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文檔簡(jiǎn)介

1、UPS相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí),ZHENGZHUO集團(tuán),理想的市電供電,造成電源故障的原因,“這么長(zhǎng)的距離”從發(fā)電廠最終用戶,電力輸送過程中對(duì)供電質(zhì)量的的影響:電站停機(jī)高壓電網(wǎng)閃電臺(tái)風(fēng)、洪水及人為破壞變壓器開關(guān)配電柜開關(guān).,電源的質(zhì)量同樣受到用電設(shè)備的影響.,電磁干擾,UPS,造成電源故障的原因,現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的供電質(zhì)量,電源故障所造成的影響,突然斷電的影響用電設(shè)備停止運(yùn)行對(duì)計(jì)算機(jī)等相關(guān)設(shè)備造成的影響:操作系統(tǒng)由于無法及時(shí)關(guān)閉打開的系統(tǒng)文件,保存系統(tǒng)內(nèi)核配置到特殊的文件系統(tǒng)將會(huì)造成系統(tǒng)啟動(dòng)區(qū)文件損壞,系統(tǒng)配置文件損壞,系統(tǒng)崩潰,導(dǎo)致下次系統(tǒng)無法正常啟動(dòng)。解決方法:重新恢復(fù)配置文件,重新修復(fù)啟動(dòng)引導(dǎo)文件,重新安

2、裝(或緊急恢復(fù))操作系統(tǒng)內(nèi)核系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)無法及時(shí)將內(nèi)存緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)真正物理記錄到磁盤等介質(zhì)上,關(guān)閉打開的數(shù)據(jù)文件將會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失,文件損壞,應(yīng)用程序及數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)無法正常使用。解決方法:重新安裝(配置)應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),丟失的數(shù)據(jù)將無法彌補(bǔ),電源故障所造成的影響,突然斷電的影響用電設(shè)備停止運(yùn)行對(duì)計(jì)算機(jī)等相關(guān)設(shè)備造成的影響:磁盤陣列等設(shè)備造成磁盤盤片劃痕導(dǎo)致出現(xiàn)壞區(qū)(或壞道),降低磁盤容量甚至磁盤報(bào)廢,存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)損壞。解決方法:更換損壞的磁盤,損壞的數(shù)據(jù)將無法恢復(fù)(除非配有容錯(cuò)機(jī)制或有數(shù)據(jù)備份)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備寄存器中的數(shù)據(jù)將全部丟失,網(wǎng)絡(luò)傳送的數(shù)據(jù)將出現(xiàn)無法預(yù)料的結(jié)構(gòu)。解決方法:重

3、新發(fā)送所有的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),電源故障所造成的影響,供電質(zhì)量問題所造成的影響對(duì)用電設(shè)備硬件造成的影響:設(shè)備部分部件損壞設(shè)備出現(xiàn)誤操作設(shè)備工作異常,儀表、儀器精度降低對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造成的影響網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件的損壞或老化速度加快數(shù)據(jù)傳送誤碼率增加,網(wǎng)絡(luò)流量增加。網(wǎng)絡(luò)速率越高,誤碼率越大計(jì)算機(jī)設(shè)備死機(jī),UPS,系統(tǒng)中斷數(shù)據(jù)丟失或被破壞硬件損壞,供電無中斷數(shù)據(jù)安全硬件被保護(hù),UPS的作用-提高用電設(shè)備的供電質(zhì)量,市電,市電,早期的UPS系統(tǒng)(1),電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)慣性儲(chǔ)能飛輪的動(dòng)態(tài)UPS,交流電動(dòng)機(jī),市電供電,交流發(fā)電機(jī),慣性飛輪儲(chǔ)存動(dòng)能,負(fù)載,主要應(yīng)用與當(dāng)時(shí)大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的斷電保護(hù),慣性飛輪儲(chǔ)存的動(dòng)能帶動(dòng)交流發(fā)電機(jī)提供

4、35秒種的電能,為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)保存時(shí)間。缺點(diǎn):能耗高,效率低,體積大,噪音高,保護(hù)時(shí)間短,早期的UPS系統(tǒng)(2),整流器電池電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)UPS,直流電動(dòng)機(jī),市電供電,交流發(fā)電機(jī),負(fù)載,主要應(yīng)用與當(dāng)時(shí)大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的斷電保護(hù),電池的儲(chǔ)能在斷電時(shí)為直流電動(dòng)機(jī)提供電能,從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)繼續(xù)工作。缺點(diǎn):能耗高,效率低,體積大,噪音高,電池組,整流器,現(xiàn)代UPS的分類、結(jié)構(gòu)及工作原理,后備式UPS系統(tǒng)(Offline)線路交互式UPS系統(tǒng)(Line-Interactive)在線雙變換式UPS系統(tǒng)(Online),后備式UPS系統(tǒng),市電供電,正常工作時(shí),后備式UPS系統(tǒng),濾波器,電池(放電中

