网络供配电实训总结报告.doc

天津电子信息职业技术学院网络供配电施工与管理实训指引书课程名称： 机房供配电方案设计 课程代码： 116303 姓 名： 学 号： 班 级： 网络S15-3 完毕时间： 年 12 月 30日摘要 随着当代化建设事业不断发展，以计算机网络技术、当代全球化通信技术和高精尖精密加工工业发展而带动起来信息化产业正此前所未有速度发展着。当前已为人们结识到事实是：由于计算机和通信设备等为代表非线性负载在运营过程中所产生“谐波污染”导致当今普通电网供电质量恶化。大量运营实践阐明：电网电压和频率急剧波动，供电瞬时和长期中断，在电网上所浮现各种人们无法预料和控制干扰和高能浪涌，均有也许导致计算机硬件损坏或导致计算机计算错误和数据丢失。为满足UPS不间断电源，是一种具有储能装置，以逆变器为重要元件、稳压恒频输出电源保护设备。它可以解决既有电力断电、低电压、高电压、突波等现象，使咱们计算机系统和网络运营更加稳定安全。目 录二UPS构成、工作原理及特性3三UPS系统先进技术7断开整流器-逆变器-静态开关 输入-输出开关及电池开关QF1，即可对UPS和电池进行维护和检修。9七、UPS系 统 存 在 问 题 及 发 展 方 向10一.描述UPS是针对中华人民共和国电网环境和网络监控和网络系统、医疗系统等对电源可靠性规定，克服中、大型计算机网络系统集中供电所导致供电电网环境日益恶劣问题，以全新数字技术研制出第三代工频纯在线式智能型UPS。直流电源，是维持电路中形成稳恒电流装置。如干电池、蓄电池、直流发电机等。 UPS和直流电源是公司重要供电保障设备，老式维护管理涉及：寻常巡检外观，定期更换电池、滤波电容、风机等易损件，大修时做电池活化等;改造或采用换代设备，使用高档工具测试电池性能。这种管理方式公司投入成本高，维护人员工作量大，不易实时掌握设备运营状态和核心数据，设备事故防止能力低。实行在线维护管理可避免老式方式局限性之处，获得良好效益。 UPS中文意思为“不间断电源”，是英语“Uninterruptible Power Supply”缩写，它可以保障计算机系统在停电之后继续工作一段时间以使顾客可以紧急存盘，使顾客不致因停电而影响工作或丢失数据。二UPS构成、工作原理及特性1、UPS系统构成对于一台设计完善UPS供电系统而言，这至少应当涉及如下控制部件：交流输入EM1/RF1滤波器及整流滤波器；免维护密封蓄电池组及其充电器；采用脉宽调制方式运营逆变器；控制电路及微解决器芯片所用直流辅助电源；各种自动保护控制电路（如：输出过载/短路保护，过压输出/欠压输出保护，电池电压过低自动保护，直流母线过压保护等）及有关UPS电源模仿流程显示系统；UPS电源市电交流旁路供电逆变器电源供电切换装置及相应锁相似步控制电路；微解决器及故障“自诊断”检测系统；为实现智能化UPS配备而设立RS232或DB9接口及其相应电源监控软件。2、UPS工作原理近年来，以微解决器调控为特性小型在线式UPS电源（其标称输出功率为0.5KVA-10KVA左右），下面我就以该类型UPS为例来简介UPS电源工作原理。其控制框图如图1.1所示.UPS电源所要完毕控制功能是将供电质量较差普通市电电源（这种电源经常遇到如下问题：市电电压不，有时甚至还会发生市电供电中断；市电频率波动范畴过大；由于顾客在电网上投入像计算机、通信设备和家用电器之类非线性负载对“电网污染”而导致正弦波形严重畸变；从电网串入各种干扰和高能浪涌）一方面经位于UPS内部整流滤波器变成直流电源，然后再运用正弦脉宽调制法(SPWM)在逆变器内重新将直流电源变成纯正高质量正弦波电源。当市电供电浮现故障或完全停电时，运用装在UPS内部蓄电池组继续向逆变器提供直流能源，从而可以保证UPS电源逆变器电源继续以毫无时间中断正弦波电源及毫无波形扰动方式继续向顾客提供高质量交流电源。