交流不間斷電源 UPS電源分類（通信電源課件）

UPS電源分類CONTENT目錄一、UPS電源概述二、UPS的基本組成三、UPS的分類1.按配電方式分類2.按工作方式分類（1）冷備用UPS又稱后備式（OFFLINE）（2）雙變換UPS又稱在線式（ONLINE）（3）互動(dòng)UPS又稱在線互動(dòng)式（LINEINTERACTIVE）3.按逆變工作延時(shí)時(shí)間分類4.按輸出容量分類一、UPS電源概述交流不間斷電源系統(tǒng)（UninterruptiblePowerSystem，UPS）又稱為交流不間斷電源設(shè)備。UPS的輸入和輸出均為交流電。一、UPS電源概述交流不間斷電源系統(tǒng)，以逆變器為主要元件、穩(wěn)壓穩(wěn)頻輸出的電源保護(hù)設(shè)備，它可以解決現(xiàn)有電力的斷電、低電壓、高電壓、突波、雜訊等現(xiàn)象，使通信系統(tǒng)運(yùn)行更安全可靠。UPS:市電信息及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備蓄電池UPS艾默生產(chǎn)品系列常用UPS產(chǎn)品UH11單進(jìn)單出系列常用UPS產(chǎn)品UH31單出系列UH33三進(jìn)三出系列二、UPS的基本組成蓄電池組輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)交流旁路通道重要負(fù)載整流器逆變器市電ACAC三、UPS的分類

根據(jù)用戶的不同配送系統(tǒng)，有三種UPS機(jī)型可供用戶選擇，這種劃分與UPS的輸出功率有關(guān)。1按配電方式分類1）單進(jìn)/單出機(jī)型：選用此機(jī)型時(shí)，用戶無需考慮UPS輸出端的負(fù)載均衡分配問題，但必須考慮市電配電的三相均衡帶載問題。此種機(jī)型的交流旁路市電輸入的相線和中線配置可單相承擔(dān)UPS額定輸出電流的導(dǎo)線截面積，防止三相電壓不平衡時(shí)中線電流過大。2）三進(jìn)/單出機(jī)型：3）三進(jìn)/三出機(jī)型：另外還要將將UPS輸出端的負(fù)載不平衡度控制在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍之內(nèi)。鑒于計(jì)算機(jī)和通訊設(shè)備等非線性負(fù)載均是屬于“整流濾波型”負(fù)載，從而造成流過供電系統(tǒng)中的中線電流急劇增大，為防止因中線過熱或中線電位過高而造成不必要的麻煩，應(yīng)將中線的截面積加粗為相線的1.5-2倍。注：三、UPS的分類1按配電方式分類三、UPS的分類雙變換UPS又稱在線式（ONLINE）冷備用UPS又稱后備式（OFFLINE）互動(dòng)UPS又稱在線互（LINEINTERACTIVE）從技術(shù)上講，靜態(tài)式UPS分為三類：2按工作方式分類

輸入交流市電正常時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)自動(dòng)接通“旁路”，市電經(jīng)旁路通道向用電設(shè)備供電（冷備用UPS的旁路通道中通常加裝對(duì)市電進(jìn)行簡(jiǎn)單穩(wěn)壓處理的裝置）；充電器對(duì)蓄電池補(bǔ)充充電；此時(shí)逆變器停機(jī)（冷備用）。

輸入旁路轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出逆變器充電器DCAC三、UPS的分類（1）冷備用UPS2按工作方式分類

輸入旁路轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出逆變器充電器DCAC三、UPS的分類（1）冷備用UPS2按工作方式分類

