如何选择UPS.ppt

《如何选择UPS.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《如何选择UPS.ppt（73页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、,如何选择UPS,如何选择UPS,1、UPS的作用； 2、UPS的分类； 3、UPS组成与基本工作原理； 4、UPS的整流技术； 5、负载的类别及特点； 6、配置UPS所需要考虑的问题； 7、容量的选取； 8、后备电池的计算方法；,您将了解到,如何选择UPS,UPS的作用,造成电源故障的原因,“这么长的距离” 从 发电厂最终用户,电力输送过程中对供电质量的的影响: 电站停机 高压电网 闪电 台风、洪水及人为破坏 变压器开关 配电柜开关 ,电源故障所造成的影响,突然断电的影响用电设备停止运行 对计算机等相关设备造成的影响： 操作系统由于无法及时关闭打开的系统文件，保存系统内核配置到特殊的文件系统

2、将会造成系统启动区文件损坏，系统配置文件损坏,系统崩溃，导致下次系统无法正常启动。解决方法：重新恢复配置文件，重新修复启动引导文件，重新安装(或紧急恢复)操作系统内核系统 应用系统及数据库系统无法及时将内存缓冲区内的数据真正物理记录到磁盘等介质上，关闭打开的数据文件将会导致数据丢失，文件损坏，应用程序及数据库系统无法正常使用。解决方法：重新安装(配置)应用系统和数据库系统，丢失的数据将无法弥补,电源故障所造成的影响,突然断电的影响用电设备停止运行 对计算机等相关设备造成的影响： 磁盘阵列等设备造成磁盘盘片划痕导致出现坏区(或坏道)，降低磁盘容量甚至磁盘报废，存储的数据损坏。解决方法：更换损坏的

3、磁盘，损坏的数据将无法恢复(除非配有容错机制或有数据备份) 网络连接设备寄存器中的数据将全部丢失，网络传送的数据将出现无法预料的结构。解决方法：重新发送所有的网络数据,电源故障所造成的影响,供电质量问题所造成的影响 对用电设备硬件造成的影响： 设备部分部件损坏 设备出现误操作 设备工作异常，仪表、仪器精度降低 对网络系统造成的影响 网络设备硬件的损坏或老化速度加快 数据传送误码率增加，网络流量增加。网络速率越高，误码率越大 计算机设备死机,UPS,系统中断 数据丢失或被破坏 硬件损坏, 供电无中断 数据安全 硬件被保护,UPS的作用- 提高用电设备的供电质量,市电,市电,UPS的分类,如何选择

4、UPS,UPS的分类,后备式UPS系统,市电供电,正常工作时,后备式UPS系统,滤波器,电池 (放电中),+,-,逆变器,D C,A C,电池充电器,AC/DC,负载,浪涌电压吸收器,市电供电,电池工作时,后备式UPS的主要特点,功率范围： 1001000VA 工作特点：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。在绝大多数时间内负载使用的是市电或经简单处理过的市电供电。 优点： 成本低、部件少、体积小、效率高 缺点： 市电/电池供电转换时间：416ms 输出精度低、输出波形差、精度低 主要应用对象：单台计算机系统的断电保护,在线互动式,电池 (充电中)

5、,+,-,双向转换器 （充电器）,D C,A C,负载,浪涌电压吸收器,市电供电,正常工作时,调压器,在线互动式,电池 (放电中),+,-,双向转换器 （逆变器）,D C,A C,负载,浪涌电压吸收器,市电供电,电池工作时,调压器,线路交互式UPS的主要特点,功率范围： 0.720KVA，一般为0.76KVA 工作特点：对市电进行滤波及一次或二次调压处理后直接供给负载，当输入电源不符合要求时才由电池逆变出高质量的的正弦波电源供电。在绝大多数时间内负载使用的是经简单处理过的市电供 优点： 效率高、低成本、部件少、有滤波特性、输出电压较好 缺点： 市电/电池供电转换时间：410ms 输入频率影响大

