UPS选型基本技术(厂家培训资料).ppt

http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS基本技术基本技术http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)电电 源源 故故 障障http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)市电的九种电源故障形式市电的九种电源故障形式电源断源断电电压下陷下陷电源浪涌源浪涌 持持续欠欠压持持续过压 高高频噪音噪音频率波率波动瞬瞬态切切换谐波失真波失真http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS(Uninterruptible Power System)http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS外在关联外在关联负载市电监控通讯电池UPShttp:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS功能及基本结构功能及基本结构UPS内部基本结构内部基本结构http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS的主要功能实现电网与用电器之间的隔离实现电网与用电器之间的隔离实现电网与用电器之间的隔离实现电网与用电器之间的隔离实现两路电源的不间断切换实现两路电源的不间断切换实现两路电源的不间断切换实现两路电源的不间断切换提供高质量电源提供高质量电源提供高质量电源提供高质量电源电压变换和频率变换功能电压变换和频率变换功能电压变换和频率变换功能电压变换和频率变换功能停电后提供后备时间停电后提供后备时间停电后提供后备时间停电后提供后备时间http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS类型类型l后备式后备式UPSl在线互动式在线互动式UPSl在线式在线式UPShttp:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)后备式后备式UPS工作框图工作框图http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)在线互动式在线互动式UPS原理框图原理框图http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)在线式在线式UPS原理框图原理框图http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)市电停电时工作框图市电停电时工作框图http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)过载或故障时工作框图过载或故障时工作框图http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS品质描述品质描述lUPS 市电：输入指标市电：输入指标lUPS 负载：输出指标负载：输出指标lUPS 电池：电池管理电池：电池管理lUPS 用户：通讯监控用户：通讯监控lUPS UPS：备份与扩容：备份与扩容http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS技术的发展技术的发展第一代第一代UPSUPS（9090年前）：年前）：SCRSCR整流整流SCRSCR逆变逆变第二代第二代UPSUPS（90909595年年)：SCRSCR整流整流GTRGTR逆变逆变第三代第三代UPSUPS（95950505年）：年）：SCRSCR整流整流IGBTIGBT逆变逆变第四代第四代UPSUPS（0505年后）：年后）：IGBTIGBT整流整流IGBTIGBT逆变逆变UPS品质描述品质描述http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)lUPS 市电：输入指标市电：输入指标输入电压标准及范围（输入电压标准及范围（220/380VAC220/380VAC1515）输入频率标准及范围（输入频率标准及范围（50HZ50HZ1010）输入功率因素（输入功率因素（0.80.99)0.80.99)SCR SCR型整流器：型整流器：PFPFU U浮充浮充/2U2UL L IGBT IGBT型整流器：型整流器：PFPF 4 4、输入电流谐波失真（、输入电流谐波失真（THDTHD）(335%)(335%)U1I I1 1 UL I IL LCos UPS品质描述品质描述http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)每相可控硅在每相可控硅在1/3周期导通周期导通.产生浮充电压：产生浮充电压：UF=3 2/ULCOS 1.353801513V 输入电压范围：输入电压范围：30%电池电压（电池电压（3235）X12V，逆变器效率低，输出必须配置，逆变器效率低，输出必须配置隔离升压变压器隔离升压变压器可控硅整流器ABCDC+DC-UPS品质描述品质描述http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)谐波分量谐波电流谐波电流%01020304050607080901001571113171923254456891420100每相可控硅在每相可控硅在1/3周周期导通期导通.