ups系统培训

何谓UPSUPS的定义：所谓UPS（UninterruptiblePowerSystem），不间断电源系统，就是当停电时能够接替市电持续供应电力的设备，含有储能装置，后备动力来自电池组，由于电子元器件反应速度快，停电的瞬间在4~8毫秒内或无中断时间下继续供应电力。为何使用UPS（一）发电厂存在的安全供电隐患：1.发电量不足—限电2.发电机可靠性—故障性停电3.发电质量—电网质量不好（二）运输当中存在的安全供电隐患：1.输电线路设备故障；2.自然灾害停电3.交通、施工、人为破坏—停电4.输电线路损耗—电压降低（三）电源故障种类：1.电网预安排停电：限电、电力系统改造与维护；2.电网故障停电：超负荷、供电线路及设备故障；3.自然原因停电：火灾、雷电、水灾、施工；4.电源质量故障：停电、电压过压、电压欠压、突波、电压下陷、切换瞬变、电子噪音、谐波干扰、频率波动电力电源的现状•根据电力专家的测试，电网中经常发生并且对电脑和精密仪器产生干扰或破坏，主要表现在以下几个方面：•1.电涌：指输出电压有效值高于额定值110％，而且持续时间达一个或数个周期。电涌主要是由于在电网上连接的大型电气设备关机时（例如常见的家用空调关机时），电网因突然卸载而产生的高压•2.高压尖脉冲：指峰值达6000v，持续时间从万分之一秒至二分之一周期（10ms）的电压。这主要由于雷击、电弧放电、静态放电或大型电气设备的开关操作而产生•3.暂态过电压：指峰值电压高达20000V，但持续时间界于百万分之一秒至万分之一秒的脉冲电压。其主要原因及可能造成的破坏类似于高压尖脉冲，只是在解决方法上会有区别；•4.电压下陷：指市电电压有效值介于额定值的80％至85％之间的低压状态，并且持续时间达一个到数个周期。大型设备开机，大型电动机启动，或大型电力变压器接入都可能造成这种问题；•5.电线噪声：系指射频干扰(RFI)和电磁干扰（EFI）以及其它各种高频干扰。马达的运行、继电器的动作、马达控制器的工作、广播发射、微波辐射、以及电气风暴等，都会引起线噪声干扰。电力电源的现状•6.频率偏移：系指市电频率的变化超过3Hz以上。这主要由应急发电机的不稳定运行，或由频率不稳定的电源供电所致。•7.持续低电压：指市电电压有效值低于额定值，并且持续较长时间。其产生原因包括：大型设备启动和应用、主电力线切换、启动大型电动机、线路过载（我们国家的很多地区存在这个问题）•8.市电中断：即我们通常遇到的停电。其产生原因有：线路上的断路器跳闸、市电供应中断、电网故障。•9.谐波干扰：由整流设备、电动机、继电器、通信设备、电焊机等产生的RFIEMI干扰；UPS的分类1.按容量来分类小功率（1~10kVA）、中功率（10~60kVA）、大功率（60kVA以上）；2.按输入、输出接线方式分类单进单出、三进单出、三进三出；3.按输出波形分类方波、正弦波分类4.按逆变器的工作状态分类后备式（离线式）、在线互动式、DELTA变换式、在线式5.按电池的配置位置分类标机（电池内置）、长机（电池外置）UPS的系统组成（1）UPS主机（2）蓄电池（3）电池柜（4）选配件：并机卡、SNMP网络适配器、RS485通信、手机短信报警器、电池温度补偿器UPS各类型的拓扑结构•后备式UPS拓扑:UPS在市电正常时直接由市电向负载供电（部分机型有稳压功能），逆变器此时不工作，当市电超出其工作范围或停电时，通过转换开关转为电池逆变供电。其特点是：结构简单，体积小，成本低，但输入电压范围窄，输出电压稳定精度差，有切换时间，且输出波形一般为方波。输入滤波转换开关充电器电池逆变器输出市电正常市电故障•在线互动式在线互动式UPS将充电回路与逆变器整合为双向转换回路，市电输入正常时，UPS的逆变器处于反向工作给电池组充电，在市电异常时逆变器立刻投入逆变工作，将电池组能量转换为交流电输出，其特点是：有较宽的输入电压范围，噪音低，体积小等特点，逆变器输出电压波形较好，一般为正弦波，但同样存在切换时间。