3.1UPS的组成与基本原理

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1、3.1 UPS电源的组成电源的组成与基本原理与基本原理MGE UPS SYSTEMS梅兰日兰电子(中国)有限公司 第第3章章 冗余备份应急电源技术冗余备份应急电源技术w3.1.1.UPS的基础知识的基础知识UPS的定义的定义UPS的主要作用的主要作用UPS的分类和拓扑结构的分类和拓扑结构 UPS的基本组成的基本组成w3.1.2.UPS的基本运行原理的基本运行原理正常运行方式正常运行方式电池后备运行方式电池后备运行方式旁路运行方式旁路运行方式维修运行方式维修运行方式 目录3.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的定义的定义UPS是英文是英文Uninterruptable Power Sup

2、ply的缩写，中文译的缩写，中文译为为“不间断电源不间断电源”； 它是能够实现两路电源之间不间断地相互切换的电气装置；它是能够实现两路电源之间不间断地相互切换的电气装置；从严格意义上讲，UPS不是一种电源，它不是依靠能量形式的转换来提供电能，它只是提供一种两路电源之间无间断切换的机会，这才是UPS的主要设计思想；UPS的价格之所以昂贵，就是贵在这种不间断切换的特点上page 3UPS输出第二路供电三类供电一类供电第一路供电wUPS的定义的定义 UPS是电力电子技术的产品：是电力电子技术的产品： 以电力为对象，以电子技术为手段实现控制的技术称为电力电子技术电力电子技术。它的主要任务是利用电力和电

3、子器件实现对电能的控制和转换。 从1956年第一只可控硅（SCR）诞生之日起，即进入了电力电子技术的时代。70年代末期由微电子技术与电力晶体管（GTR）技术相结合，进入了现代电力电子技术现代电力电子技术的时代。 现代电力电子技术应用于所有的电气工程领域，例如：发电厂的储能设备、直流输电设备、动态无功补偿、电力机车牵引、变频调速电机、不间断电源不间断电源、开关电源、中高频感应电炉、电视、办公自动化、通讯、汽车自动化、家用电器等等 。page 43.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的主要作用的主要作用为什么要使用为什么要使用 UPS？ 随着电子技术的飞速发展，各种各样的用电器越来越多，而

4、这其中的绝随着电子技术的飞速发展，各种各样的用电器越来越多，而这其中的绝大部分都是非线性负载大部分都是非线性负载(Non-Linear Load)：从电网提取电流的波形与电压波形不一致的负载；从电网提取电流的波形与电压波形不一致的负载；阻抗随加在其两端的电压而变化的负载；阻抗随加在其两端的电压而变化的负载；产生谐波电流的负载又称为畸变负载产生谐波电流的负载又称为畸变负载(Deforming Loads)或污染负载或污染负载(Polluting Load); 一方面，这些非线性负载给电网带来了大量的谐波谐波以及其它的干扰干扰，使供电的质量越来越坏; 另一方面，一些重要的用电部门，如机场、医院、银

5、行等和一些重要的用电设备：如计算机、通讯设备等，对供电质量供电质量的要求越来越高:不仅要求不停电，还要求电压、频率稳定，还要求波形准确完好。简而言之，需要有一个干净或净化的电源； 这就使得负荷这就使得负荷(用电器用电器)与电网供电质量之间的矛盾日趋加深，必须解决与电网供电质量之间的矛盾日趋加深，必须解决。 在诸多的解决电源的方案中，在诸多的解决电源的方案中，UPS是最好的解决方案是最好的解决方案。page 53.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的主要作用的主要作用电网中的骚扰（定义）电网中的骚扰（定义）骚扰（disturbance）：任何可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命、无

6、生命的物质产生损害作用的现象；干扰（interference）：由骚扰引起的设备、传输通道或系统性能下降的现象； 从严格意义上讲，从严格意义上讲，“骚扰骚扰”和和“干扰干扰”是两个不同的概念：是两个不同的概念：“骚扰骚扰”是一种客观存在的现象；“干扰干扰”是一种在“骚扰”作用下，使敏感设备受到影响时的现象。根据根据GB 4824-1996 的的标准词汇标准词汇，选用选用“骚扰骚扰”一词一词。page 63.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的主要作用的主要作用电网中的骚扰电网中的骚扰停电：短时间的、长时间的.page 7骚骚扰扰特特征征主主要要起起因因主主要要后后果果停停电电(Powe

