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    UPS电源的基本知识

    发布时间:2022-06-21 浏览次数:47

    目测自20世纪90年代以来,我国电力系统建设无法满足各行业快速发展的要求,特别是近年来国家电力供应不足,导致大面积停电限制,严重限制了数字建设的步伐和质量。例如,许多工厂由于电力限制而无法全速运行,户外无线通信业务由于电力限制而无法全速运行 经常运行,金融信息网络系统由于电网质量导致数据传输缓慢、异常或部分关闭,政府信息建设工作因停电不得不推迟,这表明电力系统的供电质量和可靠性在数字建设中起着至关重要的作用。

    ups电源

    因此,系统工程师在设计数字系统时必须充分考虑电源系统的可靠性。目前,更可靠的方法是使用高质量的不间断电源UPS。UPS当电网正常时,电源可以为各种信息设备提供高质量的交流电源。当电网异常时,备用电池组的直流能量可量转化为稳定的交流电源,供应负载设备,确保输出在电网断电过程中不间断,确保信息设备的安全运行。大量的现场运行数据和理论分析也表明,介绍UPS除了解决上述交流电源中断的影响外,电源还可以消除正常交流电网电源中各种高频杂波、电压浪涌、坠落、瞬时断电等电源干扰对信息设备的危害,确保信息网络的安全运行。可以看出,为了确保数字建设的顺利进行,采用了高度可靠的方法UPS电源解决方案是较有效、较可靠的电源解决方案。

    UPS电源的相关基本知识,然后再分析三种提高UPS系统工程师在设计电源方案时,应参考供电可靠性的系统技术方案。

    一、不间断电源UPS的基本知识1.UPS的基本概念

    UPS电源由整流器、逆变器、电池和控制电路组成,能在有限的时间内提供纯净稳定的波形。

    UPS电源具有以下功能:

    ①当电网电压正常时,除了输出纯净、稳定、连续的交流电源外,电池还可以充电并储存储备能量。

    ②当电网异常(欠压、过压、断电、干扰等)时,电池组的能量为电气设备提供不间断的交流输出,不间断一般是指输出电压波形不超过10ms。

    因而,UPS即使在恶劣的电网条件下,电源也能保证计算机等信息设备的安全正常运行。

    图1 ups电源

    2.UPS分类及主要特点

    从UPS从电源技术的特点来看,UPS电源的分类一般以输出逆变器工作方式来区分,通常可分为后备式、在线式两大类型。近年来也有将后备式电源中的一个特例独立出来,称之为在线互动式,但严格来说,仍然是后备式一类。

    从近年来UPS广泛使用,UPS电源也从原来的室内使用逐渐发展到全天候应用环境,室内出现了UPS电源和室外UPS差异UPS 主要在适应环境温度、防潮、防水、防盗等方面进行了全面的质量改进,以确保UPS在各种严酷的户外环境条件下,电源正常工作。

    以下仍然从UPS从电源电路拓扑结构的角度来阐述UPS电源分类及技术特点。


    (1)在线式UPS:

    A、输出电压稳定性好 ±3%

    B、波形失真度小THD《3%

    C、零中断

    D、全隔离输入输出能量形式


    图2 在线UPS原理

    (2)后备式UPS:

    A、电网正常时整机效率高95%

    B、电网正常时无噪音

    C、切换时间《10ms

    D、价格较低

    (3)互动式UPS:它具有与备用电源相同的特性,并有效地将充电器和逆变器合并为一体

    虽然向逆变器降低了系统成本,但增加了控制难度。

    二、3种提高UPS电源供电可靠性解决方案

    从上述原理框图可以看出,UPS电源本身具有双向电源备份和较高的系统可靠性,可以满足一般信息设备对电源可靠性的要求。然而,随着近年来信息数据几何倍数的快速增长和高度重要性,在省级以上银行数据中心、通信数据中心、证券交易等特别重要的场合,UPS电源供电不能满足客户对电源可靠性的要求,必须有更好的电源供电方案,以确保这些重要数据和网络的安全。

    以下三种方法可以有效地提高工程应用中的可靠性:串联备份供电模式、输出主备份模式、冗余并联备份供电模式。以上三种供电方案的改进将以数量级的效果提高供电系统的可靠性,并将系统的可靠性翻倍MTBF值基本上可以在工程应用中实现真正的零电源故障。因此,用户可以根据负载供电要求选择合适的高可靠供电方案。

    1. 串联备份供电方式(旁路主备份方式):图3 ups电源

    如上图3所示,两种在线工作模式UPS,备机(UPS2)主机输出(UPS1)旁路备份输入,使主机主逆变器输出故障转向旁路时,负载仍在备用UPS可靠保护双备份供电模式。

    2.输出主从备份方式图4ups电源

    如上图4所示, UPS以电源为例,两台UPS或者逆变器的输出同时送到冗余转换器,然后通过冗余转换器向负载供电;正常情况下,冗余转换器让主输入的电源 (例如UPS1)对负载供电,当主输入电源故障时冗余转换器快速将负载转移到备份输入的电源上,完成负载的冗余供电;在主输入电源维修完成再输入到冗余转换器后,冗余转换器又将负载重新转移回到由主输入电源供电的模式。任何的转换过程都是不间断的,可以保证负载设备的稳定安全运行。

    3.冗余并联供电图5 ups电源

    如上图五所示UPS电源的输出同时送到并联配电柜进行直接并联,共同分配负载电流,无主从关系。当一个台湾UPS当发生故障时,机器将自动退出并联系统,其余100%的负载电流为UPS电源供电,连续输出;故障机维修完成后,可修复UPS单元在线并入,继续冗余供电负载,完成并联系统的在线热维护。

    ups电源

    三、比较三种提高可靠性的方案

    比较项目系列备份供电模式输出主从备份模式冗余并联供电可靠性一般高主从逻辑关系,不易更换,需要厂家完成,易于更换,用户可以完成并联控制模式;可能,不能更换。

    ms5ms0ms相互通信不需要有线并行;无线并行调试时,工作后可取消增容性,无增容性,无增容性,特别是冲击负载启动能力增强。

    产品老化程度存在主从机老化不一致,主从机老化不一致,无负载均分性为100%,不均分为100%。一般电流不平衡度小于5%。电池寿命一般需要定期更换。一般需要定期更换电池或主机,以保证电池寿命不需要更换。可维护性差,一般需要停机维护,在线热维护,在线热维护。

    备份模式一般为1 1,增加时没有实际意义。一般来说,1 1或1 2可以形式N m形式灵活,系统成本低,一般适用场合负荷3-10KVA 负载0.5-3KVA 负载10KVA上述连续电源UPS是数字化建设的可靠电源解决方案,通过不同的UPS电源供电方案的设计可以将交流供电系统的可靠性提一个新的水平,满足数字化建设对交流电源质量的任何要求。


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