當(dāng)市電異常時(shí)，蓄電池對(duì)逆變器供電，逆變器迅速開機(jī)，轉(zhuǎn)換開關(guān)自動(dòng)接通逆變器，由逆變器輸出交流電壓向用電設(shè)備供電。轉(zhuǎn)換過程中輸出電壓有10ms左右的中斷。項(xiàng)目后備式UPS容量范圍0至幾KVA，多為1KVA以下，且多為500VA。技術(shù)特征多為準(zhǔn)方波輸出，對(duì)市電沒有凈化功能；逆變器為后備工作方式，掉電轉(zhuǎn)逆變工作有時(shí)間間隔。結(jié)構(gòu)采用工頻變壓器來進(jìn)行能量傳遞的，電源笨重而且體積大。優(yōu)點(diǎn)價(jià)格便宜，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高。缺點(diǎn)沒有凈化功能，穩(wěn)壓特性差，掉電切電池有間斷時(shí)間。適用場(chǎng)合只能處理斷電問題，僅適合比較簡(jiǎn)單、不很重要的環(huán)境使用，如辦公或家用PC，不重要的網(wǎng)上終端等。冷備用（后備式）UPS性能表原理框圖如下：電池組充電器逆變器低通濾波器變壓器抽頭調(diào)壓式穩(wěn)定電源負(fù)載220V±4%~±10%175~264V無論市電是否正常，均由逆變器經(jīng)相應(yīng)的靜態(tài)開關(guān)向負(fù)載供電。逆變器輸出標(biāo)準(zhǔn)正弦波，輸出電壓、頻率穩(wěn)定，供電質(zhì)量高。三、UPS的分類（2）雙變換（在線式）UPS2按工作方式分類

輸入整流器逆變器靜態(tài)開關(guān)輸出旁路ACDCACDC三、UPS的分類（2）雙變換（在線式）UPS2按工作方式分類輸出功率經(jīng)整流器和逆變器兩級(jí)變換產(chǎn)生（串級(jí)運(yùn)行），設(shè)備的體積較大，效率較低（為兩級(jí)效率相乘）。