7、r outages)间间断断(Micro-outages)电压完全消失 10 毫秒。大气条件、切换、故障、电网施工。运行故障和数据丢失(计算机系统)或生产中断(连续处理过程)。停停电电(Outages)电压在一个周期以上的完全消失：- 短时停电： 3 分钟(70% 的停电都小于 1 秒钟)- 长时停电： 3 分钟大气条件、切换、故障、意外事故、电网施工。视停电持续时间而定， 机器停机并危及人身(如电梯)，数据丢失(如计算机系统)或生产中断(如连续处理过程)。3.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的主要作用的主要作用电网中的骚扰电网中的骚扰电压变化：电压跌落、过电压、欠电压、电压尖峰、三

8、相不平衡.page 83.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的主要作用的主要作用电网中的骚扰电网中的骚扰频率变化：频率波动、过高、过低、闪烁.page 9骚扰骚扰特征特征主要起因主要起因主要后果主要后果频率频率变化变化(Frequency variations)频率频率波动波动(Frequencyfluctuations)频率的不稳定性。典型情况为+5%、 - 6% (10秒钟时间间隔的平均值)。- 发电机组的调整；- 发电机组的运行失调；- 频率不稳定的电源。这些变化超出了某些仪表和计算机的容限范围(通常为 1%) ，因此可能会导致数据的错误或丢失。闪闪烁烁(Flicker)由于电压

9、和频率(其它骚扰：高频瞬态冲击、谐波、电磁兼容性.page 10骚扰骚扰特征特征主要起因主要起因主要后果主要后果其它骚扰其它骚扰(Other disturbances)高频瞬态高频瞬态(HF transients) 突然、巨大和非常短暂的电压跳变。类似于电压尖峰。大气现象(雷击)和电网切换。破坏设备、加速老化、器件或绝缘故障。极短的持续时间(Short duration) 1 微秒幅值 100 微秒峰值为额定电压的 3 到 5 倍频率为几百 KHz)。感性负载停机或高压故障通过电磁耦合传输到低压系统。谐波失真谐波失真(Harmonicdistortion)非线性负载吸收的谐波电流造成电流和电压

10、的波形失真。25 次以上的谐波往往可以忽略不计。带磁芯的电力机械(电动机、 空载变压器，等等)、开关电源、电弧炉、变频调速器。设备需增容，温度升高，电容谐振，毁坏变压器，电动机噪声增大。电磁兼容性电磁兼容性(EMC)电磁或静电的传导或辐射骚扰。目标是保证低发射率和高抗扰性。电子部件(晶体管， 可控硅， 二极管)的开关、静电释放。敏感性电子装置的功能失常。3.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的主要作用的主要作用电网中骚扰的电网中骚扰的解决方案解决方案 为了消除这些电网中的干扰，制定有关的供电标准：供电标准EN 50160 定义了欧洲配电系统中的如下一些正常波动：电压电压 +10% 到到

11、 -15% (每10分钟间隔的平均有效值)，其中每周95%的时间必须在10%的范围内； 频率频率 +4 到到 -6% ，一年中有99.5%的时间在1%的范围内国家标准电子计算机场地通用规范（GB/T-2887-2000）中关于机房供配电要求如下： 频率频率：50Hz， 电压电压：380V220V，相数：相数：三相三相五线制或五线制或三相三相四四线制单相三线制线制单相三线制：page 11计算机房供电允许变化的范围计算机房供电允许变化的范围 级别级别项目项目A 级级B 级级C 级级电压变化电压变化()-5+510+7-15+10频率变化频率变化(Hz)-0.2+0.2-0.5+0.5-l+l3.