输入滤波切换开关充电器电池逆变输出市电正常市电故障稳压•双变换在线式UPS在市电正常时，由市电进行整流提供直流电压给逆变器工作，由逆变器向负载提供交流电，在市电异常时，逆变器由电池提供能量，因逆变器始终处于工作状态，故输出不会中断。其特点是，有极宽的输入电压范围，无切换时间且输出电压稳定精度高，特别适合对电源要求较高的场合，但是成本较高。输入滤波开关充电器电池逆变器输出市电正常市电故障旁路整流旁路各类型特点优点缺点后备式1.结构简单、价格便宜、噪音低；2.输出经转换开关1.一定的切换时间2.切正常供电情况下提供电源质量低3.输出波形一般为方波4.输入电压范围窄5.后背时间短（几分钟到十几分钟）在线互动式1.相比后备式切换时间短2.变换器双向工作；3.输出经稳压器输出；市电正常时提供的低质量的电源供电（稳压精度不高）双变换在线式1.市电/电池模式切换时，实现零切换2.输出电压稳定精度高3.较宽的输入电压范围各种类型的对电网9大问题的解决1、双变换在线式拓扑图输入市电输入滤波充电器电池DC/DC升压AC/DCBoost升压DC/AC逆变输出滤波输出电压旁路四种工作模式1、市电模式2、电池模式3、旁路运行模式4、在线维修旁路模式其工作原理为：①当市电正常时，输入市电一方面经输入滤波器、交流/直流升压变换器、逆变器、输出滤波器输出给负载；另一方面经输入滤波器、充电器给电池充电。（LineMode）输入市电输入滤波充电器电池DC/DC升压AC/DCBoost升压DC/AC逆变输出滤波输出电压旁路维修旁路②当市电异常时，电池电压经直流/直流升压变换器、逆变器、输出滤波器输出给负载。（BatMode）输入市电输入滤波充电器电池DC/DC升压AC/DCBoost升压DC/AC逆变输出滤波输出电压旁路维修旁路③当UPS异常时，输入市电直接经旁路（Bypass）输出给负载。输入市电输入滤波充电器电池DC/DC升压AC/DCBoost升压DC/AC逆变输出滤波输出电压旁路维修旁路4、在线维修模式运行输入市电直接输出到负载，主要作用是保证不断电的情况下，便于维修人员维修。输入市电输入滤波充电器电池DC/DC升压AC/DCBoost升压DC/AC逆变输出滤波输出电压旁路维修旁路1、高频机高频机结构UPS将是今后的发展方向,高频UPS与工频UPS相比具有以下优点：（1）输入功率因数高：工频机UPS一般在200KVA以下的输入电路中都采用了晶闸管6脉冲整流,输入功率因数不超过0.8,谐波电流有30%之大；而任何容量的高频机UPS的输入功率因数都可做到0.99以上,谐波电流小于5%，尤其是对市电的充分利用具有良好的经济意义和社会意义。（2）本身功耗小：若要求工频机输入功率因数为0.95以上时,必须外加谐波滤波器使得工频机UPS的效率比高频机UPS低5%。同为100KVA的容量时,工频机UPS每年要比高频机UPS多消耗5万度电！（3）对外干扰小：工频机UPS产生电噪声和机械噪声,电噪声影响机器的稳定度，机械噪声影响人的身心健康，降低工作效率；而高频机UPS工作在20KHz以上，20KHz是人耳听不到的频率,使工作环境安静下来,又由于高频机UPS的输入功率因数高达0.99以上,对外干扰几乎为零。（4）体积小、重量轻：工频机UPS由于有了输出变压器和适应50Hz的电感电容等低频器件使得体积、重量都很大,比如某品牌200KVA工频机UPS重1380kg，而同一厂家的250KVA高频机UPS重量只有830kg。（5）全数字化：工频机UPS当初采用的是模拟技术,现在一般发展为数字与模拟相结合的技术，模拟技术的可靠性比数字技术低。而高频机UPS技术是一种全数字化技术,可靠性很高。（6）对电网的适应能力强：工频机UPS对于适应输入电压15%的变化已很不易；而高频机UPS甚至适应输入电压30%以上的变化,这又大大延长了电池的寿命。