5、),+,-,逆變器,DC,AC,電池充電器,AC/DC,負(fù)載,浪涌電壓吸收器,市電供電,電池工作時(shí),后備式UPS的主要特點(diǎn),功率范圍:1001000VA工作特點(diǎn):對(duì)市電進(jìn)行簡(jiǎn)單的升降壓及濾波處理后直接供給負(fù)載,當(dāng)輸入電源不符合要求時(shí)才由電池供電。在絕大多數(shù)時(shí)間內(nèi)負(fù)載使用的是市電或經(jīng)簡(jiǎn)單處理過的市電供電。優(yōu)點(diǎn):成本低、部件少、體積小、效率高缺點(diǎn):市電/電池供電轉(zhuǎn)換時(shí)間:416ms輸出精度低、輸出波形差、精度低主要應(yīng)用對(duì)象:?jiǎn)闻_(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的斷電保護(hù),線路交互式UPS系統(tǒng),電池(充電中),+,-,雙向轉(zhuǎn)換器(充電器),DC,AC,負(fù)載,浪涌電壓吸收器,市電供電,正常工作時(shí),調(diào)壓器,線路交互式UPS系

6、統(tǒng),電池(放電中),+,-,雙向轉(zhuǎn)換器(逆變器),DC,AC,負(fù)載,浪涌電壓吸收器,市電供電,電池工作時(shí),調(diào)壓器,線路交互式UPS的主要特點(diǎn),功率范圍:0.720KVA,一般為0.76KVA工作特點(diǎn):對(duì)市電進(jìn)行濾波及一次或二次調(diào)壓處理后直接供給負(fù)載,當(dāng)輸入電源不符合要求時(shí)才由電池逆變出高質(zhì)量的的正弦波電源供電。在絕大多數(shù)時(shí)間內(nèi)負(fù)載使用的是經(jīng)簡(jiǎn)單處理過的市電供優(yōu)點(diǎn):效率高、低成本、部件少、有濾波特性、輸出電壓較好缺點(diǎn):市電/電池供電轉(zhuǎn)換時(shí)間:410ms輸入頻率影響大,暫態(tài)反應(yīng)能量差主要應(yīng)用對(duì)象:中小型儀器儀表、單臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)及相關(guān)系統(tǒng)的斷電保護(hù),雙變換在線式UPS系統(tǒng),負(fù)載,市電供電,正常工作

7、時(shí),+,-,浪涌電壓吸收器,轉(zhuǎn)換開關(guān),雙變換在線式UPS系統(tǒng),負(fù)載,市電供電,電池工作時(shí),+,-,浪涌電壓吸收器,轉(zhuǎn)換開關(guān),雙變換在線式UPS的主要特點(diǎn),功率范圍:0.71500KVA工作特點(diǎn):市電經(jīng)過整流轉(zhuǎn)換為直流,由逆變器調(diào)制出穩(wěn)定的正弦波。優(yōu)點(diǎn):負(fù)載端與市電輸入端處于優(yōu)良的”電隔離“狀態(tài)之中、輸出波形良好、輸出質(zhì)量高、無論負(fù)載突變或負(fù)載穩(wěn)定時(shí)均呈現(xiàn)優(yōu)異的帶載特性。缺點(diǎn):效率低、成本高主要應(yīng)用對(duì)象:計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、精密儀器儀表、工業(yè)系統(tǒng)的斷電保護(hù),不同類型UPS的對(duì)比,后備式,在線互動(dòng)式,雙變換在線式,Delta變換式,參數(shù),技術(shù),UPS的基本配置方法,單機(jī)系統(tǒng)串聯(lián)冗余系統(tǒng)并聯(lián)冗余系統(tǒng),

8、單機(jī)系統(tǒng)保護(hù),串聯(lián)冗余系統(tǒng),基本結(jié)構(gòu),主機(jī),從機(jī),串聯(lián)冗余系統(tǒng),主機(jī)工作、從機(jī)備份,主機(jī),從機(jī),串聯(lián)冗余系統(tǒng),主機(jī)故障,從機(jī)工作,主機(jī),從機(jī),串聯(lián)冗余系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,實(shí)現(xiàn)容易,無技術(shù)上的特殊要求不需要額外控制/通信部件,成本相對(duì)較低無機(jī)型和容量上的特殊要求,不同功率、不同型號(hào)的UPS可組成冗余系統(tǒng)利用率低主機(jī)、從機(jī)老化不一直主機(jī)/從機(jī)切換時(shí)可能出現(xiàn)410ms的切換時(shí)間對(duì)從機(jī)逆變器的帶“階越性負(fù)載”的能力要求高可擴(kuò)展能力差,并聯(lián)冗余系統(tǒng),基本結(jié)構(gòu),UPS1,UPS2,并聯(lián)冗余系統(tǒng),并聯(lián)工作,UPS1,UPS2,并聯(lián)冗余系統(tǒng),并聯(lián)工作(故障脫機(jī)),UPS1,UPS2,N+X并聯(lián)冗余系統(tǒng),