12、1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的主要作用的主要作用电网中骚扰的电网中骚扰的解决方案解决方案 为了消除这些电网中的干扰，制定有关的法规，限制用电器对电网造成的扰动，规定用电器给公共电网带来的干扰限值：国际电工委员会制定的标准IEC1000-3-2,欧洲标准EN60555-2,瑞士标准ASE3600，美国标准IEEE519；以及国家标准GB 12326-90（电能质量电压允许波动和闪变）、GB/T 1454993 （电能质量公用电网谐波）等。 人们用了多年的时间来寻找各种解决办法最后才创造出UPS这样的新型设备, 使电网和用电器进行隔离, 既避免负载对电网产生干扰, 又避免电网中的干扰

13、进入和影响负载。page 123.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的主要作用的主要作用电网中的骚扰，电网中的骚扰，各种电气装置解决方案的比较各种电气装置解决方案的比较隔隔离离变变压压器器稳稳压压器器电电源源净净化化器器调调谐谐滤滤波波器器动动态态机机组组铁铁磁磁共共振振 U UP PS S电电力力U UP PS S噪噪声声* * * * * * *电电压压变变化化* * * * * *频频率率变变化化* *瞬瞬间间间间断断* * * *断断电电* * * *谐谐波波* * * * *后后备备时时间间无无有有在众多的解决方案中，只有UPS的抗电网干扰的功能最全面、性能最好，因而得到各个

14、领域的广泛应用。page 133.1.1 UPS的基础知识的基础知识整流器直流逆变器输入输出UPS输出第二路供电三类供电一类供电第一路供电2.隔离作用：隔离作用：将瞬间间断、谐波、电压波动、频率波动以及电压噪声等电网干扰阻挡在负载之前，即使负载对电网不产生干扰，又使电网中的干扰不影响负载；page 14wUPS的主要作用的主要作用 1.两路电源之间的无间断相互切换；两路电源之间的无间断相互切换；3.1.1 UPS的基础知识的基础知识UPS220Vac220Vac230Vac240Vac(稳压作用)UPS50Hz50Hz60Hz(稳频作用)(频率变换)4.频率变换作用：频率变换作用：输入频率等于

15、或不等于输出频率，如50Hz/50Hz，50Hz/60Hz，包括稳频作用；page 15wUPS的主要作用的主要作用 3.电压变换作用：电压变换作用：输入电压等于或不等于输出电压，如输入电压等于或不等于输出电压，如380V/380V，380V/220V，包括稳压作用；，包括稳压作用；3.1.1 UPS的基础知识的基础知识整流器直流逆变器输入输出电池1)和和5)是保证对负载供电的是保证对负载供电的连续性连续性；2)、3)和和4)是保证对负载供电的是保证对负载供电的质量质量。page 16wUPS的主要作用的主要作用 5.提供一定的后备时间：提供一定的后备时间：UPS的电池贮存一定的能量，在电网停

16、电或的电池贮存一定的能量，在电网停电或间断时继续供电一段时间来保护负载；后备时间为间断时继续供电一段时间来保护负载；后备时间为10分钟、分钟、30分钟、分钟、60分钟或更长。分钟或更长。3.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的分类和拓扑结构的分类和拓扑结构（1）被动后备式）被动后备式(Passive Standby，也称为离线式也称为离线式OFF-Line) 组成组成 充电器 逆变器 电池 滤波器/调压器page 17充电器电池负载交流输入滤波器调压器 / 逆变器正常方式电池后备方式3.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的分类和拓扑结构的分类和拓扑结构（1）被动后备式）被动后备

17、式(Passive Standby，也称为离线式也称为离线式OFF-Line) 工作原理工作原理正常运行方式：负载由市电通过一个可消除某些特定的骚扰并提供一定程度的电压调节的滤波装置为负载供电；逆变器运行在被动后备的模式下；充电器对电池组进行浮充电以保证电池处于充满的状态；充电器电池负载交流输入滤波器调压器 / 逆变器正常方式电池后备方式page 183.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的分类和拓扑结构的分类和拓扑结构（1）被动后备式）被动后备式(Passive Standby，也称为离线式也称为离线式OFF-Line) 工作原理工作原理电池放电运行方式：当交流输入电压超出了UPS的

18、允许容限范围，或市电中断时，逆变器和电池在经过一个很短的切换时间(切换时间小于10毫秒)之后投入，以保证对负载的继续供电，直到电池提供的后备时间结束；充电器电池负载交流输入滤波器调压器 / 逆变器正常方式电池后备方式page 193.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的分类和拓扑结构的分类和拓扑结构w（1）被动后备式）被动后备式(Passive Standby，也称为离线式也称为离线式OFF-Line) 工作原理工作原理市电恢复正常后：在经过很短的切换时间(切换时间小于10毫秒)后,负载切换回市电供电;充电器开始给电池进行恢复充电，直到充满后转入浮充电状态。充电器电池负载交流输入滤波器