当前，UPS内置蓄电池组可以保证在市电中断后提供8-15分钟后备供电时间。对于像咱们通信行业这样有特殊规定顾客而言，可以通过外置大容量电池组和充电器办法来将UPS电源电池后备供电时间延长到8小时左右。工作原理：1 UPS电源工作原理1.1在线式 在线式UPS（On-Line UPS）运作模式为“市电和用电设备是隔离，市电不会直接供电给用电设备”，而是到了UPS就被转换成直流电，再兵分两路，一路为电池充电，另一路则转回交流电，供电给用电设备，市电供电品质不稳或停电时，电池从充电转为供电，直到市电恢复正常才转回充电，“UPS在用电整个过程是全程介入”。其长处是输出波型和市电同样是正弦波，并且纯净无杂讯，不受市电不稳定影响，可供电给“电感型负载”，例如电电扇，只要在UPS输出功率足够前题下，可以供电给任何使用市电设备。1.2后备式 后备式又称为非在线式不间断电源（Off-Line UPS），它只是“备援”性质UPS，市电直接供电给用电设备也为电池充电（Normal Mode），一旦市电供电品质不稳或停电了，市电回路会自动切断，电池直流电会被转换成交流电接手供电任务（Battery Mode），直到市电恢复正常，“UPS只有在市电停电了才会介入供电”，但是从直流电转换交流电是方波，只限于供电给电容型负载，如电脑和监视器。1.3线上交错式线上交错式又称为线上互动式或在线互动式（Line-Interactive UPS），基本运作方式和离线式同样，不同之处在于线上交错式虽不像在线式全程介入供电，但随时都在监视市电供电状况，自身具备升压和减压补偿电路，在市电供电状况不抱负时，即时校正，减少不必要“Battery Mode”切换，延长电池寿命。3、特性采用脉宽调制法控制整流器、滤波器将不稳压市电电源变成幅值稳定直流高压电源V1送到逆变器电源直流总线输入端。当市电电源供电正常时，在微解决器调控下，从DC/DC变换器所送出另一路直流电源电压V3不大于从整流器所输出直流电源电压V1.在此条件下，由于二极管D处在反向偏置状态，因此，DC/DC直流变换器并不向逆变器提供任何能量。与此同步，逆变器在微解决器所送正弦脉宽调制脉冲调控下，重新将直流电源V1变成输出波形非常原则纯正50HZ正弦波电源V4。为区别来自市电电网正弦波电源V0,咱们将从逆变器所输出正弦波电源称为“逆变器电源”。如果将该逆变器电源V4同来自市电电网普通电源V0相比，就会发现它具备如下极其优越电气特性：由于在UPS逆变器调控电路中，建立有由电压负反馈控制电路微解决器逆变器电源输出电压负反馈控制电路所构成闭环负反馈控制电路，这样可以保证UPS逆变器向负载提供稳压精度高达0.5%1%高精度稳压电源。运用位于UPS电源内部锁相似步电路保证从UPS逆变器电源工作频率为50HZ由于在UPS电源逆变器中，采用高频（20KHZ-40KHZ）正弦脉宽调制（SPWM）技术，从逆变器所输出正弦波电源具备非常原则正弦波形，保证输出电源波形失真小。可完全消除来自市电电网任何电压波动，波形畸变，频率波动及干扰也许产生任何影响。正是基于这点，UPS逆变器电源才可向顾客提供毫无干扰高质量纯洁正弦波电源。保证从UPS所输出逆变器电源永远都是处在不间断地向顾客负载供电局面。综上所述：咱们可以看到从UPS逆变器所输出高质量正弦波电源，不但是普通市电电网电源不能与之相比，并且，据我所知，当前还没有任何一种交流稳压电源有也许同步具备以上5种优秀特性高质量电源三UPS系统先进技术当前UPS，特别是中大型UPS，已经不是一台电网停电后可以继续向负载供电整机产品，随着UPS技术进一步发展，它应当成为一种小型，或者说局部高度可靠、性能齐全、高度智能化供电中心。