产生奇次谐产生奇次谐波波n=6k1(K为正整为正整数数)谐波分量谐波分量30%发电机配比发电机配比2.53:16脉冲整流器UPS品质描述品质描述http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)6脉冲脉冲整流器整流器优点优点:THD 10%满载条件下满载条件下简单可靠简单可靠,可任意时候加装可任意时候加装可提高功率因数可提高功率因数6-6-脉冲整流器脉冲整流器+无源滤波器无源滤波器(LC)(LC)缺点缺点:在特定条件下，无源滤波器会和在特定条件下，无源滤波器会和电网内阻发生谐振电网内阻发生谐振抑制高次谐波效果差抑制高次谐波效果差效率降低效率降低费用增加且体积增大费用增加且体积增大http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)6脉冲脉冲整流器整流器6-6-脉冲整流器脉冲整流器+有源滤波器有源滤波器(APF),(APF),-采用补偿原理向电网注入采用补偿原理向电网注入与谐波电流相位相反与谐波电流相位相反,幅值相同的电流幅值相同的电流.采用采用IGBTIGBT电路电路优点优点:THD 5%不会发生共振现象不会发生共振现象不受系统阻抗变化的影响不受系统阻抗变化的影响不受谐波频率变化的影响不受谐波频率变化的影响缺点缺点:电路复杂电路复杂,MTBF(,MTBF(平均无故障时间平均无故障时间)下降下降EMIEMI高高,效率下降效率下降2 2成本高成本高http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)逻辑控制逻辑控制B+B-+-至逆变器至逆变器L1L2L30Y12脉冲整流器脉冲整流器http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)12 2脉冲脉冲整流器整流器12脉冲整流器脉冲整流器优点优点:THD 10%满载满载缺点缺点:需要两个整流器和一个需要两个整流器和一个移相变压器移相变压器效率比较低效率比较低2%体积体积重量也增加重量也增加http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)IGBT整流器整流器采用高频脉宽调制型采用高频脉宽调制型IGBTIGBT整流器技术，整流器技术，对对电网的适应能力很强。不带滤波器时输入电网的适应能力很强。不带滤波器时输入功率因数就可高达功率因数就可高达 0.990.99优点优点:输入电压范围：输入电压范围：25%25%输入功率因素：输入功率因素：0.990.99谐波分量谐波分量3%3%绿色电源绿色电源不会因加装滤波器而造成能量损失不会因加装滤波器而造成能量损失机器重量轻机器重量轻-易于安装和运输易于安装和运输缺点：缺点：整流器容量受现有技术条件所限整流器容量受现有技术条件所限（200KVA200KVA）稳定性不如可控硅整流器稳定性不如可控硅整流器 I I U Uhttp:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)IGBT 整流器整流器传传统统可可控控硅硅整整流流的的电流电流波形波形IGBTIGBT整流的整流的电流波形电流波形使用使用IGBTIGBT整流目的：整流目的：提高输入端的功率因数提高输入端的功率因数1-使输入端电流尽可能接近正弦波使输入端电流尽可能接近正弦波减少直流脉动和谐波干扰减少直流脉动和谐波干扰 扩展扩展UPSUPS输入电压范围输入电压范围http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)柴油机柴油机/UPS容量匹配容量匹配 UPS整流电路容量匹配Pg/Pui346脉冲整流脉冲整流UPS2.536脉冲整流脉冲整流+5次次/7次谐波滤除器次谐波滤除器1.72.312脉冲整流1.62.212脉冲整流脉冲整流+11次次/13次谐波滤除器次谐波滤除器1.42高频高频UPS(带带cos校正校正)1.52.4IGBT PWM 整流整流1.25 注：UPS并联系统前端发电机容量为单机1.8倍,用户投资条件允许发电机组还应备有1.25倍的余量。单相全桥整流单相全桥整流UPSPg-柴油发电机功率；柴油发电机功率；Pu-UPS输入功率输入功率http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS品质描述品质描述UPS 负载：输出负载：输出/整机指标整机指标输出电压标准及精度（输出电压标准及精度（220/380VAC1220/380VAC1）输出频率标准及精度（输出频率标准及精度（50HZ0.0150HZ0.01）输出功率因素（输出功率因素（0.70.71)1)输出过载输出过载/抗短路能力抗短路能力(125(125额定电流，额定电流，10min 15010min 150额定电额定电流，流，60s)60s)三相不平衡能力三相不平衡能力(100%(100%不平衡负载不平衡负载,电压不均衡电压不均衡5%5%）动态响应动态响应(100(100负载，瞬态电压波动负载，瞬态电压波动5%,5%,恢复时间：恢复时间：20ms)20ms)效率效率(90(9094%)94%)噪音噪音(50(5075db75db）环境指标环境指标(温度温度0 