19、调压器 / 逆变器正常方式电池后备方式page 203.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的分类和拓扑结构的分类和拓扑结构（1）被动后备式）被动后备式(Passive Standby，也称为离线式，也称为离线式(OFF-Line)应用：小于应用：小于2KVA的的UPS；优点：电路简单，价格便宜；优点：电路简单，价格便宜；缺点：频率不能调节，切换有间断。缺点：频率不能调节，切换有间断。page 213.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的分类和拓扑结构的分类和拓扑结构（2）线互动式）线互动式(Line Interactive) 组成：组成： 静态开关 双向逆变器 电池 旁路开关电

20、池负载主交流输入如果只有一路交流输入旁路交流输入逆变器维修旁路静态开关正常方式电池方式旁路方式page 223.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的分类和拓扑结构的分类和拓扑结构（2）线互动式）线互动式(Line Interactive) 工作原理：工作原理： 逆变器以后备方式并联在交流输入上，并且对电池充电。因此逆变器与交流输入电源互动（可逆向运行）。 正常模式：负载通过与交流输入并联的逆变器获取经过调节的电力。逆变器的作用是调节输出电压和给电池进行浮充电充电。输出频率取决于交流输入的频率。电池负载主交流输入如果只有一路交流输入旁路交流输入逆变器维修旁路静态开关正常方式电池方式旁路方

21、式page 233.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的分类和拓扑结构的分类和拓扑结构（2）线互动式）线互动式(Line Interactive) 工作原理：工作原理： 电池供电模式：当交流输入电压超越UPS允许的容限范围或市电中断时，逆变器和电池通过一个静态开关无间断地切换给负载继续供电，该静态开关同时也断开交流输入以防止逆变器的电流倒送回上线。UPS依靠电池的电力持续运行，直到电池的后备时间结束或市电恢复正常。如果市电恢复正常负载将被切换回正常模式，但这时逆变器开始给电池进行恢复性充电。电池负载主交流输入如果只有一路交流输入旁路交流输入逆变器维修旁路静态开关正常方式电池方式旁路方式

22、page 243.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的分类和拓扑结构的分类和拓扑结构（2）线互动式）线互动式(Line Interactive)工作原理：工作原理： 旁路模式：这种类型的UPS有可能配备旁路。如果UPS的某项功能发生故障，或发生过载，负载可以被切换到旁路交流输入（视安装情况由市电或后备电源供电）。电池负载主交流输入如果只有一路交流输入旁路交流输入逆变器维修旁路静态开关正常方式电池方式旁路方式page 253.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的分类和拓扑结构的分类和拓扑结构（2）线互动式）线互动式(Line Interactive)应用：应用：此种配置不太适合作

23、为中-大功率为敏感性负载的电源，因为无法进行频率的调节。由于这个原因，在除小功率以外的设备中很少采用这种配置。通常小于10KVA，用于非关键性负载。优点：优点：电路简单，价格便宜；缺点：缺点：频率不能调节，动态特性差。page 263.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的分类和拓扑结构的分类和拓扑结构（3）双转换式）双转换式(Double Conversion，又称为在线式，又称为在线式On-Line) 基本组成：基本组成： 整流器/充电器 逆变器 静态开关(静态旁路) 手动旁路开关(手动维修旁路) 电池 逆变器串联在交流输入和负载之间如果只有一路交流输入手动维修旁路正常方式电池方式旁

24、路方式整流器充电器/电池负载主交流输入旁路交流输入逆变器静态开关静态旁路()page 273.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的分类和拓扑结构的分类和拓扑结构（3）双转换式）双转换式(Double Conversion，又称为在线式，又称为在线式On-Line) 应用：应用： 在这中配置中，由于使用了静态开关，将负载切换到逆变器所需的时间可以忽略不计； 而且，输出的电压和频率完全独立于输入电压和频率。这意味着这种类型的UPS可以被设计作为频率转换器使用。 实际上，这种类型是中大功率的主要配置（10KVA以上）。 注意： 这种类型的UPS常常被称作“在线在线式式”，这表示负载由逆变器连

