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关于交流不间断万博app最新版系统(UPS)完整版

作者:admin 发布日期:2020/5/7 关注次数: 二维码分享

本文包含五方面内容:


一、关于交流不间断万博app最新版系统(UPS)


二、UPS系统组成


三、UPS的分类


四、不间断万博app最新版设备(UPS)运行的例子


五、不间断万博app最新版设备(UPS)的配置类型






一、关于交流不间断万博app最新版系统(UPS)


1.UPS的定义


不间断万博app最新版系统(UPS,Uninterruptible Power System)的定义,根据我国国家标准GB/T 7260.3《不间断万博app最新版设备(UPS) 第3部分:确定性能的方法和试验要求》是指:由变流器、开关和储能装置(如蓄电池)组合构成的,在输入万博app最新版故障时,用以维持负载电力连续性的万博app最新版设备。


事实上,不间断万博app最新版系统(UPS,Uninterruptible Power System)是特指交流不间断万博app最新版系统。因为对于直流万博app最新版同样有不间断万博app最新版系统,只是不用UPS来表示,所以,尤其是通信万博app最新版系统,我们常用“UPS”,来专指交流不间断万博app最新版系统。


2.UPS的作用


早通信万博app最新版系统中,设置交流不间断万博app最新版系统(UPS)的目的,是为了提高和保障专门使用交流万博app最新版的通信设备的供电可靠性,在一旦交流市电故障(断供或异常)时,以确保通信设备仍有交流用电,使得通信设备不因交流市电故障而影响正常工作。在通信系统中,通常使用交流供电的有:通信计费系统服务器及终端、网管监控服务器及终端、数据通信机房服务器及终端、卫星通信地球站的通信设备、IDC设备等等。


UPS的四大功能:


-交流稳压功能-不需要增加交流新万博手机登录


-具有瞬间电网断网的保护功能,尤其是在线式UPS不存在逆变转换时间;


-具有后备直流供电功能,可以保障用电设备在断电期间的万博app最新版供给,维持设备的正常工作;


-净化功能-具有一定的滤波功能,能够滤除一些电网干扰信号,起着净化万博app最新版的作用。


UPS系统的基本要求


-必须是在线式。


-必须保证没有任何干扰信号的漏放, 确保不对电视设备的技术指标产生任何不良影响。


-必须有较高的可靠性和稳定性。


-4.配备一定的后备蓄电池组, 延长有效供电时间。


3.UPS的缺陷


实际上,交流不间断万博app最新版系统(UPS)只是提高了使用交流万博app最新版的通信设备的供电可靠性,在UPS系统运行正常时,解决了一旦市电断供或市电异常时,可以用备用电池所提供的直流电压逆变为交流万博app最新版来为通信设备供电。但是从下述的UPS系统的构成可知,系统可能存在逆变失效或蓄电池容量不足等缺陷,使供电系统的可靠性受到极大的挑战。


为了避免这种影响,不得不从系统的类型和配置方式来解决(从下述的UPS的类型和配置方式可以看出),结果又带来了使得UPS系统整体组成复杂多变,既增加了建设费用,又增加了维护量和维护难度。因此,现代通信万博app最新版系统中,出现了高压直流供电系统,大有其取代交流不间断万博app最新版系统(UPS)的趋势。


二、UPS系统组成


交流不间断万博app最新版系统(UPS)的输入和输出均为交流电,其基本组成方框图如下







UPS的基本组成方框图


各部分的主要功能简述为:整流器将输入交流电变成直流电。逆变器将直流电变成50Hz交流电(正弦波或方波)供给负载。对于蓄电池组,市电正常时处于浮充状态,由整流器给它补充充电,使之储存的电量充足;当市电异常(停电或超出允许变化范围)时,蓄电池组向逆变器供电;市电恢复正常后整流器对它进行恒压限流充电,然后自动转为正常浮充状态。


蓄电池组用以保证市电异常后UPS不间断地向负载供电至需要的备用时间。输出转换开关,进行由逆变器向负载供电或由市电向负载供电的自动转换。其结构有带触点的开关(如继电器或接触器)和无触点的开关(一般采用晶闸管即可控硅)两类。后者没有机械动作,因此通常称为静态开关。


三、UPS的分类


通信用交流不间断万博app最新版系统(UPS)的分类方法通常有下述几种:


1.根据UPS电路结构配置的不同分类根据UPS电路结构配置的不同,按照国际电工委员会(IEC)标准IEC 62040-3《不间断万博app最新版系统(UPS)-3部分:性能规定方法和测试要求》的规定,UPS分为三大类基本类型,即:冷备用UPS(也称后备UPS)、双变换UPS和互动UPS。














