UPS培訓(xùn)(移動)

1、 非常感謝貴公司 對艾默生的支持 一、一、UPS概述概述二、二、UPS原理原理三、三、UPS維護與常見故障判斷維護與常見故障判斷四、四、UPS培訓(xùn)結(jié)束培訓(xùn)結(jié)束UPS UPS Uninterruptible Power System Uninterruptible Power System 利用電池化學(xué)能作為后備能量，在市電斷電等電網(wǎng)故障利用電池化學(xué)能作為后備能量，在市電斷電等電網(wǎng)故障時，不間斷地為用戶設(shè)備提供（交流）電能的一種能量轉(zhuǎn)換時，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。裝置。用戶設(shè)備用戶設(shè)備蓄電池蓄電池市電或燃油發(fā)電機市電或燃油發(fā)電機UPSUPS主機主機電壓波動停電電源浪

2、涌電線噪聲瞬態(tài)尖峰頻率漂移諧波失真按按工作原理工作原理不同，不同，UPSUPS分為：分為： 離線式（后備式離線式（后備式UPSUPS、互動式互動式UPSUPS等）等） 在線式在線式UPS UPS 按按供電體系供電體系不同，不同，UPSUPS分為：分為： 單進單出單進單出UPS UPS 三進單出三進單出UPS UPS 三進三出三進三出UPSUPS按按輸出功率輸出功率不同，不同，UPSUPS分為：分為： 小功率（小功率（103030kVAkVA）按按電池位置電池位置不同，不同，UPSUPS分為：分為： 電池內(nèi)置式電池內(nèi)置式UPSUPS（標準機型）標準機型） 電池外置式電池外置式UPSUPS（長延時

3、機型）長延時機型）按按多機運行方式多機運行方式不同，不同，UPSUPS分為：分為： 串聯(lián)熱備份串聯(lián)熱備份UPSUPS（用于中小功率機器）用于中小功率機器） 交替串聯(lián)熱備份交替串聯(lián)熱備份UPSUPS（安圣安圣UPS)UPS) 直接并聯(lián)直接并聯(lián)UPSUPS ( (用于中大功率）用于中大功率） 3 3、綠色電源技術(shù)、綠色電源技術(shù)功率因數(shù)校正（功率因數(shù)校正（PFCPFC）技術(shù)技術(shù) 電磁兼容（電磁兼容（EMCEMC）技術(shù)技術(shù) 2 2、高頻開關(guān)技術(shù)、高頻開關(guān)技術(shù)新型電力電子器件的應(yīng)用技術(shù)新型電力電子器件的應(yīng)用技術(shù) 新型新型UPSUPS電路拓樸電路拓樸 1 1、數(shù)字控制技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)數(shù)字信號處理器（數(shù)字

4、信號處理器（DSPDSP）控制技術(shù)控制技術(shù) 后備式后備式UPSUPS運行原理運行原理有市電時，市電通過開關(guān)后直接供給負載，逆變器不工作；另外，市有市電時，市電通過開關(guān)后直接供給負載，逆變器不工作；另外，市電通過充電器給電池充電。電通過充電器給電池充電。停電后，啟動逆變器，把電池儲存的能量通過逆變器和開關(guān)供給負載停電后，啟動逆變器，把電池儲存的能量通過逆變器和開關(guān)供給負載。充電器逆變器市電 負載 電池組功率等級功率等級0.25-20.25-2KVAKVA左右左右互動式互動式UPSUPS運行原理運行原理在線互動在線互動UPSUPS與后備式比，主要區(qū)別在于：逆變器與充電與后備式比，主要區(qū)別在于：逆變

5、器與充電器合二為一，輸出通過變壓器的抽頭跳變，實現(xiàn)分段穩(wěn)壓器合二為一，輸出通過變壓器的抽頭跳變，實現(xiàn)分段穩(wěn)壓市電 雙向變換器 電池組 負載 市電正常市電正常/整流整流停電停電/逆變逆變264-276V150-175V175-264V功率等級功率等級0.7-200.7-20KVAKVA左右左右在線式在線式UPSUPS運行原理運行原理不管電網(wǎng)電壓是否正常，負載所用的交流電壓都要經(jīng)過不管電網(wǎng)電壓是否正常，負載所用的交流電壓都要經(jīng)過逆變電路，即逆變電路始終處于工作狀態(tài)。逆變電路，即逆變電路始終處于工作狀態(tài)。功率等級功率等級0.7-15000.7-1500KVAKVA左右左右較低中等較高成本5ms12m