04040），湿度，海拔，湿度，海拔10001000米）米）http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS品质描述品质描述UPS整机指标效率计算整机指标效率计算UPSUPS各部件效率：各部件效率：SCRSCR整流器整流器9999；IGBTIGBT整流器整流器9898、IGBTIGBT逆变器效率逆变器效率9696、变压器效率变压器效率9898,滤波器滤波器9999传统传统UPSUPS的效率：的效率：SCRSCR整流（整流（9999）IGBTIGBT逆变（逆变（9696）输出输出TXTX（9898）=93=931212脉冲传统脉冲传统UPSUPS的效率的效率:输入移相输入移相TXTX（9898）双双SCRSCR整流（整流（9898）IGBTIGBT逆变（逆变（9696）输出输出TXTX（9898）=90=90新型新型UPSUPS效率计算：效率计算：IGBTIGBT整流（整流（9898）IGBTIGBT逆变（逆变（9696）=94=94http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS品质描述品质描述lUPS UPS 电池：电池管理电池：电池管理充电保护（过压及过流充电保护，温度补偿）充电保护（过压及过流充电保护，温度补偿）放电保护（关机截止电压设定及调整，自动脱扣）放电保护（关机截止电压设定及调整，自动脱扣）电池智能化管理（检测和报警）电池智能化管理（检测和报警）后备时间计算和显示：额定负载后备时间后备时间计算和显示：额定负载后备时间T T 75 75额定负载额定负载1.6T;501.6T;50额定负载额定负载2.5T;332.5T;33额定负载额定负载4T4T充电能力及充电时间：充电能力及充电时间：10102525额达容量充电能力额达容量充电能力充电时间计算：充电时间计算：T TAH/IAH/I充电充电（充电效率（充电效率8080 ）http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS品质描述品质描述lUPS 用户管理：通讯和用户管理：通讯和监控监控显示及控制显示及控制通讯功能：串口通讯功能：串口RS232/RS485；网卡；网卡；干结点；干结点；modbus卡卡监控：监控软件及网络监控功能监控：监控软件及网络监控功能http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS品质描述品质描述lUPS UPS：扩容及备份：扩容及备份串联备份串联备份并联备份及增容并联备份及增容并联技术及指标并联技术及指标 直接并联、公共旁路、模块化直接并联、公共旁路、模块化UPS、环流指、环流指标标http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UNIT1SSBSSIIREIUGRect.Inv.IRPIBBattIBYUNIT2 SSBSSIIREIUGRect.Inv.IRPIBBattIBY串联热备份串联热备份UPS UPS：扩容及备份：扩容及备份http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)并联冗余或增容并联冗余或增容UNIT 1SSBSSIIREIUGRect.Inv.IRPIBBattIBYUNIT2 SSBSSIIREIUGRect.Inv.IRPIBBattIBY可实现：可实现：并联冗余工作方式并联冗余工作方式并联增容工作方式并联增容工作方式UPS UPS：扩容及备份：扩容及备份http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)公共旁路并联公共旁路并联可实现：可实现：多台并联冗余工作方式多台并联冗余工作方式多台并联增容工作方式多台并联增容工作方式UPS UPS：扩容及备份：扩容及备份http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS供配电系统供配电系统市电市电发电机发电机UPS系统系统1ATS关键关键双电源双电源负载负载UPS系统系统2关键关键单电源单电源负载负载次要次要单电源单电源负载负载次要次要单电源单电源负载负载STShttp:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS分类和选择分类和选择l工作方式：后备式、互动式、在线式工作方式：后备式、互动式、在线式l容量：小功率（容量：小功率（110KVA）；中功率（）；中功率（2060K）；大功率）；大功率（801000KVA）l适用环境：商业级、工业级、电厂专用、车载或船用适用环境：商业级、工业级、电厂专用、车载或船用l输出变压器：高频机，工频机输出变压器：高频机，工频机http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS市场和品牌市场和品牌l小功率：小功率：APC、Santak（山特）、（山特）、Kestar（科士达）、（科士达）、PCMl中功率：中功率：Powerware、MGE、Emerson-Liebert、Delta、Santakl大功率：大功率：Emerson-Liebert、MGE、Powerware、Chloride