6、，暂态反应能量差 主要应用对象：中小型仪器仪表、单台或多台计算机及相关系统的断电保护,在线式,负载,市电供电,正常工作时,+,-,浪涌电压吸收器,转换开关,在线式,负载,市电供电,电池工作时,+,-,浪涌电压吸收器,转换开关,在线式,功率范围： 0.71500KVA 工作特点：市电经过整流转换为直流，由逆变器调制出稳定的正弦波。 优点： 负载端与市电输入端处于优良的”电隔离“状态之中、输出波形良好、输出质量高、无论负载突变或负载稳定时均呈现优异的带载特性。 缺点： 效率低、成本高 主要应用对象：计算机及网络系统、精密仪器仪表、工业系统的断电保护,不同类型UPS对比,后备式,在线互动式,双变换在

7、线式,参数,技术,如何选择UPS,UPS的组成和基本工作原理,单机结构框图,QS1,QS2,QS3,QS4,QS9,整流器,逆变器,静态开关,静态开关,CH1,CH2,锁相同步,同步跟踪,集中并联,HFC 并联,模块并联,End,并联方式原理,每台UPS有一路旁路,UPS 输出直接连接到负载,End,1,Page,运行模式,模块式并联配置,TO THE LOAD,MAIN INPUT UPS B,AC/DC,DC/AC,OUTPUT UPS B,S.S,RESERVE INPUT UPS B,UPS B,BYPASS,MAIN INPUT UPS A,AC/DC,DC/AC,S.S,RESER

8、VE INPUT UPS A,UPS A,OUTPUT UPS A,BYPASS,正常运行,旁路运行,example with 2 units,End,1,Page,模块式并联配置,TO THE LOAD,MAIN INPUT UPS B,AC/DC,DC/AC,OUTPUT UPS B,S.S,RESERVE INPUT UPS B,UPS B,BYPASS,MAIN INPUT UPS A,AC/DC,DC/AC,S.S,RESERVE INPUT UPS A,UPS A,OUTPUT UPS A,BYPASS,example with 2 units,正常运行,旁路运行,End,1,Pa

9、ge,模块式并联配置,TO THE LOAD,MAIN INPUT UPS B,AC/DC,DC/AC,OUTPUT UPS B,S.S,RESERVE INPUT UPS B,UPS B,BYPASS,MAIN INPUT UPS A,AC/DC,DC/AC,S.S,RESERVE INPUT UPS A,UPS A,OUTPUT UPS A,BYPASS,example with 2 units,正常运行,旁路运行,End,1,Page,模块式并联配置,集中并联,HFC 并联,模块并联,End,并联方式原理,整个系统有一个公用旁路,UPS输出连接到公用输出柜,End,运行模式,1,Page

10、,Reserve Line,C.O.C,To Load,集中式并联配置,To the Load,AC/DC,DC/AC,S.S,UPS B,BYPASS,AC/DC,DC/AC,S.S,UPS A,BYPASS,S.S.,C.O.C.,BYPASS,MAIN INPUT UPS B,RESERVE INPUT UPS B,MAIN INPUT UPS A,RESERVE INPUT UPS A,SYSTEM RESERVE INPUT,正常运行,旁路运行,禁止,example with 2 units,End,1,Page,集中式并联配置,正常运行,旁路运行,To the Load,AC/DC

11、,DC/AC,S.S,UPS B,BYPASS,AC/DC,DC/AC,S.S,UPS A,BYPASS,S.S.,C.O.C.,BYPASS,MAIN INPUT UPS B,RESERVE INPUT UPS B,MAIN INPUT UPS A,RESERVE INPUT UPS A,SYSTEM RESERVE INPUT,Inhibited,example with 2 units,End,1,Page,集中式并联配置,Inhibited,正常运行,旁路运行,To the Load,AC/DC,DC/AC,S.S,UPS B,BYPASS,AC/DC,DC/AC,S.S,UPS A,

12、BYPASS,S.S.,C.O.C.,BYPASS,MAIN INPUT UPS B,RESERVE INPUT UPS B,MAIN INPUT UPS A,RESERVE INPUT UPS A,SYSTEM RESERVE INPUT,example with 2 units,End,1,Page,集中式并联配置,集中并联,HFC 并联,模块并联,End,并联方式原理,每台UPS旁路 + 一个公用的旁路,UPS输出连接到公用输出柜,End,1,Page,2,高故障清除 (HFC)并联配置,正常运行,旁路运行,To the Load,AC/DC,DC/AC,S.S,UPS B,BYPASS

