大型UPS如何選型

1、如何選擇如何選擇UPS如何選擇如何選擇UPS您將了解到您將了解到如何選擇如何選擇UPS造成電源故障的原因造成電源故障的原因“這么長的距離這么長的距離” 從從發(fā)電廠最終用戶發(fā)電廠最終用戶電源故障所造成的影響電源故障所造成的影響電源故障所造成的影響電源故障所造成的影響電源故障所造成的影響電源故障所造成的影響 UPS UPSUPS的作用- 提高用電設(shè)備的供電質(zhì)量 市電市電市電市電如何選擇如何選擇UPSUPS后備式在線互動式在線式后備式后備式UPS系統(tǒng)系統(tǒng)濾波器濾波器電池電池(充電中充電中)+-逆變器逆變器D CA C電池充電器電池充電器AC/DC負載負載轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)浪涌電壓吸收器浪涌電壓吸收器市

2、電供電市電供電正常工作時正常工作時后備式后備式UPS系統(tǒng)系統(tǒng)濾波器濾波器電池電池(放電中放電中)+-逆變器逆變器D CA C電池充電器電池充電器AC/DC負載負載轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)浪涌電壓吸收器浪涌電壓吸收器市電供電市電供電電池工作時電池工作時后備式后備式UPS的主要特點的主要特點濾波器濾波器電池電池(充電中充電中)+-雙向轉(zhuǎn)換器雙向轉(zhuǎn)換器（充電器）（充電器）D CA C負載負載浪涌電壓吸收器浪涌電壓吸收器市電供電市電供電正常工作時正常工作時調(diào)壓器調(diào)壓器在線互動式在線互動式濾波器濾波器電池電池(放電中放電中)+-雙向轉(zhuǎn)換器雙向轉(zhuǎn)換器（逆變器）（逆變器）D CA C負載負載浪涌電壓吸收器浪涌電壓吸

3、收器市電供電市電供電電池工作時電池工作時調(diào)壓器調(diào)壓器線路交互式線路交互式UPS的主要特點的主要特點負載負載市電供電市電供電正常工作時正常工作時 濾波器濾波器+-逆變器逆變器DCAC浪涌電壓吸收器浪涌電壓吸收器整流器整流器ACDC轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)在線式在線式負載負載市電供電市電供電電池工作時電池工作時 濾波器濾波器+-逆變器逆變器DCAC浪涌電壓吸收器浪涌電壓吸收器整流器整流器ACDC轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)在線式在線式不同類型不同類型UPS對比對比 功率范圍功率范圍( (kVAkVA) )電壓特性電壓特性 成本成本/ VA/ VA 效率效率逆變器逆變器總在運行總在運行后備式后備式0 - 1低低非常高不

4、在線互動式在線互動式0.5 - 6基于設(shè)計 中非常高不雙變換在線式雙變換在線式1 - 1500高低是高參數(shù)參數(shù)技術(shù)技術(shù)轉(zhuǎn)換時間轉(zhuǎn)換時間416 ms410 ms0 后備式后備式在線互動式在線互動式雙變換在線式雙變換在線式參數(shù)參數(shù)技術(shù)技術(shù)輸出波形輸出波形(市電工作市電工作)受輸入影響大受輸入影響大極好輸出穩(wěn)定度輸出穩(wěn)定度 10% 10% 1% 3%如何選擇如何選擇UPS單機結(jié)構(gòu)框圖QS1QS2QS3QS4QS9整流器整流器逆變器逆變器靜態(tài)開關(guān)靜態(tài)開關(guān)靜態(tài)開關(guān)靜態(tài)開關(guān)CH1CH2鎖相同步同步跟蹤集中并聯(lián)HFC 并聯(lián)模塊并聯(lián)模塊并聯(lián)End并聯(lián)方式原理并聯(lián)方式原理每臺UPS有一路旁路UPS 輸出直接連接

5、到負載End1Page運行模式ReserveLineReserveLineReserveLineReserveLineReserveLineReserveLineReserveLineReserveLineTo LoadMainsMainsMainsMainsMainsMainsMainsMains模塊式并聯(lián)配置模塊式并聯(lián)配置TO THE LOADMAIN INPUTUPS BAC/DCDC/ACOUTPUTUPS BS.SRESERVE INPUTUPS BUPS BBYPASSMAIN INPUTUPS AAC/DCDC/ACS.SRESERVE INPUTUPS AUPS AOUTPUT