-Siemens、Socomec-Sicon、GE-Imv、Best-Borril其他常见品牌：科华（其他常见品牌：科华（kelong）、冠军（）、冠军（champion）、易斯特）、易斯特（East）、赛康、复华、优玛、宝合、四通、）、赛康、复华、优玛、宝合、四通、Best、伽马创力、雷、伽马创力、雷洛士、洛士、Powerland（宝兰）、山顿（宝兰）、山顿（Sendon）、劲达（）、劲达（Deltec）、）、东芝（东芝（Toshiba）、）、APC-Gutor（固特）、（固特）、AEG（德国通用电气）、（德国通用电气）、Protect（普洛泰克）（普洛泰克）http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS推荐和配置推荐和配置l容量及机型选择容量及机型选择l电池计算及配置电池计算及配置l配电部分：线缆及开关配电部分：线缆及开关http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS推荐和配置推荐和配置l容量及机型选择容量及机型选择l用户负载量用户负载量,冗余度冗余度l负载性质：负载性质：IT类、电感性负载、使用环境谐波、变压器类、电感性负载、使用环境谐波、变压器l机房配电设计：进线方式机房配电设计：进线方式l机型成本及竞争优势机型成本及竞争优势http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS推荐和配置推荐和配置l容量及机型选择容量及机型选择l用户负载量；用户负载量；UPS输出冗余度（输出冗余度（7080）l负载峰值因素（负载峰值因素（3：1）不能超过逆变器过载能力）不能超过逆变器过载能力l负载视在功率（负载视在功率（KVA）不能超过）不能超过UPS额定功率额定功率*功率因素折算系数功率因素折算系数l三相负载不平衡度三相负载不平衡度30%http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS推荐和配置推荐和配置l工业级工业级UPSl恶劣的电气和物理环境：供电线路电压恶劣的电气和物理环境：供电线路电压/频率波动、浪涌冲击、峰频率波动、浪涌冲击、峰值下陷、高频干扰，环境温湿度不稳、粉尘、腐蚀等。值下陷、高频干扰，环境温湿度不稳、粉尘、腐蚀等。l结构：输入输出双隔离、钢板机箱、高结构：输入输出双隔离、钢板机箱、高IP防护等级。防护等级。l适用领域：钢铁、化工、电力、汽车、造纸、煤炭、石油、隧道适用领域：钢铁、化工、电力、汽车、造纸、煤炭、石油、隧道l负载类型：重载机械、生产线设备、负载类型：重载机械、生产线设备、DCS系统等系统等http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS能耗指标能耗指标n n UPS UPS 工作损耗、通风量、空调配置工作损耗、通风量、空调配置工作损耗、通风量、空调配置工作损耗、通风量、空调配置 满载损耗（满载损耗（满载损耗（满载损耗（KWKW）kVA Cos （6 67.57.5）空调制冷量）空调制冷量）空调制冷量）空调制冷量n n 输出功率折算海拔高度，海拔每升高输出功率折算海拔高度，海拔每升高输出功率折算海拔高度，海拔每升高输出功率折算海拔高度，海拔每升高100100米降容米降容米降容米降容1 1（典型（典型（典型（典型 UPSUPS工作海拔高度：工作海拔高度：工作海拔高度：工作海拔高度：10001000米）米）米）米）海拔高度海拔高度海拔高度海拔高度10001000米米米米15001500米米米米20002000米米米米23002300米米米米30003000米米米米UPSUPS输出输出输出输出功率折算功率折算功率折算功率折算100%100%85%85%79%79%75%75%69%69%UPSUPS容量容量容量容量40KV40KVA A80KV80KVA A100KV100KVA A160KV160KVA A200KV200KVA A300KV300KVA A400KV400KVA A600KV600KVA A800KV800KVA A通风量通风量通风量通风量立方米立方米立方米立方米/h/h220022002400240025902590350035003700370039003900440044007500750093009300http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)容量及机型选择容量及机型选择n n 不同功率因数的负载不同功率因数的负载不同功率因数的负载不同功率因数的负载UPSUPS输出功率折算输出功率折算输出功率折算输出功率折算n n（典型（典型（典型（典型 UPS UPS 输出输出输出输出PF-0.8PF-0.8型）型）型）型）负负负负载载载载PFPF0.60.6-0.7-0.7-0.8-0.8-0.9-0.91 10.90.90.80.80.70.70.60.6UPUPS S输输输输出出出出100100%100100%100%100%90%90%80%80%60%60%55%55%53%53%50%50%http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)容量及机型选择容量及机型选择n n 进线方式：上进线进线方式：上进线进线方式：上进线进线方式：上进线/下进线下进线下进线下进线n