而在网络化时代，UPS已经成为一种高度智能化设备，它要对整个网络中硬件设备、运营程序和数据以及数据传播途径进行全面地保护，使之成为不间断网络。UPS不但向由它直接供电各种硬件设备提供全面保护，还应当向它们所运营软件以及数据传播途径提供绝对安全可靠保护，这就意味着，UPS可配备相应电源监控软件，SNMP（简朴网管合同）管理器，使其具备远程管理能力，使顾客可执行UPS与网络管理平台之间监控和数据通信操作。 详细来说，网络UPS供电系统具备技术特性涉及： 1高可靠性 具备能提供365天(24小时)持续提供高质量UPS“逆变器电源”供电能力。这就意味着，在UPS供电系统运营中既不容许浮现任何瞬间供电中断/停电事故，也不容许在UPS运营中，浮现由普通市电经交流旁路直接向顾客负载供电局面。为此，规定UPS供电系统应满足如下规定： UPS单机自身“故障率”低，当前大型UPS产品平均无端障工作时间（MTBF）为2040万小时。 采用品有高度“容错”功能“N1”型UPS冗余并机系统来进一步提高UPS供电系统可靠性。（“11”型冗余并机系统典型MTBF值可达140200万小时左右）。 在整套UPS供电系统中，不应存在“单点瓶颈”性故障隐患。 容许在UPS“逆变器电源”持续供电条件下，执行“不断电”维护和检修操作。 万一在顾客设备端浮现“短路”故障时，应将“故障”影响范畴缩小到尽量小范畴。 2高抗干扰性 UPS供电系统能为互联网设备获得100%高“可运用率”（低“误码率”，低数据传播“丢包率”，高网络“接通率”），创造优良运营环境。 大量运营实践表白：“电源干扰”问题是导致互联网设备“可运用率”下降重要因素之一。能否尽量地消除“电源干扰”是保证信息网络能否获得100%高“可运用率”核心所在。在此需阐明是：“电源干扰”不但来源于普通市电电网，它还来源于“设计不完善”UPS电源自身及顾客互联网设备自身。这是由于配备在IDC（互联网数据中心）和MDC（多媒体数据中心）机房内服务器、磁盘陈列机、互换机等均内置有“开关电源”。这种“整流滤波型”非线性负载会向UPS供电系统反射3次23次低次谐波“干扰”，其也许带来恶果之一是减少语音通话质量。实践证明：过大和过频浮现“电源干扰”，轻者会导致互联网传播速率下降、网络服务器数据“丢包率”增大、modem上网“掉线率”增大等隐形故障浮现，从而导致互联网设备被迫进入“降额”使用状态，严重时还会导致网络瘫痪。举个例子，如果将顾客向网络运营商租用“带宽”为64Kbit/s专线时所需付费用作为1计算话，当顾客租用10Mbit/s和150Mbit/s网线使用权时所需支付费用将分别增到34和210倍。由此可见，如果因“电源干扰”问题或电磁兼容EMC问题而导致互联网进入“降额使用”状态话，它会给网络利润带来多大损失。从这个角度来看，高速信息网络技术迅猛发展在给UPS产业带来巨大商机同步，也对UPS供电所能提供电源质量提出更为严格规定。 3.具备防雷击、抗高能浪涌功能 雷击、闪电及电网上高能浪涌严重威胁UPS系统和计算机网络安全。如无相应保护办法，将导致UPS系统及计算机网络硬件和软件损坏。UPS应具备这方面保护电路，其指标应符合国家及国际安规原则。 4.过载能力强 由于计算机等负载属于整流型负载，在启动时往往有较大瞬态冲击电流，如果UPS过载能力弱，有也许导致严重后果导致系统不能正常安全运营。 5.智能化监控 在UPS和计算机/网络之间建立起双向通信监控管理功能。运用监控软件监控管理UPS运营、操作。当市电中断或UPS电池低电位时，监控软件可做到将计算机中数据自动安全存盘、系统安全关机然后关闭UPS，避免因电力突然中断而导致操作系统损坏和数据资料损失，以实现数据完整性保护。 