6、s4ms左右零切換時間低（供電差、僅是不停電功能）中等（分段穩(wěn)壓、濾除部分干擾）最高（穩(wěn)壓、濾除電網(wǎng)所有干擾）輸出電源質(zhì)量后備 熱備工作市電模式下逆變器狀態(tài)后后備備式式互互動動式式在在線線式式三種三種UPSUPS的比較的比較主從機串聯(lián)主從機串聯(lián)“熱備份熱備份”優(yōu)點：優(yōu)點： 價格便宜，安裝方式簡單可靠。價格便宜，安裝方式簡單可靠。缺點：缺點： 從機電池壽命縮短。從機電池壽命縮短。 對單機抗階躍負載能力要求高。對單機抗階躍負載能力要求高。 沒有擴容能力。沒有擴容能力。市電負載AC/DC-DC/ACAC/DC-DC/AC主機從機主機旁路從機輸出直接并機型冗余供電直接并機型冗余供電優(yōu)點：優(yōu)點： 多臺多

7、臺UPSUPS平均分攤負載。平均分攤負載。 可靠性高?？煽啃愿摺Ｈ秉c：缺點： 控制電路復(fù)雜。成本高?？刂齐娐窂?fù)雜。成本高。形式較多：直接并機、并機柜方式、導(dǎo)航型方式、熱同步方式。形式較多：直接并機、并機柜方式、導(dǎo)航型方式、熱同步方式。市電負載AC/DC-DC/ACAC/DC-DC/AC主機從機從機輸出并機邏輯控制輸入特性：輸入特性：1 1、輸入電壓范圍、輸入電壓范圍 輸入電壓范圍寬可減小電池放電機會，延長電池壽命。輸入電壓范圍寬可減小電池放電機會，延長電池壽命。2 2、輸入功率因數(shù)、輸入功率因數(shù) 如果功率因數(shù)低，則輸入無功功率大，諧波電流污染電如果功率因數(shù)低，則輸入無功功率大，諧波電流污染電

8、網(wǎng)網(wǎng) ，影響干擾其它設(shè)備。，影響干擾其它設(shè)備。3 3、主電源頻率允許范圍。、主電源頻率允許范圍。4 4、輸入電流諧波分量。（、輸入電流諧波分量。（PFCPFC、6/126/12脈沖整流器）脈沖整流器）輸出特性：輸出特性：1 1、靜態(tài)穩(wěn)定度。大型為、靜態(tài)穩(wěn)定度。大型為1%1%，中小型為，中小型為2%2%。2 2、輸出瞬態(tài)特性。大型、輸出瞬態(tài)特性。大型5%5%，中小型，中小型8%8%。3 3、輸出過載能力。（如：過載、輸出過載能力。（如：過載125% 5125% 5MIN;150% 10S)MIN;150% 10S)4 4、輸出功率因數(shù)。、輸出功率因數(shù)。 （0.60.6、0.70.7、0.80.8

9、）5 5、輸出電壓諧波失真度。典型、輸出電壓諧波失真度。典型3%3%以內(nèi)。以內(nèi)。雙變換技術(shù)雙變換技術(shù)數(shù)字控制技術(shù)數(shù)字控制技術(shù)冗余技術(shù)冗余技術(shù)電池管理技術(shù)電池管理技術(shù)ACACDC DC 整流整流DCDCAC AC 逆變逆變C143652+_ABCSCRSCR觸發(fā)脈沖順序：觸發(fā)脈沖順序：1 12 23 34 45 56 61 1。移相變壓器移相變壓器負負載載電池和逆變器電池和逆變器兩個兩個6 6脈沖脈沖整流橋整流橋30+380V-380V220VLN+-NQ1Q2C1C2D1D2LC3+380-380USPWM調(diào)制波的產(chǎn)生SPWMSPWM（正弦波脈沖寬度調(diào)制）：調(diào)脈沖寬度來控制正弦波脈沖寬度調(diào)制）

10、：調(diào)脈沖寬度來控制 輸出電壓穩(wěn)定。輸出電壓穩(wěn)定。SR+RNTRSSTT_旁 路 輸 入主 路 輸 入輸 出 旁 路 輸 入 主 路 輸 入 輸 出 雙變換技術(shù)雙變換技術(shù)數(shù)字控制技術(shù)數(shù)字控制技術(shù)冗余技術(shù)冗余技術(shù)電池管理技術(shù)電池管理技術(shù)數(shù)字信號處理器（DSP）控制技術(shù) 產(chǎn)生各驅(qū)動信號、控制整流器、逆變器、產(chǎn)生各驅(qū)動信號、控制整流器、逆變器、切換邏輯等切換邏輯等雙變換技術(shù)雙變換技術(shù)數(shù)字控制技術(shù)數(shù)字控制技術(shù)冗余技術(shù)冗余技術(shù)電池管理技術(shù)電池管理技術(shù) 考慮到用戶負載啟動時的沖擊，一般情況下最佳負考慮到用戶負載啟動時的沖擊，一般情況下最佳負 載容量應(yīng)為載容量應(yīng)為UPS容量的容量的70%80%。 VAVA（伏