n 选择优势机型，增加价格竞争力选择优势机型，增加价格竞争力选择优势机型，增加价格竞争力选择优势机型，增加价格竞争力PWPW技术功技术功技术功技术功率率率率40KVA40KVA60KVA60KVA120KVA120KVA 200KVA 200KVAPWPW商业功商业功商业功商业功率率率率2020、3030、40405050、60608080、100100、120120160160、200200galaxygalaxy技术功技术功技术功技术功率率率率120KVA120KVA200KVA200KVA300KVA300KVA 400KVA 400KVA600KVA600KVAGalaxyGalaxy商业功商业功商业功商业功率率率率8080、100100、120120160160、200200250250、300300 400 400500500、600600http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)电池计算和配置电池计算和配置计算公式：计算公式：AH=（逆变效率）（逆变效率）电池只数电池只数 U U平平(单个电池电压单个电池电压)放电速率放电速率kVA Cos n n电池计算：恒流计算法（放电速率）电池计算：恒流计算法（放电速率）电池计算：恒流计算法（放电速率）电池计算：恒流计算法（放电速率）放电时间放电时间放电时间放电时间5m5m10m10m15m15m30m30m1h1h2h2h3h3h5h5h8h8h20h20h放电速率放电速率放电速率放电速率C C2.72.72.02.01.51.51.01.00.60.60.360.360.260.260.180.180.120.120.050.05n近似计算法：适用于小功率，长时间配置近似计算法：适用于小功率，长时间配置http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)市电停电时工作框图市电停电时工作框图http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)电池计算和配置电池计算和配置l精确计算：恒功率计算法精确计算：恒功率计算法1、截止电压确定：1.67V/cell放电60分钟2、计算每个Cell电池恒功率数据：3、根据厂家恒功率放电数据表选择满足计算结果的电池规格W/cell=（逆变效率）（逆变效率）电池电池cell数数kVA Cos http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS推荐和配置推荐和配置l配电部分：线缆及开关配电部分：线缆及开关l输入开关容量及线缆规格：输入开关容量及线缆规格：三相电工速算法三相电工速算法:输入电流输入电流(A)1.8XKVA,开关系数开关系数X1.2 单相电工速算法单相电工速算法:输入电流输入电流(A)5XKVA,开关系数开关系数X1.2l输出开关容量及线缆规格：输出开关容量及线缆规格：三相电工速算法三相电工速算法:输出电流输出电流(A)1.5XKVA,开关系数开关系数X1.2 单相电工速算法单相电工速算法:输出电流输出电流(A)4XKVA,开关系数开关系数X1.2l电池开关容量及线缆规格：电池开关容量及线缆规格：放电电流（放电电流（A）kVA Cos/U电池电压电池电压 开关系数开关系数(X1.2)l电缆长度与压降：如电缆长度与压降：如70mm 线阻线阻0.26/kml零线及地线规格：零线零线及地线规格：零线11.5倍相线，地线相线倍相线，地线相线http:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS推荐和配置推荐和配置l配电部分：电缆及开关规格配电部分：电缆及开关规格l电缆额定电流简单算法电缆额定电流简单算法l空开规格空开规格:R10:R10、R16R16、R20R20、R25R25、R32R32、R40R40、R50R50、R63R63、R80R80、R100R100、R125R125、R160R160、R200R200、R250R250、R320R320、R400R400、R630R630、R800R800、R1250R1250电缆规电缆规电缆规电缆规格格格格1/1.5/2.1/1.5/2.5 54/64/610/110/16 625/35/525/35/50 070/95/1270/95/120 0150/18150/185 5240240300300额定电额定电额定电额定电流流流流 X8A X8AX6AX6AX4AX4AX3AX3AX2.5AX2.5AX2AX2AX1.5AX1.5AX1.2AX1.2Ahttp:/bbs.chinafm.org/(工管之家管理资料免费下载)UPS推荐和配置推荐和配置l隔离变压器隔离变压器l高频机加装高频机加装380V/380V输出隔离变压器：容量输出隔离变压器：容量KVAUPS KVA 选用选用/Y/Y0 0型隔离变压器，输出中性点接地，型隔离变压器，输出中性点接地，Y/YY/Y型变压器旁路反灌型变压器旁路反灌 会造成会造成DC电压过高危险。电压过高危险。lUPS加装加装380V/220V输出隔离变压器：输出隔离变压器：输出容量损失输出容量损失2030 对逆变器有干扰反馈，选用效率高，干扰小变压器。对逆变器有干扰反馈，选用效率高，干扰小变压器。l旁路隔离变压器：实现零线电气隔离。旁路隔离变压器：实现零线电气隔离。