6、UPS ABYPASS正常運行旁路運行example with 2 unitsEnd1Page模塊式并聯(lián)配置模塊式并聯(lián)配置TO THE LOADMAIN INPUTUPS BAC/DCDC/ACOUTPUTUPS BS.SRESERVE INPUTUPS BUPS BBYPASSMAIN INPUTUPS AAC/DCDC/ACS.SRESERVE INPUTUPS AUPS AOUTPUTUPS ABYPASSexample with 2 units正常運行旁路運行End1Page模塊式并聯(lián)配置模塊式并聯(lián)配置TO THE LOADMAIN INPUTUPS BAC/DCDC/ACOUTPUT

7、UPS BS.SRESERVE INPUTUPS BUPS BBYPASSMAIN INPUTUPS AAC/DCDC/ACS.SRESERVE INPUTUPS AUPS AOUTPUTUPS ABYPASSexample with 2 units正常運行旁路運行End1Page模塊式并聯(lián)配置模塊式并聯(lián)配置集中并聯(lián)集中并聯(lián)HFC 并聯(lián)模塊并聯(lián)End并聯(lián)方式原理并聯(lián)方式原理整個系統(tǒng)有一個公用旁路UPS輸出連接到公用輸出柜End運行模式1PageReserve LineC.O.CTo Load集中式并聯(lián)配置集中式并聯(lián)配置To the LoadAC/DCDC/ACS.SUPS BBYPASSAC/

8、DCDC/ACS.SUPS ABYPASSS.S.C.O.C.BYPASSMAIN INPUTUPS BRESERVE INPUTUPS BMAIN INPUTUPS ARESERVE INPUTUPS ASYSTEM RESERVE INPUT正常運行旁路運行禁止example with 2 unitsEnd1Page集中式并聯(lián)配置集中式并聯(lián)配置正常運行旁路運行To the LoadAC/DCDC/ACS.SUPS BBYPASSAC/DCDC/ACS.SUPS ABYPASSS.S.C.O.C.BYPASSMAIN INPUTUPS BRESERVE INPUTUPS BMAIN INPU

9、TUPS ARESERVE INPUTUPS ASYSTEM RESERVE INPUTInhibitedexample with 2 unitsEnd1Page集中式并聯(lián)配置集中式并聯(lián)配置Inhibited正常運行旁路運行To the LoadAC/DCDC/ACS.SUPS BBYPASSAC/DCDC/ACS.SUPS ABYPASSS.S.C.O.C.BYPASSMAIN INPUTUPS BRESERVE INPUTUPS BMAIN INPUTUPS ARESERVE INPUTUPS ASYSTEM RESERVE INPUTexample with 2 unitsEnd1Pag

10、e集中式并聯(lián)配置集中式并聯(lián)配置集中并聯(lián)HFC 并聯(lián)并聯(lián)模塊并聯(lián)End并聯(lián)方式原理并聯(lián)方式原理每臺UPS旁路 + 一個公用的旁路UPS輸出連接到公用輸出柜End1Page2Reserve LineC.O.CTo LoadReserveLineReserveLineReserveLineReserveLineReserveLineReserveLineReserveLineReserveLine高故障清除高故障清除 (HFC)并聯(lián)配置并聯(lián)配置正常運行旁路運行To the LoadAC/DCDC/ACS.SUPS BBYPASSAC/DCDC/ACS.SUPS ABYPASSS.S.C.O.C.BY

11、PASSMAIN INPUTUPS BRESERVE INPUTUPS BMAIN INPUTUPS ARESERVE INPUTUPS ASYSTEM RESERVE INPUTexample with 2 unitsEnd1Page高故障清除高故障清除 (HFC)并聯(lián)配置并聯(lián)配置正常運行旁路運行To the LoadAC/DCDC/ACS.SUPS BBYPASSAC/DCDC/ACS.SUPS ABYPASSS.S.C.O.C.BYPASSMAIN INPUTUPS BRESERVE INPUTUPS BMAIN INPUTUPS ARESERVE INPUTUPS ASYSTEM RE

12、SERVE INPUTexample with 2 unitsEnd1Page高故障清除高故障清除 (HFC)并聯(lián)配置并聯(lián)配置過載或短路過載或短路轉(zhuǎn)換到旁路轉(zhuǎn)換到旁路和公用旁路和公用旁路正常運行旁路運行AC/DCDC/ACS.SUPS BBYPASSAC/DCDC/ACS.SUPS ABYPASSS.S.C.O.C.BYPASSMAIN INPUTUPS BRESERVE INPUTUPS BMAIN INPUTUPS ARESERVE INPUTUPS ASYSTEM RESERVE INPUTexample with 2 unitsEnd1Page高故障清除高故障清除 (HFC)并聯(lián)配置并