电路图分析4.1正常运营：整流器将主电源输入交流电整流为直流电，一方面为电池充电，一方面通过逆变器将直流电逆变为交流向负载输出，负载得到交流电是通过稳压稳频；4.2电池运营：当市电停电或超限时，整流器自动停止，由电池向逆变器和负载供电，直到电池放电结束或市电恢复正常。当市电正常后，整流器以恒流-恒压方式充电24小时，然后转为浮充电。4.3过载/逆变器停机：4.4维修状态：手动维修旁路为UPS检修时提供向负载供电。断开整流器-逆变器-静态开关 输入-输出开关及电池开关QF1，即可对UPS和电池进行维护和检修。5使用UPS有哪些注意事项1）UPS使用环境应注意通风良好，利于散热，并保持环境清洁。2）切勿带感性负载，如点钞机、日光灯、空调等，以免导致损坏。3）UPS输出负载控制在60%左右为最佳，可靠性最高。4）UPS带载过轻（如1000VAUPS带100VA负载）有也许导致电池深度放电，会减少电池使用寿命，应尽量避免。5）恰当放电，有助于电池激活，如长期不断市电，每隔三个月应人为断掉市电用UPS带负载放电一次，这样可以延长电池使用寿命。6）对于多数小型UPS，上班再开UPS，开机时要避免带载启动，下班时应关闭UPS；对于网络机房UPS，由于多数网络是24小时工作，因此UPS也必要全天候运营。7）UPS放电后应及时充电，避免电池因过度自放电而损坏。七、UPS系 统 存 在 问 题 及 发 展 方 向随 着 全 球 计算 机 网 络 蓬 勃 发 展， 网 络 化、集 成 化 趋 势 正 以 前 所 未 有 深 度 和 广 度 影 响 着 我 们 生 活。 但 是 现 在 系 统 集 成 概 念 主 要 体 现 在 计 算 机 网 络 设 备 集 成， 对 其 她 一 些 设 备 集 成 考 虑 不 足。UPS 电 源 系 统 在 网 络 系 统、智 能 大 厦 等 项 目 中 集 成 也 经 常 被 忽 视。1、传 统 UPS 系 统 存 在 以 下 问 题： (1) 单 机 故 障 率 高， 且 经 常 影 响 所 支 持 系 统 持 续 工 作。 传 统 单 机UPS 没 有 备 用 线 路 或 应 急 方 案， 所 有 电 力 供 应 线 路 都 为 单 线， 一 旦 发 生 问 题， 电 力 供 应 中 断 就 在 所 难 免。 (2) 可 扩 展 性 差。 传 统UPS 配 置 固 定， 且 不 能 升 级， 如 遇 信 息 系 统 升 级 而 导 致 要 求 提 高 电 力 供 应 能 力 时， 则 只 有 购 买 新 UPS 系 统。 (3) 可 管 理 性 差。 所 有 电 池 或 电 池 组 在 功 能 和 使 用 上 没 有 区 别， 当 其 中 某 一 块 电 池 发 生 故 障 后，UPS 管 理 系 统 不 能 进 行 及 时 地 关 闭 和 替 换， 只 能 报 告 发 生 了 系 统 故 障， 然 后 由 管 理 人 员 手 工 进 行 更 换。 (4) 维 护 成 本 高 昂。 传 统UPS 系 统 维 护 是 一 项 技 术 水 平 要 求 颇 高 工 作， 仅 仅 拿 最 普 通 更 换 电 池 来 说， 也 要 求 由 专 业 技 术 人 员 来 完 成， 普 通 用 户 根 本 不 可 能 独 立 进 行。 2、发展方向目 前 采 用 最 新 技 术 UPS 不 仅 仅 是 一 台 不 间 断 电 源 安 全 和 管 理 设 备， 而 是 一 个 智 能 电 源 系 统。 它 除 了 包 含 一 般 不 间 断 电 源 整 流、滤 波、充 电、放 电、逆 变 器 等 外， 还 有 微 处 理 器 控 制、自 动 识 别 负 载 类 型、电 池 检 测、LCD 状 态 显 示、逆 变 器 自 动 适 应 调 整、风 扇 速 度 检 测、远 程 监 控 系 统 等。 