25、续供电而不管交流输入电源的状态如何。 优点：稳压稳频、切换无间断；优点：稳压稳频、切换无间断； 缺点：价格昂贵。缺点：价格昂贵。page 283.1.1 UPS的基础知识的基础知识如果只 有 一 路电源通 信板负 载正 常交流 输 入旁 路交 流 输 入静态开关(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(9)(8)(10)(13)(14)(11)(15)(16)(12)去 楼 宇监 控 系统去 电话网络输 出配 电和 保护开关FAHmodem板监控P C 机维修旁路市电电网滤波器选件输入配电和保护开关逆变器整流器充电器电池wUPS的基本组成的基本组成page 293.1.1 UPS的基础知识的

26、基础知识wUPS的基本组成的基本组成(1)整流器整流器/充电器充电器将主交流输入电源的交流电压转换成直流电压的变换器。将主交流输入电源的交流电压转换成直流电压的变换器。用于：用于：为逆变器提供电源；为逆变器提供电源；对电池进行充电和浮充电。对电池进行充电和浮充电。page 303.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的基本组成的基本组成(2)逆变器逆变器将直流电压转换成满足严格要求的交流电压的转换器。将直流电压转换成满足严格要求的交流电压的转换器。直流电直流电压压正常情况下来自整流器；正常情况下来自整流器；后备期间来自电池。后备期间来自电池。page 313.1.1 UPS的基础知识的基

27、础知识wUPS的基本组成的基本组成(3)电池电池在在市电电网发生市电电网发生下列情况下列情况时使时使UPS继续运行继续运行：市电电网市电电网断电；断电；电网电力电网电力的的指标指标超出了超出了UPS允许的容限允许的容限范围范围。标准的电池后备时间是从10分钟到30分钟，并且根据需要延长。根据后备时间的不同，电池可装在UPS机柜内或分开的柜体内。page 323.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的基本组成的基本组成(4)静态开关静态开关用于用于将将负载负载从逆变器从逆变器切换切换到旁路，到旁路，并且并且在在切换切换时对时对负载负载的的供电供电没有任何中断没有任何中断（因为切换动作因为切

28、换动作是由是由电子元件电子元件而而不是机械元件完不是机械元件完成成的）。的）。 以下以下的的任意一种原因任意一种原因都都可能导致切换可能导致切换： UPS自行关机自行关机；超越超越逆变器逆变器容量上限容量上限的的过载过载；内部故障内部故障。page 333.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的基本组成的基本组成(5)手动维修旁路开关手动维修旁路开关 用于用于在在维护维护时将时将负载切换负载切换到旁路。当到旁路。当UPS上线和上线和下游下游的的频率一致频率一致时时方可方可进行切换进行切换。 转换转换到旁路到旁路方式运行不会导致方式运行不会导致对对负载供电负载供电的的中断中断，因为转换因为

29、转换是是通过通过静态开关进行静态开关进行的。的。page 343.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的基本组成的基本组成(6)市电输入开关、市电输入开关、 (7)静态旁路输入开关、静态旁路输入开关、 (8)逆变器输出开关和逆变器输出开关和 (9) 电池断路器电池断路器 这些置于这些置于UPS内的内的装置装置在维护期间在维护期间隔离各种组件；隔离各种组件； 电池短路电池短路器器提供电池提供电池过过放电保护、保护整流放电保护、保护整流器器/充电充电器和逆变器免器和逆变器免受受电池短路电池短路的的影响影响。page 353.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的基本组成的基本组成(10

30、)旁路输入隔离变压器旁路输入隔离变压器(选件选件) 当下线负载当下线负载由旁路由旁路供电供电时时提供提供UPS输入输入/输出输出的的电气隔离电气隔离； 在上线与下线的在上线与下线的地线系统不一样地线系统不一样的的情况情况下下尤其尤其重要；重要； 对于对于某些某些系列系列UPS，上线，上线隔离变压器隔离变压器能能安装安装在在UPS主机柜里。主机柜里。(11) 电压匹配变压器电压匹配变压器(选件选件) 将将电压调节电压调节至所需的值。至所需的值。(12)输入谐波滤波器输入谐波滤波器(选件选件) 在在主电源输入主电源输入端，有端，有可能需要可能需要在在整流整流器上线器上线安装安装谐波谐波滤波器；滤波

