UPS(不间断电源)基础知识详解!

一、UPS的作用UPS中文为“不间断电源”。是一种含储能装置,以整流器、逆变器为主要组成部分,为变电站内监控系统、自动化仪表、远方通信系统等设备提供恒压恒频的不间断电源。UPS系统的主要作用有两方面:...


一、UPS的作用  

UPS中文为“不间断电源”。是一种含储能装置,以整流器、逆变器为主要组成部分,为变电站内监控系统、自动化仪表、远方通信系统等设备提供恒压恒频的不间断电源。  

UPS系统的主要作用有两方面:  

(1)做为重要设备的交流供电电源,防止市电突然断电而影响正常工作,给设备造成损害;  

(2)消除市电中的电涌、瞬间高/低电压、电线噪声和频率偏移等“电源污染”,改善电源质量,为计算机等提供高质量的电源。  

二、UPS的分类  

UPS系统主要有有三种类型:后备式、互动式、在线式  

(1)后备式:具备自动稳压、断电保护等功能,转换时间10ms左右,逆变输出的交流电是方波,结构简单,价格便宜;  

(2)互动式:具有滤波功能,抗市电干扰能力强,转换时间小于4ms,逆变输出为模拟正弦波,价格远低于在线式;  

(3)在线式:结构较复杂,性能完善,能够持续不中断输出纯净正弦波交流电,能够解决尖峰、浪涌、频率漂移等全部的电源问题;价格高,通常应用在关键计算机和网络设备等对电力要求苛刻的环境中。  

三、UPS的结构  

变电站内UPS系统一般由电力UPS主机、旁路稳压柜、输出馈线柜等三部分组成(小功率时也可三合一)。  

结构示意图如图所示,简单说说几个比较重要的部分的用处。

  

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整流器:  

有两个主要功能:  

第一,将交流电(AC)变成直流电(DC),经滤波后供给逆变器;  

第二,给蓄电池提供充电电压,起到一个充电器的作用;  

逆变器:  

将直流电(DC)转化为交流电(AC),供给负载使用;  

蓄电池:  

UPS用来作为储存电能的装置,使其在市电失电时,可以将直流电逆变后,为负载提供不间断电源。其容量大小决定了其维持放电(供电)的时间;  

静态开关:  

又称静止开关,是用两个可控硅(SCR)反向并联组成的一种交流开关,其闭合和断开由逻辑控制器控制;  

隔离变压器、稳压器:  

在输入或输出部分将交流与直流隔离,稳压器除了隔离之外还有稳定电压的作用;  

四、UPS的四种运行模式  

UPS有4种运行模式,将UPS系统结构简化后示意图如下:  

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(1)正常操作模式:  

在正常交流电源供应下,整流器将交流电转换为直流电,将市电中的“电源污染”消除,并同时对蓄电池充电。再供给逆变器将直流电转换为交流电,提供更稳定的电源给负载。  

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(2)停电模式:  

当交流电源发生异常或整流器、电抗器故障时,蓄电池组提供直流电给逆变器,使交流输出不会有中断,进而达到保护负载的作用。  

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(3)备用电源模式:  

当逆变器发生异常状况如逆变器保险丝熔断、短路等故障时,逆变器会自动切断以防止损坏,若此时旁路交流电源正常时,静态开关会将电源供应转为由旁路备用电源输出给负载使用。  

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(4)维护旁路模式:  

当UPS要进行维修或更换电池而且负载供电又不能中断时,可以先切断逆变器开关然后激活维修旁路开关,再将整流器和旁路开关切断。交流电源经由维护旁路开关继续供应交流电给负载,此时,维护人员可以安全地对UPS进行维护。  

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四、电力系统UPS的一些要求  

(1)监控系统和远方通信系统对变电站十分重要,因此作为电源的UPS系统的可靠性也有非常高的要求;  

(2)综自系统的负载大多数为单相负载,因此电力系统专用的UPS电源大多数要求为三相/单相输入、单相输出的中小型功率UPS,容量一般在60kVA范围之内;  

(3)旁路静态切换开关应具有自动、手动两种工作方式,实现无间断切换;  

(4)由于变电站有220V或110V直流系统,并有直流充电屏给蓄电池充电。所以电力专用UPS自身不带蓄电池,直接使用直流系统作为UPS的直流输入,并且不需要具备充电功能;  

(5)电力专用UPS的直流输入端一般要求装有反灌杂讯抑制器,如逆止二极管等,使UPS对直流母线的影响尽量小;  

(6)UPS电源在带满全部设备后,应留有40%以上的供电容量。UPS在交流电失电后,不间断供电维持时间不小于60分钟。


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