13、聯(lián)配置并聯(lián)冗余系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點并聯(lián)冗余系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點LoadUPS 1 load meteringfrequency control load meteringfrequency control UPS并機之間的負載均分并機之間的負載均分Load: 60kVAUPS 1: 60kVA 負載均分負載均分-舉例舉例Load = 60kVAUPS 1 load 30kVAfrequency control load 30kVAfrequency control 平衡平衡如何選擇如何選擇UPSUPS的整流技術(shù)的整流技術(shù)UPS產(chǎn)品中主要半導(dǎo)體開關(guān)器件的種產(chǎn)品中主要半導(dǎo)體開關(guān)器件的種類類The diode

14、二極管The thyristor 可控硅The BJT 晶體管The MOSFET 場效應(yīng)管The IGBT IGBT各半導(dǎo)體開關(guān)器件的應(yīng)用范圍各半導(dǎo)體開關(guān)器件的應(yīng)用范圍各半導(dǎo)體開關(guān)器件的應(yīng)用范圍各半導(dǎo)體開關(guān)器件的應(yīng)用范圍元器件功率容量開關(guān)速度BJT晶體管中中MOSFET場效應(yīng)管低高IGBTIGBT中中12 脈沖整流脈沖整流(PF0.95)IGBT整流整流（PF0.99）PFC校正技術(shù)校正技術(shù)(PF0.97)不同整流技術(shù)的拓撲結(jié)構(gòu)圖功率不同整流技術(shù)的拓撲結(jié)構(gòu)圖功率因數(shù)補償因數(shù)補償6 脈沖脈沖(PF0.95)12 脈沖整流脈沖整流(8% THDi)IGBT整流整流（3% THDi）不同整流技術(shù)的

15、拓撲結(jié)構(gòu)圖諧波不同整流技術(shù)的拓撲結(jié)構(gòu)圖諧波治理治理6 脈沖濾波器脈沖濾波器(7% THDi)6 脈沖脈沖(30% THDi)12 脈沖整流濾波器脈沖整流濾波器(3-5% THDi)升壓整流技術(shù)升壓整流技術(shù)(27% THDi)升壓整流技術(shù)升壓整流技術(shù)(7% THDi)有源濾波器有源濾波器(3-10% THDi)諧波治理有源濾波器的工作方式諧波治理有源濾波器的工作方式有源濾波器的工作方式有源濾波器的工作方式IsIfAPFAPFIh負載諧波治理復(fù)合型濾波器諧波治理復(fù)合型濾波器 6 脈沖濾波器脈沖濾波器(7% THDi)有源濾波器的工作方式有源濾波器的工作方式IsIfAPFAPFIh負載+=復(fù)合型復(fù)合

16、型濾波器濾波器兩種新型整流技術(shù)的對比兩種新型整流技術(shù)的對比新型新型IGBT整流技術(shù)整流技術(shù)特性：特性：1.PF0.922.THDI0.992.THDI3%3.LC濾波器，濾除濾波器，濾除PWM帶帶來的諧波！來的諧波！帶帶PFC功能的功能的12脈沖技術(shù)脈沖技術(shù)如何選擇如何選擇UPS阻性負載容性負載感性負載2、例如：電感、變壓器、電抗器等均為感性負載。如何選擇如何選擇UPS隔離隔離 實現(xiàn)電氣實現(xiàn)電氣上的隔離上的隔離升壓升壓降壓降壓可控硅不同整流方式下各位置的電壓可控硅不同整流方式下各位置的電壓值值輸出電壓輸出電壓AC/DCDC/AC靜態(tài)旁路靜態(tài)旁路旁路輸入旁路輸入維護旁路維護旁路輸入電壓輸入電壓全

17、橋整全橋整流系數(shù)流系數(shù)PWM逆逆變系數(shù)變系數(shù)x=直流母直流母線電壓線電壓=x逆變輸逆變輸出電壓出電壓變壓器變壓器變比變比380 x=537=x310？38023可控硅不同整流方式下各位置的電壓可控硅不同整流方式下各位置的電壓值值輸出電壓輸出電壓AC/DCDC/AC靜態(tài)旁路靜態(tài)旁路旁路輸入旁路輸入維護旁路維護旁路輸入電壓輸入電壓全橋整全橋整流系數(shù)流系數(shù)PWM逆逆變系數(shù)變系數(shù)x=直流母直流母線電壓線電壓=x逆變輸逆變輸出電壓出電壓變壓器變壓器變比變比304x=430=x248？38023可控硅不同整流方式下各位置的電壓可控硅不同整流方式下各位置的電壓值值輸出電壓輸出電壓AC/DCDC/AC靜態(tài)旁路