31、器； 目的目的是是消除消除反送回反送回配电系统配电系统的谐波的谐波电流电流：谐波：谐波电流电流是由是由整流器中的二极整流器中的二极管管或可控硅的或可控硅的开关作用产生开关作用产生的的，它是产生，它是产生电压失真电压失真度的原因之一；度的原因之一； 安装安装谐波谐波滤波器可以降低滤波器可以降低上线的上线的配电总线配电总线中的中的电压失真电压失真度。将上线的度。将上线的THDU (总谐波总谐波电压失真度电压失真度)控制控制在允许的在允许的水平水平内；内；page 363.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的基本组成的基本组成(13)内置通信接口板内置通信接口板 (14)调制解调器接口调制解

32、调器接口 除了需要友好除了需要友好的人的人-机机界面界面对对UPS实行有效实行有效的的监控之外监控之外，UPS与其外部电力与其外部电力和和计算环计算环境境(监控系统监控系统，楼宇楼宇和和能源管理能源管理(BEM)系统系统)通讯通讯的也的也变得越来越重要变得越来越重要； 梅兰日兰的梅兰日兰的UPS内置内置了了全面全面的的通讯通讯功能，功能，标准机型配备以下装置标准机型配备以下装置：带有图象显示带有图象显示和和模拟图形模拟图形面板的面板的友好友好的人的人/机机界面界面：该：该界面界面是是围绕围绕自自监控系统监控系统和自和自检测系统建立检测系统建立的，能的，能持续持续地地指示指示UPS不同部件不同部

33、件的的状态；例如状态；例如： 电池监控系统具有全面的电池管理功能，可连续地监控电池的状态； 温度监测系统监测电池温度； 电池保护系统能够迅速地探测和定位电池的故障；内置内置的与的与环境环境的的通讯接口通讯接口，包括包括： 干接点； RS 232 ASCII； 使用SNMP协议的以太网卡； JBUS RS485； 用于Teleservice(远程服务)的调制解调器。 这些接口允许用户通过这些接口允许用户通过一台一台PC用用监控软件监控软件(如如Monitor-Pac软件软件)或或楼宇能源管理系楼宇能源管理系统统来来远程控制各种设备、或者享受远程服务远程控制各种设备、或者享受远程服务的的优越性优越

34、性，等等等等。 它们它们还还允许允许网管网管员管理员管理整组的整组的UPS(例如例如Management-Pac软件软件)或者或者在在电池电力终止电池电力终止之前自动执行电脑系统之前自动执行电脑系统的的关机操作关机操作(例如例如Solution-Pac软件软件)。page 373.1.1 UPS的基础知识的基础知识wUPS的基本组成的基本组成(15)输入配电柜和保护输入配电柜和保护(选件选件)、 (16)输出配电柜和保护输出配电柜和保护(选件选件) 以下设备可以以下设备可以随随UPS一一起提供起提供：通过通过在在交流输入交流输入回路回路使用断路使用断路器器提供提供上线上线低压保护低压保护。对于

35、对于某些某些系列系列的的UPS来说来说，这种保护措施可以作为这种保护措施可以作为选件选件集成集成在在UPS中；中；在上线在上线低压低压配电柜中配电柜中安装安装断路器以断路器以保护保护UPS的交流输入的交流输入(正常正常交流输入交流输入及旁路及旁路交流输入交流输入);在下线低压在下线低压配电柜配电柜中中安装断路安装断路器以器以保护不同保护不同的的输出输出回路回路以避免以避免故障的扩散和传播；故障的扩散和传播；page 383.1.1 UPS的基础知识的基础知识w正常运行方式正常运行方式正常运行方式：提供给负载的所有电力都经过整流/充电器和逆变器的双重转换（AC-DC-AC），双转换模式因此而得名