9、UPS1,UPS2,UPS3,并聯(lián)冗余系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),結(jié)構(gòu)復(fù)雜需要額外的并機(jī)部件,成本增加對(duì)UPS型號(hào)和功率有特殊要求各UPS作用和功能相同,無主次之分,共同承擔(dān)負(fù)載對(duì)負(fù)載實(shí)現(xiàn)極為可靠的保護(hù),保護(hù)等級(jí)高可擴(kuò)展能力強(qiáng),6-p整流,電流諧波,電壓諧波,整流器影響其它用電設(shè)備,電網(wǎng)中的諧波電流導(dǎo)致諧波電壓電壓源的阻抗決定了諧波電壓等級(jí),IGBT整流技術(shù)的益處,0.99輸入功率因數(shù)對(duì)電網(wǎng)沒有不利影響5%輸入電流諧波電纜,變壓器,開關(guān),發(fā)電機(jī)等無需增容。不需要額外的濾波器降低其它設(shè)備的故障率.,IGBT整流,輸入電感6個(gè)IGBT和串連二極管慣性二極管直流電感,電流,市電的每一個(gè)周波等分為6個(gè)部分,電流在

10、每一個(gè)周波中從一個(gè)IGBT中流出,該IGBT持續(xù)導(dǎo)通,其它相的反極相的IGBT則脈沖開關(guān)導(dǎo)通。,在開關(guān)脈沖之間的T0,時(shí)間段,電流通過一相的IGBT和續(xù)流二極管流動(dòng)。,Theswitchingfrequencyoftherectifieris5kHz.EachsectionhasitsownpredeterminedgatingpatternfortheIGBTs.IneachsectionthepulsewidthforswitchingIGBTincreaseswhenvoltageincreasesandviceversa.Seepictureaboveforonesection.Whe

11、navoltageofeachphaseapproachespositiveornegativepeak,pos.orneg.legIGBTisturnedoncontinuously.ThecurrentisthenregulatedbytwootherswitchingIGBTs.(-I1=I2+I3),IGBT的開關(guān)模式,IGBT的開關(guān)模式,同步技術(shù),同步通過每秒10000次的對(duì)輸入市電相電壓的矢量計(jì)算,每個(gè)周期200次。每次同步計(jì)算后,確定正確的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。驅(qū)動(dòng)模式緊緊跟隨市電。正因?yàn)槿绱?,整流器的電流波形和電壓波形完全一致,所以整流器具有與市電相同的輸入功率因數(shù)。,脈寬調(diào)節(jié),Onedu

12、tycycleconsiststhreetimeconstants,T0,T1andT2.TheratioT2/T1remainsconstantforeachpulse.TheT2/T1ratiobetweenpulsesispredeterminedandnotregulated.ToregulateDClink,thepulsewidthisadjustedbychangingT0.SmallerT0causeshighercurrent/energyflowtoDClinkandviceversa.DuringT0noenergyissuppliedtoDClink.,脈寬調(diào)節(jié),整流器

13、通過電路控制穩(wěn)定直流電壓。如果直流電壓太低,直流電流的參考值就增加,反之亦然。直流電流參考值不會(huì)超過設(shè)定上限。所以輸入電流的最大值受整流器的電流穩(wěn)定度限制。,全部受“堅(jiān)果”的保護(hù),整流器的驅(qū)動(dòng)模式跟蹤市電。IGBT的工作周期通過直流電壓調(diào)整。(反饋)整流器運(yùn)用高速矢量同步技術(shù)保證0相移。輸入電流波形跟蹤輸入電壓波形。同相位產(chǎn)生市電一般的功率因數(shù)-0.99。從市電端看,整流器相當(dāng)于純阻性負(fù)載。,好處,0.99的功率因數(shù)等同于低輸入電流。電纜,開關(guān)的費(fèi)用跟著下降。高輸入功率因數(shù)和低諧波意味著不用增加發(fā)電機(jī)的容量。低諧波分量減少變壓器和電纜的損耗。對(duì)市電干擾低,不會(huì)影響其它負(fù)載。不需要額外的諧波濾波器。對(duì)功率因數(shù)校正裝置沒有負(fù)面影響。,UPS的安裝,空間布局預(yù)留檢修,維護(hù)的空間UPS前面60CM,后面40CM空間布局預(yù)留冷卻空氣流通空間UPS頂部60CM100CM走線方式上進(jìn)

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