13、,AC/DC,DC/AC,S.S,UPS A,BYPASS,S.S.,C.O.C.,BYPASS,MAIN INPUT UPS B,RESERVE INPUT UPS B,MAIN INPUT UPS A,RESERVE INPUT UPS A,SYSTEM RESERVE INPUT,example with 2 units,End,1,Page,高故障清除 (HFC)并联配置,正常运行,旁路运行,To the Load,AC/DC,DC/AC,S.S,UPS B,BYPASS,AC/DC,DC/AC,S.S,UPS A,BYPASS,S.S.,C.O.C.,BYPASS,MAIN INPU

14、T UPS B,RESERVE INPUT UPS B,MAIN INPUT UPS A,RESERVE INPUT UPS A,SYSTEM RESERVE INPUT,example with 2 units,End,1,Page,高故障清除 (HFC)并联配置,过载或短路,转换到旁路 和公用旁路,正常运行,旁路运行,AC/DC,DC/AC,S.S,UPS B,BYPASS,AC/DC,DC/AC,S.S,UPS A,BYPASS,S.S.,C.O.C.,BYPASS,MAIN INPUT UPS B,RESERVE INPUT UPS B,MAIN INPUT UPS A,RESERVE

15、 INPUT UPS A,SYSTEM RESERVE INPUT,example with 2 units,End,1,Page,高故障清除 (HFC)并联配置,并联冗余系统结构的特点,结构复杂 需要额外的并机部件，成本增加 对UPS型号和功率有特殊要求 各UPS作用和功能相同，无主次之分，共同承担负载 对负载实现极为可靠的保护，保护等级高 可扩展能力强,UPS 2,Load,UPS 1,load metering,frequency control,load metering,frequency control,UPS并机之间的负载均分,UPS 2:60kVA,Load: 60kVA,UP

16、S 1: 60kVA,负载均分-举例,UPS 2,Load = 60kVA,UPS 1,load 30kVA,frequency control,load 30kVA,frequency control,平衡,如何选择UPS,UPS的整流技术,UPS产品中主要半导体开关器件的种类,The diode 二极管,The thyristor 可控硅,The BJT 晶体管,The MOSFET 场效应管,The IGBT IGBT,各半导体开关器件的应用范围,各半导体开关器件的应用范围,12 脉冲整流 (PF0.85),6 脉冲滤波器 (PF0.95),IGBT整流 （PF0.99）,PFC校正技术

17、 (PF0.97),不同整流技术的拓扑结构图功率因数补偿,6 脉冲 (PF085),12 脉冲整流滤波器 (PF0.95),12 脉冲整流 (8% THDi),IGBT整流 （3% THDi）,不同整流技术的拓扑结构图谐波治理,6 脉冲滤波器 (7% THDi),6 脉冲 (30% THDi),12 脉冲整流滤波器 (3-5% THDi),升压整流技术 (27% THDi),有源滤波器 (3-10% THDi),谐波治理有源滤波器的工作方式,有源滤波器的工作方式,Is,If,APF,Ih,负载,谐波治理复合型滤波器,6 脉冲滤波器 (7% THDi),有源滤波器的工作方式,Is,If,APF,

18、Ih,负载,+,=,复合型滤波器,两种新型整流技术的对比,新型IGBT整流技术,特性： PF0.92 THDI5% 不用电容提升功率因数 不用电容滤波,特性： PF0.99 THDI3% LC滤波器，滤除PWM带来的谐波！,带PFC功能的12脉冲技术,如何选择UPS,负载的类别及特点,负载的类别及特点,1、特点： 在电压和电流取关联参考方向下，在任何时刻他两端得电压和电流关系服从欧姆定律，即有： U=R*I 2、例如：电阻、电灯泡、电阻丝等，均为电阻性负载。,阻性负载,1、我们把电压超前电流的负载称为容性负载。,容性负载,2、例如：电容、开关电源等均为容性负载。,1、我们把电流超前电压的负载称