后备式UPS


(也称冷备用UPS),其基本工作原理是:输入交流市电正常时,转换开关自动接通“旁路”,市电经旁路通道向用电设备供电(后备式UPS的旁路通道中通常加装对市电进行简单稳压处理的装置);充电器对蓄电池补充充电;此时逆变器停机(冷备用)。当市电异常时,蓄电池对逆变器供电,逆变器迅速开机,转换开关自动接通逆变器,由逆变器输出交流电压向用电设备供电。







双变换UPS


双变换UPS,所谓双变换,是指这种UPS正常工作时,电能经过了AC/DC、DC/AC两次变换供给负载。其基本工作原理是:无论市电是否正常,均由逆变器经相应的静态开关向负载供电。市电正常时,整流器向逆变器供给直流电,并由整流器或另设的充电器对蓄电池组补充充电;当市电异常时,蓄电池组放电向逆变器供给直流电。


由整流器/逆变器组合向负载供电,称为正常运行方式;由蓄电池/逆变器组合向负载供电,称为储能供电运行方式。在这两种运行方式的转换过程中,逆变器的输入直流电压不间断,因此UPS的输出电压保持连续,不会中断。


双变换UPS有带输出隔离变压器和不带输出隔离变压器之分。带输出隔离变压器的机型在逆变器的输出侧接有隔离变压器,其可靠性较好,能做到零线对地线电压小于1V(数据机房通常要求零线对地线电压控制在1V以内);但体积较大,质量较重,效率稍低。不带输出隔离变压器的机型在逆变器的输出侧没有隔离变压器,其体积较小,质量较轻,效率稍高;但可靠性不如前者,同时不易获得很低的零线对地线电压。







(忽略在线式的叫法-双变换)


互动UPS


互动运行UPS类型,也有称线路交互UPS或市电交互UPS,过去也有称在线互动式UPS,有多种型式的电路,Delta变换UPS是属于这种类型的比较新颖的产品。其中的逆变器是双向变换器,既能将输入交流电整流为直流电给蓄电池充电,又能将蓄电池的直流电逆变为交流电给负载供电,这两种工作状态在一定条件下自动转换。Delta变换UPS工作原理简述为,


在市电正常时:


串联补偿-逆变器1(Delta双向变换器)是可变电流源,其输出电压补偿输入市电电压的变化,使输出电压稳定,并使输入电流波形为正弦波,所需补偿功率小;


并联补偿-逆变器2(主双向变换器)是电压源,它使输出电压为正弦波,并提供输出电流的谐波和无功电流,这时所需补偿功率小,可同时对蓄电池组充电,一个变换器具有整流和逆变两种用途。


市电异常时,由逆变器2提供输出;当逆变器发生故障时,静态开关迅速切换为由市电旁路供电。







(互动式)


2.根据UPS工作模式的不同分类


根据UPS工作模式的不同,依照我国通信行业标准YD/T 1095《通信用交流不间断万博app最新版(UPS)》的规定,其UPS的工作模式分为:正常工作模式(又包括在线式UPS、互动式UPS和后备式UPS)、电池逆变工作模式、旁路工作模式和ECO模式。












正常操作模式







旁路工作模式







电池逆变模式




3.根据UPS适用环境的不同分类根据UPS适用环境的不同分类,依照我国通信行业标准YD/T 1970.4-2009《通信局(站)万博app最新版系统维护技术要求 第4部分:不间断万博app最新版(UPS)系统》的规定,其UPS的类型分为Ⅰ型(Type Ⅰ)和Ⅱ型(Type Ⅱ)。







四、不间断万博app最新版设备(UPS)运行的例子


在GB/T 7260.3-2003的附录B《不间断万博app最新版设备(UPS)运行的例子》中,对这三种基本类型用方框图的方式叙述了典型电路配置和每一种电路的运行方式。除了三种基本类型外,此外,还给出了带旁路的UPS双变换和带旁路的UPS互动运行的例子。附录中给出了各种类型的UPS电路的典型配置,并详细介绍了其运行方式。另外,对于“双变换UPS”过去常使用“在线(on line)UPS”这一术语,IEC 62040-3明确提出应避免使用,只使用“双变换”这一术语。这是为了避免某些互动UPS与双变换UPS的混淆。对于后备式UPS,也有称冷备用UPS。1.UPS的双变换

















2.带旁路的UPS双变换






















3.UPS互动运行

















4.带旁路的UPS互动运行

















5.UPS后备运行

















五、不间断万博app最新版设备(UPS)的配置类型

由于不间断万博app最新版设备(UPS)是一种电子万博app最新版系统,其基本功能是当正常万博app最新版局部的或全部的发生故障时,通常作为局部万博app最新版,为用户设备提供符合规定连续性和质量的电力。当公用万博app最新版较长时间不能用或不合要求时, 通过实施转换某种蓄电池供电方式,在规定时间内向用户设备供电。目前已开发出功率范围从不足百瓦至数兆瓦,能满足使用者不同类型负载对供电连续性和供电质量要求的各种型式UPS。


