UPS電源的組成
發(fā)布時(shí)間 : 2023-02-25
?UPS電源系統(tǒng)組成:一個(gè)完備的UPS系統(tǒng),是由UPS主機(jī)、電池、市電(發(fā)電機(jī))、后臺監(jiān)控或網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟/硬件等單元共同組成的。
??? UPS是英文 Uninterruptable PowerSupply 的縮寫,中文譯為“不間斷電源”;它是能夠?qū)崿F(xiàn)兩路電源之間不間斷地相互切換的電氣裝置。
??? UPS:利用電池化學(xué)能等作為后備能量,在市電斷電等電網(wǎng)故障時(shí),不間斷地為用戶設(shè)備提供(交流)電能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置。UPS的價(jià)格之所以昂貴,就是貴在這種不間斷切換的特點(diǎn)上。
UPS的主要作用:
??? ①兩路電源之間的無間斷相互切換;
??? ②隔離作用:將瞬間間斷、諧波、電壓波動、頻率波動以及電壓噪聲等電網(wǎng)騷擾阻擋在負(fù)載之前,即使電網(wǎng)中的騷擾不影響負(fù)載,又使負(fù)載對電網(wǎng)不會產(chǎn)生騷擾:
??? ③電壓變換作用:輸入電壓等于或不等于輸出電壓,如380V/380V,380V/220V,包括穩(wěn)壓作用:
??? ④頻率變換作用:輸入頻率等于或不等于輸出頻率,如50Hz/50Hz,50Hz/60Hz,包括穩(wěn)頻作用:
??? ⑤提供一定的后備時(shí)間:UPS的電池貯存一定的能量,在電網(wǎng)停電或間斷時(shí)繼續(xù)供電一段時(shí)間來保護(hù)負(fù)載;后備時(shí)間為10分鐘、30分鐘、60分鐘或更長。
①和⑤是保證對負(fù)載供電的連續(xù)性;②、③和④是保證對負(fù)載供電的質(zhì)量。
UPS的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):
GB/T7260.3描述了UPS的三種分類方法和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):
VFD級-被動后備式(Passive Standby-“Off-line” ):負(fù)載的電壓V和頻率F取決于電網(wǎng)電源(Depends);電壓和頻率都沒有經(jīng)過調(diào)整。
VI級-線交互式(Line Interactive):負(fù)載的電壓V與電網(wǎng)電源無關(guān)(Independent);頻率沒有經(jīng)過調(diào)整。
VFI級-雙轉(zhuǎn)換式(Double Conversion-“On-Line” ):負(fù)載的電壓V和頻率F都與電網(wǎng)電源無關(guān)(Independent);負(fù)載的電壓和頻率都是經(jīng)過“再生”調(diào)整的(re-generated)。
IEC 62040-3/GB 7260.3定義:
(1)被動后備式-VFD(Passive Standby,也稱離線式OFF-Line)
組成:充電器,逆變器,電池,濾波器/調(diào)壓器;
應(yīng)用:小于2KVA的UPS;
優(yōu)點(diǎn):電路簡單,價(jià)格便宜;
缺點(diǎn):頻率不能調(diào)節(jié),切換時(shí)有間斷。
(2)線交互式-VI (Line Interactive)
組成:靜態(tài)開關(guān),雙向逆變器,電池,旁路開關(guān)。
應(yīng)用:此種配置不太適合中-大功率和為敏感性負(fù)載的供電,因?yàn)闊o法進(jìn)行頻率的調(diào)節(jié)。
優(yōu)點(diǎn):電路簡單,效率高;
缺點(diǎn):頻率不能調(diào)節(jié),動態(tài)特性差。
對間斷敏感的負(fù)載,有另外一種結(jié)構(gòu)的UPS,特別提到靜態(tài)開關(guān)作用(防止逆變器的電流進(jìn)入電網(wǎng))。
(3)雙轉(zhuǎn)換式-VFI (Double- Conversion,又稱為在線式On-Line)
基本組成:整流器/充電器,逆變器,靜態(tài)旁路開關(guān),手動維修旁路開關(guān),電池。
逆變器串聯(lián)在交流輸入與負(fù)載之間。
UPS的不同運(yùn)行方式:
1.單機(jī)系統(tǒng):
優(yōu)點(diǎn):系統(tǒng)配置簡單,硬件購置成本低;UPS系統(tǒng)得到充分的利用,因?yàn)閁PS的容量和系統(tǒng)負(fù)載的容量接近。
缺點(diǎn):UPS出現(xiàn)問題時(shí)系統(tǒng)的可用性降低。對UPS進(jìn)行維護(hù)時(shí)系統(tǒng)將直接切換到市電供電;如果UPS故障,系統(tǒng)沒有冗余;多單點(diǎn)故障系統(tǒng)。
2.串聯(lián)運(yùn)行:
提高UPS可靠性的方法-串聯(lián)熱備份:
可由兩臺不同容量的UPS組成,主機(jī)帶重要負(fù)載,備機(jī)帶次要負(fù)載或不帶載;主機(jī)到備機(jī)的切換無間斷。
優(yōu)點(diǎn):可靠性高;連接簡單。
缺點(diǎn):不能增容;過載能力不能增大;UPS不能充分利用。
3.并聯(lián)運(yùn)行:
提高UPS可靠性的方法-直接并聯(lián)。
由2到4臺單機(jī)型UPS組成,每臺UPS具有各自的靜態(tài)旁路,可實(shí)現(xiàn):
并聯(lián)冗余;并聯(lián)增容。
優(yōu)點(diǎn):并聯(lián)簡單;不增大占地;價(jià)格適當(dāng);負(fù)載均分。是目前使用最多的運(yùn)行方式。
4.公共旁路并聯(lián)運(yùn)行:
提高UPS可靠性的方法-公共旁路并聯(lián)。
由2到6臺同等容量的并聯(lián)型UPS組成,采用大容量的公共靜態(tài)旁路開關(guān)柜,以便實(shí)現(xiàn):并聯(lián)冗余;或并聯(lián)增容。
優(yōu)點(diǎn):公共旁路過載能力大;可靠性高。
缺點(diǎn):占地面積稍大;價(jià)格較貴。