輸入整流器逆變器靜態(tài)開關(guān)輸出旁路ACDCACDC項(xiàng)目在線式UPS容量范圍幾百伏安到幾百千伏安（單機(jī)）。技術(shù)特征輸出正弦波，逆變器主供電，掉電轉(zhuǎn)電池沒有中斷時(shí)間，對(duì)市電進(jìn)行完全凈化。結(jié)構(gòu)絕大部分采用的是高頻變換技術(shù)，能量的變換也都使用的是高頻變壓器來完成的，體積小、重量輕、噪聲低。優(yōu)點(diǎn)對(duì)市電完全凈化。缺點(diǎn)價(jià)格比較貴，效率相對(duì)較低。適用場(chǎng)合提供全面而徹底的保護(hù)，10KVA以上UPS大都采用這種技術(shù)，適合大型數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中心和其它關(guān)鍵用電領(lǐng)域．如服務(wù)器及其他重要儀器，設(shè)備，控制系統(tǒng)等。在線式性能表特點(diǎn)：1.無論市電有無，輸出均為純凈正弦；2.切換時(shí)輸出無中斷。輸入EMI整流/升壓/PFC逆變輸出EMI充電器電池組市電輸入空開維修開關(guān)切換開關(guān)1234負(fù)載旁路輸入空開原理框圖如下：在線式：三、UPS的分類（2）雙變換（在線式）UPS2按工作方式分類是指不管電網(wǎng)電壓是否正常，負(fù)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)。在線式UPS一般為雙變換結(jié)構(gòu)。三、UPS的分類（2）雙變換（在線式）UPS2按工作方式分類雙變換是指UPS正常工作時(shí)，電能經(jīng)過了AC/DC、DC/AC兩次變換后再供給負(fù)載，為提高系統(tǒng)的可靠性，雙變換在線UPS一般增加了自動(dòng)旁路電路，當(dāng)過載或雙變換電路部分故障時(shí)負(fù)載由旁路供電，功率較大的UPS在此基礎(chǔ)上還增加了手動(dòng)旁路，用于維修時(shí)保證負(fù)載繼續(xù)運(yùn)行。高鐵通信設(shè)備對(duì)電源的要求相當(dāng)高，輸入功率也相當(dāng)大，大量采用了在線式UPS。屬于互動(dòng)UPS類型的Delta變換UPS靜態(tài)開關(guān)輸入輸出旁路逆變器1逆變器2ACDCACDC三、UPS的分類（3）互動(dòng)（在線互動(dòng)式）UPS2按工作方式分類互動(dòng)UPS的輸出功率以市電為主。三、UPS的分類（3）互動(dòng)（在線互動(dòng)式）UPS2按工作方式分類在市電沒有超出允許變化范圍時(shí)，互動(dòng)UPS的輸出頻率等于市電頻率，若市電頻率不穩(wěn)，則UPS的輸出頻率不穩(wěn)；而雙變換UPS的輸出頻率等于逆變器的輸出頻率，能夠始終保持穩(wěn)定。這就是兩者的根本區(qū)別。項(xiàng)目在線互動(dòng)式UPS容量范圍多在5KVA以下。技術(shù)特征充電器與逆變器合為一體，沒有整流環(huán)節(jié)，輸出電壓分段調(diào)整，工作在后備方式。當(dāng)輸入變壓器抽頭跳變時(shí)，功率單元作為逆變器工作一段時(shí)間，彌補(bǔ)繼電器跳變過程中的輸出供電的間斷。結(jié)構(gòu)使用工頻變壓器，電源笨重、體積大。優(yōu)點(diǎn)可靠性較高，結(jié)構(gòu)緊湊，成本較低。缺點(diǎn)后備工作方式，凈化功能差，掉電切電池有間斷時(shí)間。適用場(chǎng)合能滿足大多數(shù)的要求，如網(wǎng)上路由器，集線器，終端；辦公及家用PC。但不適合大型數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中心和其它關(guān)鍵用電領(lǐng)域?；?dòng)（在線互動(dòng)式）UPS性能表原理框圖如下：175~264V150~175V264~276V0.91.1~1.15市電低通濾波器降壓繞組升壓繞組逆變器/充電器電池組負(fù)載特點(diǎn)：1.市電方式，僅對(duì)市電簡(jiǎn)單處理；2.電池方式，正弦波輸出；3.切換時(shí)輸出中斷時(shí)間較短。根據(jù)負(fù)載對(duì)輸出穩(wěn)定度、切換時(shí)間、輸出波形的要求，確定是選擇后備式、在線互動(dòng)式、在線式。在線式UPS的輸出穩(wěn)定度、瞬間響應(yīng)能力比另外兩種強(qiáng)，對(duì)非線性負(fù)載及感性負(fù)載的適應(yīng)能力也較強(qiáng)。另外如果要使用發(fā)電機(jī)帶短延時(shí)UPS，由于發(fā)電機(jī)的輸出電壓和頻率波動(dòng)較大，推薦使用在線式。目前大多數(shù)為在線式UPS，也有少量在線互動(dòng)式和后備式UPS，可根據(jù)需要進(jìn)行選擇。三、UPS的分類3按逆變工作延時(shí)時(shí)間分類標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型長(zhǎng)延時(shí)機(jī)型按逆變工作時(shí)滿負(fù)荷條件下允許供電時(shí)間的長(zhǎng)短，UPS可以分為：標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型能在電力異常時(shí)提供7-15分鐘的后備時(shí)間，使得用電設(shè)備有足夠的時(shí)間實(shí)施應(yīng)急措施。在需要較長(zhǎng)的后備時(shí)間的場(chǎng)合，可以選用具有長(zhǎng)延時(shí)功能的UPS。三、UPS的分類3按逆變工作延時(shí)時(shí)間分類三、UPS的分類3按逆變工作延時(shí)時(shí)間分類延長(zhǎng)不間斷電源的供電時(shí)間有兩種方法：（1）增加電池容量?？梢愿鶕?jù)所需供電的時(shí)間長(zhǎng)短增加電池的數(shù)量，采用這種方法會(huì)造成電池充電時(shí)間的相對(duì)增加，同時(shí)也會(huì)增加相應(yīng)的維護(hù)設(shè)備的數(shù)量、增大產(chǎn)品體積，造成UPS整體成本提高；三、UPS的分類3按逆變工作延時(shí)時(shí)間分類延長(zhǎng)不間斷電源的供電時(shí)間有兩種方法：（2）選購(gòu)容量較大的UPS。采用這種方法不僅可以降低維修成本，如果需要擴(kuò)充負(fù)載設(shè)備，較大容量的不間斷電源仍可正常工作。一般長(zhǎng)延時(shí)機(jī)型延時(shí)時(shí)間有0.5h、1h、2h、4h、8h等，可以根據(jù)設(shè)備需求進(jìn)行選擇。三、UPS的分類4按輸出容量分類中小容量UPS（10kVA及以下）大容量UPS（10kVA以上）按輸出功率大小可分為中小容量UPS三、UPS的分類4按輸出容量分類后備式在線互動(dòng)式在線式大容量UPS一般為在線式。當(dāng)設(shè)備需求容量大時(shí)，可以選用單機(jī)容量較大的UPS，也可以選擇多臺(tái)中小容量UPS進(jìn)行并聯(lián)冗余實(shí)現(xiàn)。