为此,我国国家标准GB/T 7260.3-2003《不间断万博app最新版设备(UPS) 第3部分:确定性能的方法和试验要求》的附录A中,给出了不间断万博app最新版设备(UPS)的配置类型。包括了各种 UPS的配置图形,其范围包括简单的设备直至附加有负载电力安全保障的十分复杂的设备。UPS的各种配置图形用以达到各种负载电力连续性要求和/或增加输出功率的额定值。并阐述了常用的一些典型配置及每种配置的主要特征。


1.单台UPS


简单的配置是单台UPS。它分为以下情形:


(1).无旁路单台UPS


只要在其技术规范内连续运行,单台UPS能保证负载电力的连续性。


(2).逆变器和蓄电池共用一个整流器的单台UPS


负载总是由逆变器供电,而逆变器由交流输入经整流器或由蓄电池供电,如下图所示。整流器必须是可控的以便蓄电池再充电,并使蓄电池保持在充电状态。









在交流输入万博app最新版故障时,由蓄电池在直流电压不断降低的情况下供电,直至低到不能满足逆变器输出要求为止。蓄电池的类型和容量将决定系统在没有交流输入万博app最新版供电时,尚能运行的时间值。UPS的输入、输出可有不同的频率、相数和电压等级。其设计的输出特性能满足比许多一般万博app最新版更严格的技术要求。亦即更窄的电压和频率允差,更小的瞬态偏差,以及更好的输入万博app最新版故障保护等等。


(3)有独立蓄电池充电器的单台UPS


整流器作为逆变器输入万博app最新版和给蓄电池充电的要求可能互相矛盾,所以UPS可设计成具有独立的蓄电池充电器,如下图。从使用者的观点看,上述对单台UPS的说明也适用于这种系统。







(4)可输出直流和交流的单台UPS


某些用途既需要有不间断的直流电,又需要不间断的交流电,并可能是组合设备。如下图给出的例子。在某些情况下,直流环节电压的选择受所需直流输出的限制。本部分适用于间接交流变流器系统,因此本部分所含盖的仅是这种系统的交流输出部分。







(5).带旁路的单台UPS


1)双变换:通过增设旁路,借助转换开关在下表所示情况下投切旁路,可改善负载电力的连续性。







2)互动运行:在互动运行时,交流输入通过旁路向负载供电(逆变器作空载运行),而当输入万博app最新版故障时,逆变器和蓄电池保持负载电力的连续性。双变换类所述的所有限制也适用于此。


3)后备运行:在后备运行时,交流输入通过旁路向负载供电,而当输入万博app最新版故障时,起动逆变器,与蓄电池一起保持负载电力的连续性。双变换类所述的所有限制也适用于此。


2.并联UPS


(1)无旁路的并联UPS


如果使用并联UPS单元或并联局部单元,应把系统作为一个UPS看待。局部并联和并联UPS的两个例子如下图所示。







局部并联的UPS(只逆变器并联)







并联UPS(UPS单元并联)


(2)带旁路的并联UPS


当并联UPS作为单台UPS运行时,则上述第一项第5种中的全部说明全都适用于此。


3.冗余UPS


(1)备用冗余UPS


当运行的UPS单元故障时,备用UPS投入运行,将负载全部接受过来,并断开故障的UPS。


1)无旁路备用冗余UPS:如下图,该系统保留了上述第一项所示的各项特性,它提供了一种改善负载电力连续性的一个方法。







2)带旁路的备用冗余:如下图,为了更进一步改善如上述第一项第5种所述那样的负载电力的连续性,UPS可包含一个旁路电路,此外,可使负载从一个UPS转移到另外一个。旁路具有低的阻抗,能流过满载电流而输出电压无明显下降。







(2)并联冗余UPS


并联冗余UPS由许多共同分担负载电流的UPS单元组成。并联冗余UPS的总容量超出负载所需容量的值应至少等于一个UPS单元的容量,如此,断开其中的一个或几个UPS单元,其余UPS仍可保持负载电力的连续性。


1)旁路并联冗余UPS:如下图,如果一个UPS单元故障,它必须被隔离,以避免干扰其他UPS单元,使剩余的UPS单元得以连续向全部负载供电。此外,在这些系统中要求分担负载的各电路必须同步。注意:并联冗余UPS中的某些部分可能为所有单元共用,像这样的共用部分的故障,可导致失去负载电力的连续性。







2)带旁路的并联冗余UPS:如上述那样的系统,可在周围连接一个或多个旁路,以提供第二项第2种所述的性能。


对于通信用不间断万博app最新版系统(UPS),为了获得较高的可靠性,其设备配置类型选择的是并联冗余(有N+1并联冗余和双总线并联冗余)

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