为 了 提 高 电 源 可 靠 性， 还 提 出UPS 串 联、并 机 冗 余 等 概 念， 不 仅 提 高UPS 带 载 能 力， 而 且 提 高 了 其 可 靠 性。 其 次，UPS 在 为 网 络 内 计 算 机 及 设 备 提 供 不 间 断 电 源 同 时， 设 备 管 理 者 也 要 求 方 便 快 捷 地 检 测、控 制 和 管 理UPS 使 用 状 况。 根 据 应 用 不 同 需 要， 定 时 开 关UPS 电 源、市 电 故 障 报 警、自 动 关 掉 网 络 服 务 器 等 关 键 设 备。 这 些 需 求 要 求UPS 监 控 软 件 能 适 应 现 代 各 种 电 脑 网 络 平 台 如NT、Novell、Unix( 各 种 版 本)、OS/2、AS/ 400 等， 能 提 供 从RS232 接 口、SNMP 接 口 到Modem 连 接 等 多 种 管 理 方 案。 以SNMP 为 例， 在 一 个 特 殊 设 计 SNMP 适 配 器 上 附 带 有SNMP Agent 软 件 和MIB， 硬 件 上 还 有 以太网络接口和RS-232接口。 当 网 管 站 请 求 给SNMP Agent 时，SNMP Agent 即 通 过RS-232 接 口 与UPS 交 谈， 获 得UPS MIB 参 数， 然 后 再 根 据SNMP 协 议 回 传 资 料 到 网 管 站。 其 中 传 输 和 接 收SNMP 帧(frame) 可 通 过IP 或UDP 传 输 协 议。 通 过 这 个 管 理 程 序， 网 络 可 以 咨 询 侦 测 广 域 网 络 内 任 意 一 台UPS 状 态 参 数， 以SNMP 方 式 回 传 到 网 络 站， 并 转 化 成 图 形 显 示 在 屏 幕 上。UPS SNMP 为 广 域 网 提 供 了 更 加 集 中 式 管 理、更 加 良 好 环 境 监 督、网 络 诊 断 以 及 更 好 安 全 性 和 通 用 性， 为 网 络 连 线 设 备 提 供 了 更 广 软 件 保 护。 第 三，UPS 应 考 虑 与 应 用 环 境 集 成。 在 机 房 、智 能 大 厦 等 自 动 化 程 度 较 高 电 源 系 统 中， 对 火 灾 报 警 信 号、温 度 检 测 信 号、保 安 系 统 等 能 与UPS 触 点 信 号 连 接。 当 火 灾 发 生 时， 报 警 信 号 启 动， 紧 急 关 掉UPS， 其 她 信 号 也 可 相 应 对UPS 采 取 不 同 措 施。 对 于 这 种 情 况，UPS 应 能 提 供 触 点 信 号 接 口(Contact Interface)， 以 保 证 整 个 系 统 电 源 安 全 要 求。 随 着 电 源 技 术 发 展，UPS 电 源 系 统 与 通 信 网 络 系 统 关 系 更 加 紧 密， 已 成 为 系 统 工 程 项 目 中 一 个 不 可 缺 少 环 节。 系 统 集 成 商 在 项 目 实 施 中 需 要 充 分 考 虑 到 UPS 电 源 与 及 其 她 设 备 集 成， 使 UPS 电 源 与 计 算 机 等 其 她 网 络 设 备 管 理 融 为 一 体， 不 仅 保 证 系 统 项 目 电 源 安 全 需 求， 又 能 满 足 系 统 项 目 电 源 系 统 可 管 理 性 和 易 于 维 护。 13参照文献工业与民用配电设计手册第二版，中华人民共和国航空工业规划设计院等编水利电力出版社建筑电气设计实例图册，北京照明学会设计委员会编中华人民共和国建筑工业出版社工厂惯用电气设备手册兵器部第五设计院编中华人民共和国电力出版社电子工业出版社李成章， 新型不断电源（UPS）管理使用与维修王琪英，刘秀荣。