UPS: Uninterruptible Power System，不间断电源系统

防电源不稳定(断电、高电压、低电压)，不允许3-5ms的中断

分类

(1)按原理

  1. 后备式: 正常时稳压供电(同时给电池充电)，异常时电池通过逆变器供电；没有电源净化；(继电器)切电有中断(15ms)

  2. 互动式: 正常时稳压供电(同时给电池充电)，异常时电池通过变换器(逆变器+充电器)供电；电源净化功能差；(继电器)切电有中断(4~8ms)

  3. 在线式: 逆变器始终为负载供电；电源完全净化；(静态开关)切电无中断(0ms)；是目前流行方式

(2)配电方式

  • 单进单出: 单线220V进，220V出
  • 三进单出: 380V进，220V出
  • 三进三出: 380V进，380V出

单指单相电，三指三相电

中线应加粗1.5~2倍(因为它要承载大电流)

(3)按逆变器可供电时间

  • 标准机型: 15分
  • 长延时: > 15分

延长时间方法: 增大电池容量；选购大容量UPS

电池串联，电压变，容量不变

电池并联，电压不变，容量变

工作方式

  1. 正常工作方式
  2. 电池逆变器工作方式
  3. 旁路工作方式: 使用备用线直接接市电，无电源净化功能

UPS冗余备用

是否具有容错功能，看负载。

负载功率需要 < 并联UPS中每一个单独UPS可提供的功率

同幅度、相位、频率才允许并联

  • 1 + 1
  • N + 1

系统组成(UPS机柜 + 蓄电池)

  • 整流器: 交流 -> 直流 (实现功率因数校正 PFC) (没有反向电流，降低对电网的污染)
  • 逆变器: 直流 -> 交流 (通过开关管的高速动作，输出纯净电流)
  • 旁路(Bypass): 直接用市电，不能保护负载
  • 电池

工作状态

优先级由高到低

  • ECO模式 (节能)
  • 市电
  • 电池
  • 旁路

性能指标

  • 输入功率因数: ; 它是衡量电网是否存在污染的指标

  • 输入电流谐波: 属于无功功率，能量无法被使用

  • 输入频率范围: ...

  • 频率跟踪速率: 一秒钟内能完成的输出频率改变次数; (输入市电不稳，需要跟踪它的频率，来调整输出)

  • 输出电压波形失真度: 输出波形中谐波所占的比率； 实际上就是非正弦波部分除以总波形

  • 输出功率因数: 带非线性负载能力的强弱

  • UPS输出效率:

  • 三相不平衡能力: 三相电中，其中一相线路负载其他两路的能量之合的能力

  • 输入保护特性: 当输入的电力出了问题，切换到电池供电或旁路(市电)供电

工作原理

逆变电路(核心)

市电 -> 直流 -> 交流

工作原理:

  • 阶梯波逆变器: 利用不同相位的矩形波，叠加成正弦波
  • 多脉冲调制: 利用一组等高不等宽的矩形波来等效正弦波 (能量是相等的)
  • 正弦脉宽调制(SPWM, Sinusoidal pulse width modulation): 通过频率较高的三角形载波与可变正弦波组合形成脉冲宽度不等、距离不等、高度相同 矩形波
静态开关
  1. 转换型, 有短时间的同时供电过程
  2. 并联型，没有同时供电过程
反馈电路

压控振荡器: 受电压控制的振荡器

操作 UPS

正常开机
  1. 闭合旁路开关
  2. 开机

这可以预防因 UPS 无法正常启动，造成设备快速开关机现象的发生

维修前
  1. 开启静态旁路开关
  2. 通过程序面板，断开逆变器
  3. 手动开启维修旁路开关
  4. 断开UPS主线路电流供应开关
　维修后

做一次维修前操作的逆过程

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