36、。整流器/充电器对电池进行浮充电以保持电池处于满充状态。手动旁路整流器充电器/电池负载IuI输入I1 浮充或再充电主交流输入旁路交流输入逆变器静态开关page 393.1.2 UPS的基本运行原理的基本运行原理w电池后备运行方式电池后备运行方式市电停电或超限、电池放电工作方式：当交流输入电压超出UPS允许的容限范围或市电中断时，逆变器和电池无间断地投入，继续为负载供电。UPS将持续运行直到电池放电时间终止，或在市电恢复正常时回到正常运行方式。手动旁路整流器充电器/电池负载Iu主交流输入旁路交流输入逆变器静态开关page 403.1.2 UPS的基本运行原理的基本运行原理w恢复充电运行方式恢复充

37、电运行方式市电恢复正常(充电)工作方式：提供给负载的电力都经过整流/充电器和逆变器的双重转换，同时整流器/充电器开始给电池进行恢复性充电。手动旁路整流器充电器/电池负载IuI输入I1 浮充或再充电主交流输入旁路交流输入逆变器静态开关page 413.1.2 UPS的基本运行原理的基本运行原理w旁路运行方式旁路运行方式 当停止逆变器时，当停止逆变器时，负载负载可以可以无无间断间断地地切换切换到旁到旁路路交流输入交流输入(根据安装方根据安装方式式的的不同不同由由市电市电或或后备后备电源供电电源供电）,引起旁路运引起旁路运行的原因可能是：行的原因可能是： UPS内部故障；负载电流瞬变电流尖峰(冲击电

38、流或故障电流)；人为停止逆变器。3.1.2 UPS的基本运行原理的基本运行原理手动旁路整流器充电器/电池负载I故障I 可由可由两台两台不同容量的不同容量的UPS组成，组成，主机带重要负载主机带重要负载，备机带次要负载或不备机带次要负载或不带载带载；主机到备机的切换无间断。；主机到备机的切换无间断。 优点：可靠性最高；连接简单；后备时间延长。优点：可靠性最高；连接简单；后备时间延长。 缺点：不能增容；过载能力不能增大。缺点：不能增容；过载能力不能增大。手动维修旁路静态开关(静态旁路)逆变器整流器/充电器电池正常交流输入旁路交流输入负载A手动维修旁路静态开关(静态旁路)逆变器整流器/充电器电池正常

39、交流输入主主机机U UP PS S备备机机U UP PS S负载Bpage 443.1.2 UPS的基本运行原理的基本运行原理w提高提高UPS可靠性的方法可靠性的方法w直接并联直接并联 由由2 2到到4 4台台单机型单机型UPSUPS组成，组成，每台每台UPSUPS具有各自的静态旁具有各自的静态旁路，可实现：路，可实现：并联冗余；并联冗余；并联增容。并联增容。 优点：并联简单；不增大占优点：并联简单；不增大占地；价格适当；负载均分。地；价格适当；负载均分。 缺点：所有缺点：所有UPS的旁路必须的旁路必须是同一路电源；可靠性略低。是同一路电源；可靠性略低。手动维修旁路静态开关(静态旁路)逆变器整

40、流器/充电器电池正常交流输入旁路交流输入手动维修旁路静态开关(静态旁路)逆变器整流器/充电器电池正常交流输入旁路交流输入负载U UP PS S1 1U UP PS S2 2page 453.1.2 UPS的基本运行原理的基本运行原理w提高提高UPS可靠性的方法可靠性的方法公共旁路并联公共旁路并联 由由2到到6台同等容量的并台同等容量的并联型联型UPS组成，采用大组成，采用大容量的公共静态旁路开容量的公共静态旁路开关柜，以便实现：关柜，以便实现：并联冗余；或并联冗余；或并联增容。并联增容。 优点：公共旁路过载能优点：公共旁路过载能力大；可靠性高。力大；可靠性高。 缺点：占地面积大；价缺点：占地面积大；价格昂贵。格昂贵。手动维修旁路静态开关(静态旁路)旁路交流输入负载逆变器整流器/充电器电池正常交流输入逆变器整流器/充电器电池正常交流输入逆变器整流器/充电器电池正常交流输入公公共共静静态态旁旁路路开开关关柜柜U UP PS S1 1U UP PS S2 2U UP PS S3 3page 463.1.2 UPS的基本运行原理的基本运行原理