19、为感性负载。,感性负载,2、例如：电感、变压器、电抗器等均为感性负载。,如何选择UPS,隔离变压器的作用和特点,变压器是通过电磁感应原理，把某一种电压等级的交流电能转换成频率相同的另一种电压等级的交流电能。,隔离变压器的作用和特点,隔离变压器的作用和特点,可控硅不同整流方式下各位置的电压值,可控硅相控整流方式下的各部位电压值,输出电压,AC/DC,DC/AC,静态旁路,旁路输入,维护旁路,输入电压,全桥整流系数,PWM逆变系数,x,=,=,直流母线电压,=,x,逆变输出电压,变压器变比,380,x,=,=,537,=,x,310,？,380,可控硅不同整流方式下各位置的电压值,可控硅相控整流方

20、式下的各部位电压值如果输入电压下限是20,输出电压,AC/DC,DC/AC,静态旁路,旁路输入,维护旁路,输入电压,全桥整流系数,PWM逆变系数,x,=,=,直流母线电压,=,x,逆变输出电压,变压器变比,304,x,=,=,430,=,x,248,？,380,可控硅不同整流方式下各位置的电压值,可控硅相控整流方式下的各部位电压值如果电池是192个单体，电池放电终了电压是1.75V/cell?,输出电压,AC/DC,DC/AC,静态旁路,旁路输入,维护旁路,输入电压,全桥整流系数,PWM逆变系数,x,=,=,直流母线电压,=,x,逆变输出电压,变压器变比,0,x,=,=,336,=,x,194

21、,2.0,380,结论是：直流电压决定了升压隔离变压器的变比！,可控硅不同整流方式下各位置的电压值,可控硅相控整流方式下的各部位电压值如果电池是108个单体的电厂专用型UPS，输出电压为单相220V，假设电池放电终了电压是1.80V/cell?,输出电压,AC/DC,DC/AC,静态旁路,旁路输入,维护旁路,输入电压,全桥整流系数,PWM逆变系数,x,=,=,直流母线电压,=,x,逆变输出电压,变压器变比,0,x,=,=,195,=,x,112,2.0,220,可控硅不同整流方式下各位置的电压值,可控硅相控整流方式下的各部位电压值如果电池是108个单体的电厂专用型UPS，输出电压为单相220V

22、，假设电池浮充电压是2.25V/cell?,输出电压,AC/DC,DC/AC,静态旁路,旁路输入,维护旁路,输入电压,全桥整流系数,PWM逆变系数,x,=,=,直流母线电压,=,x,逆变输出电压,变压器变比,？,x,=,=,243,=,x,112,2.0,220,结论是：380V的交流输入电压是不可能采用的，怎么办？,可控硅不同整流方式下各位置的电压值,可控硅相控整流方式下的各部位电压值如果电池是108个单体的电厂专用型UPS，输出电压为单相220V，假设电池浮充电压是2.25V/cell?,输出电压,AC/DC,DC/AC,静态旁路,旁路输入,维护旁路,输入电压,全桥整流系数,PWM逆变系数

23、,x,=,=,直流母线电压,=,x,逆变输出电压,变压器变比,180,x,=,=,243,=,x,112,2.0,220,解决办法：380V的交流输入电压通过输入降压变压器，转换为180V的交流电！,如何选择UPS,配置UPS所需要考虑的问题,配置UPS所需要考虑的问题,如何选择UPS,容量的选取,如何选取UPS,后备电池的计算方法,后备电池的计算方法,W,=,-,P,COS ,N,6,举例： 对120KVA UPS后备30分钟电池计算如下：,后备电池的计算方法,1、标称的额定输出功率为120KVA； 2、cos取0.8,考虑用户为综合负载,不仅仅是计算机负载； 3、电池电压为480V, 电池单体节数为240节；,后备电池的计算方法,W,=,-,120000,0.8,0.97,40,6,=412.37（W）,电池恒功率 放电表,以非凡电池为例，查表所得：120KVA UPS后备30分钟需要40块12SP230AH蓄电池共一组40块。,后备电池的计算方法,