18、靜態(tài)旁路旁路輸入旁路輸入維護旁路維護旁路輸入電壓輸入電壓全橋整全橋整流系數(shù)流系數(shù)PWM逆逆變系數(shù)變系數(shù)x=直流母直流母線電壓線電壓=x逆變輸逆變輸出電壓出電壓變壓器變壓器變比變比0 x=336=x1942.038023結(jié)論是：直流電壓決定了升結(jié)論是：直流電壓決定了升壓隔離變壓器的變比！壓隔離變壓器的變比！可控硅不同整流方式下各位置的電壓可控硅不同整流方式下各位置的電壓值值輸出電壓輸出電壓AC/DCDC/AC靜態(tài)旁路靜態(tài)旁路旁路輸入旁路輸入維護旁路維護旁路輸入電壓輸入電壓全橋整全橋整流系數(shù)流系數(shù)PWM逆逆變系數(shù)變系數(shù)x=直流母直流母線電壓線電壓=x逆變輸逆變輸出電壓出電壓變壓器變壓器變比變比0

19、x=195=x1122.022023可控硅不同整流方式下各位置的電壓可控硅不同整流方式下各位置的電壓值值輸出電壓輸出電壓AC/DCDC/AC靜態(tài)旁路靜態(tài)旁路旁路輸入旁路輸入維護旁路維護旁路輸入電壓輸入電壓全橋整全橋整流系數(shù)流系數(shù)PWM逆逆變系數(shù)變系數(shù)x=直流母直流母線電壓線電壓=x逆變輸逆變輸出電壓出電壓變壓器變壓器變比變比？x=243=x1122.022023結(jié)論是：結(jié)論是：380V的交流輸入電壓是的交流輸入電壓是不可能采用的，怎么辦？不可能采用的，怎么辦？可控硅不同整流方式下各位置的電壓值可控硅不同整流方式下各位置的電壓值輸出電壓輸出電壓AC/DCDC/AC靜態(tài)旁路靜態(tài)旁路旁路輸入旁路輸入

20、維護旁路維護旁路輸入電壓輸入電壓全橋整全橋整流系數(shù)流系數(shù)PWM逆逆變系數(shù)變系數(shù)x=直流母直流母線電壓線電壓=x逆變輸逆變輸出電壓出電壓變壓器變壓器變比變比180 x=243=x1122.022023解決辦法：解決辦法：380V的交流輸入電壓通的交流輸入電壓通過輸入降壓變壓器，轉(zhuǎn)換為過輸入降壓變壓器，轉(zhuǎn)換為180V的交流電！的交流電！如何選擇如何選擇UPSUPS類型確定容量負載類別后備時間如何選擇如何選擇UPS如何選取如何選取UPS后備電池的計算方法后備電池的計算方法W =-P COS N 6 電池恒功率放電值W UPS電源標稱輸出功率P 負載的功率因數(shù)COS UPS逆變器的效率 UPS所需配備

21、的電池塊數(shù)（12V）N后備電池的計算方法后備電池的計算方法1、標稱的額定輸出功率為、標稱的額定輸出功率為120KVA；2、cos取取0.8,考慮用戶為綜合負載考慮用戶為綜合負載,不僅僅是計算機負載；不僅僅是計算機負載；3、電池電壓為、電池電壓為480V, 電池單體節(jié)數(shù)為電池單體節(jié)數(shù)為240節(jié)；節(jié)；后備電池的計算方法后備電池的計算方法W =-1200000.80.97406=412.37（W）電池恒功率放電表以非凡電池為例，查表所得：以非凡電池為例，查表所得：120KVA UPS后備后備30分鐘需要分鐘需要40塊塊12SP230AH蓄電池共一組蓄電池共一組40塊。塊。后備電池的計算方法后備電池的

22、計算方法Watt per cell to 1.65 VPC ( at 25C )Discharge Time (minutes)TYPE1 5 10 15 20 25 30 45 60 90 120 180 240 300 480 600 1200 6000 12 SP 2617513810686.270.259.451.737.629.922.417.212.49.758.195.614.712.550.5212 SP 3320816212299.684.073.064.347.838.028.421.715.712.410.47.155.983.230.6512 SP 4025219714812110288.478.058.046.134.426.319.115