•高频UPS与工频UPS的对比UPS容量的选择为保障UPS的使用寿命，一般而言UPS的带载量在60%~80%为佳，在此称它为最佳使用率；UPS的容量选择计算公式如下：UPS的容量（VA）=P/（cosΦ*最佳使用率）注：P：负载的有功功率，单位为W；cosΦ：UPS的输出功率因数，有的为0.8，有的为0.9；最佳使用率：UPS最佳的运行的状态，60%~80%，计算时可以取70%来计算举例说明如下：例如一数据机房长时间运行的功率为10kW，该如何为此机房选择合适容量的UPS？1.从客户那边的了解到了负载的有功功率P=10kW；2.根据我公司UPS的产品的电气指标，确定输出功率因数cosΦ；3.根据容量选型计算公式：UPS的容量（VA）=P/（cosΦ*最佳使用率）电池的参数电池的容量：安时数代表电池容量的大小。电池的额定容量指25℃，以恒定电流放电20小时至终止电压（1.75V/单格），该电流的20倍即为电池的容量。一般用Ah数代表电池的额定容量，C20表示20小时放电率。有些电池是以10小时放电率计算的，用C10表示。例：100Ah/12V的电池指该电池以5A（0.05C）的电流恒定放电直至终止电压10.5V，可连续放电20小时。电池放电时间与放电电流不是线性关系，如100Ah电池以100A的电流放电，则支持不了1个小时，只有数十分钟。如以1A的电流放电，则会超出100小时（不推荐如此方式放电）。影响电池放电容量的因素1、放电速率：不同倍率放电影响放电的时间2、温度对放电容量的影响3、温度对寿命的影响4、放电深度对循环次数的影响温度对寿命的影响从温度与浮充充电寿命之间的关系曲线可以得出，随着温度的增加，电池的使用寿命逐渐降低温度对放电容量的影响从上面的关系曲线可以得出：在相同的放电速率条件下，随着温度的增加，电池的放电容量逐渐增加，但是温度与电池的使用寿命看似成反比，推荐的工作温度在25°C左右；不同放电速率与放电时间的关系放电深度对循环次数的影响从上面的关系曲线可以得出：随着电池的放电深度越深，电池的循环寿命逐渐降低，一般而言，电池的放电深度不允许超过80%，一般小于65%；在电池的使用过程中，应尽量防止电池的深度过放电；均衡充电：均衡充电是对事故放电后蓄电池进行补充电的一种充电方法，采用恒压限流法，一般设置为2.35V/Cell。浮充：在浮充的状态下，充电电流除维持自身的放电电流外，还维持电池内的氧循环；浮充电压设置过低时，电池将处于欠充电状态，不仅会在电池极板内部形成不可逆的硫酸盐化，而且还会在活性物质与板栅之间形成高电阻阻挡层，使电池内阻增加、容量下降；浮充电压设置过高，电池将长期处于过充电状态，会使电池充电电流增大，电池负极析出的H2和正极析出的O2难以全部再化合成水，造成电池失水，板栅腐蚀加速，电池使用寿命提前终止；阀控蓄电池组正常应以浮充电方式运行，浮充电压值应控制为（2.23～2.28）V×N，一般宜控制在2.25V×N（25℃时）；均衡充电电压宜控制为（2.30～2.35）V×N电池使用的注意事项电池使用的注意事项有哪些1、建议电池在+5℃～+30℃（最好25℃）温度条件下使用，高温会缩短寿命，低温容量降低；2、不同品牌、不同容量、不同新旧的电池严禁混合使用；3、电池使用中会产生氢气，所以要远离火源，保持通风，防止爆炸；4、请保持环境清洁，过多的灰尘可导致蓄电池短路；5、电池放电后应及时再充电，未充饱的电池再放电，会导致电池容量降低甚至损坏，所以必须配置适宜的充电器；6、UPS带载过轻（如1KVAUPS带150VA负载）有可能造成电池的深度放电，应尽量避免；7、适当的放电，有助于电池的激活，如长期不停市电，应人工将电池放电，每年2～4次，可利用现有负载放电，时间为1/4～1/3后备时间。电池组并联的组数尽量不要超过4组：这是由于多组蓄电池组不能完全保证各组端口电压的绝对相等，由于铅蓄电池中电解液密度不一致和连接的电阻不一致而造成蓄电池的不是绝对的均一，即使新铅蓄电池启用时注入的酸是同密度的，在后来的使用中因种种原因也会造成差异。当铅蓄电池并联之后