,UPS,Powerware,系列,-,船用,830kVA,9155M,840kVA,9355M,40160kVA,9390M,Powerware,系列,-PPM,精密配电柜,20300kVA,13kVA,424kVA,15120kVA,XP,A,3A3,525kVA,ARRAY,系列,MP,13kVA,620kVA,6080kVA,C,C-3C,3C3,2040kVA,城堡系列,3C3 EX,MT-Pro,5001kVA,5001kVA,TG,5001kVA,后备式,K-Pro,产品展示,-,山特,UPS,0U PDU,1632A,山特现有,UPS,的输入,/,输出类型,类型,机型,容量,输入,/,输出,备注,后备式,K-Pro,500VA1000VA,1/1,1,代表：单相 电压：,220VAC,3,代表：三相 电压,380VAC,MT-Pro,500VA1000VA,1/1,TG,500VA1000VA,1/1,在线式,城堡,C,1KVA3KVA,1/1,城堡,C,6KVA10KVA,1/1,城堡,3C,10KVA20KVA,3/1,城堡,3C3-EX,20KVA40KVA,3/3,城堡,3C3,60KVA80KVA,3/3,XP,1KVA3KVA,1/1,A,4KVA24KVA,1/1,、,3/1,MP,5KVA25KVA,3/1,、,3/3,3A3,15KVA120KVA,3/3,伊顿爱克赛,9390,系列,UPS,40KVA,60KVA,80KVA,120KVA,160KVA,宽度,519 mm,宽度,944 mm,深度,804 mm,高度,1872 mm,313 kg,60-80 kVA,120 kVA,40 kVA,160 kVA,257 kg,480 kg,530kg,尺寸与重量,绿色电源,-,电源发展的潮流,全,IGBT UPS,输入功率因数：,0.99,输入电流谐波失真度：,3%,发电机配比：,1:1,6,脉冲整流器,电流谐波,电压失真,现实,-,电网污染日益加剧,传统的,UPS,和开关电源设备都会产生电流谐波反馈，大量电流谐波注入电网，造成电网电压畸变。,谐波的危害,占用大量的电网,KVA,资源,导致电力电缆发热，功率损耗,零线电流增大,电网谐振,影响发电机组运行,开关误动作,国家关于电流谐波污染的规定,通信用不间断电源,-UPS,标准,(YD/T 1095-2000):,指标,1,类产品,(IGBT,整流器,),2,类产品,(12,脉冲,+,输入滤波,),3,类产品,(6,脉冲,+,输入滤波,),输入电压范围,25%,20%,10%,输入功率因数,0.95,0.90,0.85,输入电流谐波总失真度,5%,15%,0.9,负载高功率密度，体积重量降低,80%,的,UPS,负载率,94%,不同技术,UPS,的效率比较,整流技术,效率,6,脉冲整流器,90%,12,脉冲整流器,88%,升压整流器,93%,IGBT,整流,94%,高频,UPS,节省大量运行支出,高频系列,UPS,整机效率高达,94%,以,100kW,的负载为例，和,12,脉冲整流的,UPS,相比（高,6%),效率差异,每小时,每天,每年,6kW,6,度,144,度,52560,度,每度电（商业）为,1,元,每年节省,52560,元,UPS,寿命为,10,年：,10,年节省,525600,元,高可靠性设计,全数字控制（,32,位,DSP,芯片）,ABM,智能化电池管理,冗余的逻辑控制电源,风道式冷却设计,冗余风扇,冗余并联技术,防回馈保护,32,位全数字化,DSP,控制,集成度高，减少板件，简化电路连接，降低故障率,处理速度快，事件处理及时、准确,避免了模拟控制固有的硬件差异及参数漂移等缺陷,整机内部无任何电位器,UPS,ABM,电池管理技术,超宽输入范围,电池很少需要放电,ABM,智能电池管理技术,电池充电温度补偿,关键时刻电池提供充足能量,长期浮充导致电池极板钝化！缩短电池使用寿命,传统的充电方式为,-,长期浮充,A,C,B,直流母线正极,直流母线负极,逆变器,蓄电池一直连在直流母线上,滤波,电容,市电,ABM-,周期性电池充放电,ABM,电池管理功能,A,C,B,电池可控硅,触发电路,蓄电池,直流母线正极,直流母线负极,市电,逆变器,电池充满后从直流母线上脱开，纹波电流为零,电池的充电和放电是两个回路,项目,传统技术,结果,ABM,结果,浮充,长期浮充,极板钝化,90,休息,极板不钝化,过充电,长期充电，存在可能,90,休息，不可能,电流纹波,长期充电，影响很大,90,休息，不可能,热失控,长期充电，存在可能,90,休息，不可能,电池检测,强制放电，影响整流器工作,电池自放电，不影响整流器,电池寿命,无法延长电池寿命,延长电池寿命达,50,ABM,带来的好处,实验监测证明,采用,ABM,电池管理功能可延长电池寿命,50%,风道式冷却设计,优化顺序冷却,风扇的冗余配置,风扇的转速检测,进风口设有除尘过滤网,UPS,冷却系统,整机冷却通道,前面进风,顶部出风,优化顺序冷却,先冷却接线端子和机械部件,再冷却上半部分的功率器件,风道式冷却方式,冗余风扇设计,风扇为（,N,1,）冗余设计,任何单只风扇故障，不影响冷却效果,可热插拔更换,UPS,热同步并机,UPS,之间无需数据通讯电缆，消除并机系统单点故障隐患。,UPS,单机均完整并独立工作，无任何主从关系,。,采用,自适应算法,进行同步跟踪和负载均分。,单机的并机参数在线调试，不需要转旁路。,负载不平衡度,2%,关键负载,UPS 1,UPS 2.3.4up to 8,双总线输出柜,负载均分,高速动态相位调节,小步长、高频率调节方式，每秒采样,3000,次,F,n,F,n-1,相位同步,-,负载均分,相位同步,-,负载均分,负载,不均分度,2%,可操作维护性,标配上进线和下进线口,（,4080KVA,）,标配上进线和下进线口,（,120160KVA,）,蓝色背光液晶显示屏,通讯选件,SNMP,网络适配器,Modbus/Jbus,协议转换卡,干接点接口卡,强大的软件通讯,(,随机赠送,Lansafe 5),UPS,集中监控,（,Powervision,）,UPS,集中监控,（,Powervision,）,强大的全球监控系统,（,Foreseer,）,强大的全球监控系统,（,Foreseer,）,高频,UPS,的部分显著优势,性能,Eaton,6,脉冲,12,脉冲,升压整流,备注,输入功率因数,0.99,0.8,0.85,0.95,输入,THD,3%,33%,10%,28%,需增加滤波器,输出,PF,0.9,0.8,0.8,0.8,逆变器升压变压器,不需要,需要,需要,不需要,电池管理,ABM,浮充,浮充,浮充,并机,HotSync,通讯,通讯,通讯,效率,94%,90%,88%,92%,发电机配比,1:1,2.5:1,2:1,2:1,上进线,标配,选件,选件,选件,标配上下进线,谢 谢！,