11、安）與伏安）與W W（瓦特）的區(qū)別瓦特）的區(qū)別VA-視在功率視在功率 W-實際使用功率實際使用功率 實際使用功率實際使用功率+無用功率無用功率UPS容量單位容量單位- VA 負載容量單位負載容量單位- W、VAVA（伏安）與伏安）與W（瓦特）的換算關(guān)系瓦特）的換算關(guān)系典型計算機負載典型計算機負載 ：1 W 1.5VA雙變換技術(shù)雙變換技術(shù)數(shù)字控制技術(shù)數(shù)字控制技術(shù)冗余技術(shù)冗余技術(shù)電池管理技術(shù)電池管理技術(shù)1、均充限流：0.1C2、浮充轉(zhuǎn)均充：0.05C 均充轉(zhuǎn)浮充：0.01C400300100200200-20-40-600母線電壓V電池電流A時間tT1T2T3T4T1T1為恒壓均充階段，T2為浮充

12、階段，T3為電池逆變供電階段，T4為限流均充階段PbO2 + 2H2SO4 +PbPbSO4 + 2H2O + PbSO4放放電電充充電電正正極極活活物物質(zhì)質(zhì)電電解解液液負負極極活活物物質(zhì)質(zhì)正正極極活活物物質(zhì)質(zhì)電電解解液液負負極極活活物物質(zhì)質(zhì)PbO2 + 2H2SO4 +PbPbSO4 + 2H2O + PbSO4放放電電充充電電正正極極活活物物質(zhì)質(zhì)電電解解液液負負極極活活物物質(zhì)質(zhì)正正極極活活物物質(zhì)質(zhì)電電解解液液負負極極活活物物質(zhì)質(zhì)v=1個單體具有更高正電動勢的極板定義為正極板圖1化學(xué)能電能端極柱電池蓋電池殼排氣閥正極板隔板負極板電池結(jié)構(gòu)圖1246 8 10204060246 8 10208.

13、09.010.011.012.013.025分時12V電池端子電壓(V)放電時間3C202C201C200.6C200.4C200.2C200.1C200.05C20 C20：按0.05C20大小電流放電20小時所放出的容量100AH電池按5A放電可放20小時單體單體每節(jié)每節(jié)電池組電池組 30節(jié)節(jié)電池組電池組 32節(jié)節(jié)浮充電壓浮充電壓2.2513.5405432均充電壓均充電壓2.3514.1423460欠壓保護欠壓保護1.8010.8324346終止電壓終止電壓1.6710300320通信用通信用UPS用用設(shè)計取向設(shè)計取向長時間、小電流、深放電長時間、小電流、深放電短時間、大電流放電、淺放電

14、短時間、大電流放電、淺放電設(shè)計壽命設(shè)計壽命10年以上年以上35年年鉛膏配方鉛膏配方長壽命配方，循環(huán)壽命長長壽命配方，循環(huán)壽命長大功率配方，循環(huán)壽命短大功率配方，循環(huán)壽命短隔板隔板長壽命隔板，較厚長壽命隔板，較厚大孔徑隔板，較薄，小電流深放電易造成枝大孔徑隔板，較薄，小電流深放電易造成枝晶短路，壽命終止。晶短路，壽命終止。過放電恢復(fù)能力過放電恢復(fù)能力板柵合金高錫含量，良好板柵合金高錫含量，良好一般一般密封方式密封方式高可靠密封高可靠密封一般一般容量容量10小時率小時率20小時率小時率 UPS容量容量VAUPS輸出功率因數(shù)輸出功率因數(shù)放電電流放電電流= 電池組電壓電池組電壓V電池逆變效率電池逆變效

15、率（1）、計算電池放電電流（2 2）根據(jù)放電時間要求查表確認容量系數(shù)（單位：小時）根據(jù)放電時間要求查表確認容量系數(shù)（單位：小時）用用戶戶要要求求的的放放電電時時間間 0.5 1 2 3 4 5 6 8 9 10 25時時容容量量系系數(shù)數(shù) 1.43 2 3.28 4 5.06 6.02 6.74 8.51 9.28 10 6000 6000VAVA0.7 0.7 100%100%放電電流放電電流= =20. 59= =20. 59A A 12 12V V 20 200.850.85查表：查表：4 4小時對應(yīng)系數(shù)時間小時對應(yīng)系數(shù)時間5.065.06小時小時電池容量電池容量Q=20.59Q=20.5

16、95.06=104.18AH5.06=104.18AH，故選故選100100AHAH電池。電池。（4 4）舉例：）舉例： 現(xiàn)有現(xiàn)有6 6kVA UPSkVA UPS，100%100%載，延時載，延時4 4小時，配多大電池？小時，配多大電池？ 1） 觀 察 機 房 的 空 調(diào) 運 行 是 否 正 常 ， 機 房 溫 度 是 否 較 高 ， 如 果 溫 度 超 過 40度 ， 請 立 即 設(shè) 法 解 決 ； 2） 觀 察 機 房 是 否 潮 濕 ， 如 果 濕 度 超 過 90%， 或 身 體 明 顯 感 覺 到 濕 度 較 大 ， 應(yīng) 啟 動 抽 濕 設(shè) 備 ； 3） 觀 察 機 房 的 灰 塵

17、 等 情 況 ， 如 果 有 不 利 于 安 全 運 行 的 因 素 應(yīng) 及 時 排 除 。 4） 檢 查 交 流 供 電 情 況 ， 看 是 否 有 超 壓 、 超 頻 的 跡 象 。 1 1、 環(huán)環(huán) 境境 檢檢 查查 1）檢查面板上無故障指示燈亮，蜂鳴器未發(fā)出異常叫聲， 1/2/3KVA LED顯示燈是否閃爍。 6/10KVA LCD顯示板上有無告警顯示。 2）按“關(guān)機”鍵，檢查蜂鳴器和面板指示燈是否由市電轉(zhuǎn) 到旁路指示。 3）按“開機/消音”鍵，檢查UPS自檢是否正常無告警，面 板供電和逆變指示燈亮、旁路指示燈亮熄。 1/2/3KVA LED顯示狀態(tài)是否正常。 6/10KVA LCD顯示

18、信息是否正常。 2 2、功功能能檢檢測測 4）在逆變運行后，將交流輸入開關(guān)斷開，,UPS應(yīng)轉(zhuǎn)到電池 供電模式，電池指示燈應(yīng)亮，并伴有每3秒鳴叫一聲的報 警聲，電池放電兩分鐘后，打開交流輸入開關(guān)，電池指示 燈應(yīng)熄滅，市電指示燈亮，蜂鳴器靜音。 6/10KVA LCD顯示板上上信息顯示正確、切換正常。 5）在上述操作過程中，負載均應(yīng)正常供電，無間斷現(xiàn)象。 6) 打開機箱的側(cè)板，檢查防雷板上防雷壓敏電阻、保險管 是否良好。 7) 長延時機，對外接電池進行逐節(jié)檢查。功能檢測（續(xù)）3 3、使用注意事項：、使用注意事項：（1）、UPS實際可帶的負載量是與負載的功率因數(shù)密切相關(guān)的。 UPS的額定功率是在功率

19、因數(shù)為0.7下給出的。 當(dāng)負載為純電阻性或微電感性時，實際輸出功率小于標稱輸 出功率。即：1KVA的UPS帶純阻性負載只能帶700W。 UPS不宜帶電感性負載。 3 3、使用注意事項：、使用注意事項：（2）、UPS不易過度輕載運行。原因：因為在極度輕載運行條件下，市電停電，使UPS一直工作 到電池保護后自動關(guān)機，就會造成電池組在小電流放電下 被深度放電，此情況過多，就會造成電池組損壞。 蓄電池的放電速率與放電深度的關(guān)系： 放電電流越小，蓄電池放出的的容量越大。 蓄電池的終止電壓與放電電流的關(guān)系： 放電電流越小，允許的終止電壓越高。3 3、使用注意事項：、使用注意事項：（ 3）、嚴禁帶可控硅負載

20、，可控硅橋式整流型或半波整流型負載， 否則會損壞UPS內(nèi)部功率器件。 包括：空調(diào)、電風(fēng)扇、電冰箱、打印機等。3 3、使用注意事項：、使用注意事項：（7）對于交流輸入的極性千萬不要接反。 接反后，UPS的外接電池端子會有危險電壓， 會使對零地電壓要求高的負載工作不正常。 3 3、使用注意事項：、使用注意事項：（ 4）UPS不宜帶載開機和關(guān)機。 對于無延時啟動UPS，帶載開機瞬間燒毀逆變器的驅(qū)動元件。 （5）UPS不宜工作在嚴重污染的電網(wǎng)中。 對在線式而言，使同步電路反復(fù)處于市電強制同步和失鎖不同 步的切換狀態(tài)中，使同步回路輸出的PWM波產(chǎn)生強烈相位擺動， 易引發(fā)故障。 （6）減少開機、關(guān)機的次數(shù)。 在線式UPS故障高發(fā)期在用戶頻繁開關(guān)機、帶載逆變供電 轉(zhuǎn)到旁路供電期間。 3 3、使用注意事項：、使用注意事項：（8）蓄電池的使用A、對于蓄電池長期只充不放電的UP