不间断电源ups方案

2024-04-12

不间断电源ups方案（精选8篇）

篇1：不间断电源ups方案

UPS不间断电源如何测试

测试UPS的主要目的是鉴定UPS的实际技术指标能否满足使用要求。UPS的测试一般包括动态测试和稳态测试两类。稳态测试是在空载、50％额定负载以及100％额定负载条件下，测试输入、输出端的各相电压、线电压、空载损耗、功率因数、效率、输出电压波形、失真度及输出电压的频率等。动态测试一般是在负载突变(一般选择负载由0％—100％和由100％-0％)时，测试UPS输出电压波形的变化，以检验UPS的动态特性和能量反馈通路。工具/原料

电源扰动分析仪、存储示波器、调压器、失真度测量仪、负载、万用表步骤/方法

一、动态测试

1.突加或突减负载测试

先用“电源扰动分析仪”测量空载、稳态时的相电压与频率，然后突加负载由0％至100％或突减负载由100％至0％，若UPS输出瞬变电压在-8％-+10％之间(可依具体机型的该项指标而定)，且在20ms内恢复到稳态，则此UPS该项指标合格；若UPS输出瞬变电压超出此范围时，就会产生较大的浪涌电流，无论对负载还是对UPS本身都是极为不利的，则该种UPS就不宜选用。2.转换特性测试

此项主要测试由逆变器供电转换到市电供电或由市电供电转换到逆变器供电时的转换特性。测试时需有存储示波器和能模拟市电变化的调压器。

转换试验要在100％负载下进行，特别是由市电转换到UPS上时，相当于UPS的逆变器突然加载，输出波形可能在1～2周期内有±10%的变化。切换时间就是负载的断电时间。此项测试是检测转换时供电有无断点，如有断点，且断点超过20ms就会造成信号丢失。在线式UPS一般不会有断点，但其波形幅值会有瞬时变化，要求在半周期内消失。另外，因为UPS在市电正常时，逆变器工作频率是跟踪市电频率的，一旦市电中断，逆变器频率完全由控制电路的本机振荡器来控制，这一突然变化是随机性的，它与市电中断前的瞬间状态和本机振荡器的状态有关，这种频率控制的瞬态变化，可能造成输出频率变化达30％，很多负载无法适应这一变化。

二、稳态测试

所谓稳态测试是指设备进入“系统正常”状态时的测试，一般可测波形、频率和电压。1.波形：

一般是在空载和满载状态时，观测波形是否正常，用失真度测量仪，测量输出电压波形的失真度。在正常工作条件下，接电阻性负载，用失真度测量仪测量输出电压波形总谐波相对含量，应符合产品规定的要求，一般小于5％。2.频率：

一般可用示波器观测输出电压的频率和用“电源扰动分析仪”进行测量。目前UPS的输出电压频率一般都能满足要求。但当UPS的频率电路，本机振荡器不够精确时，也有可能在市电频率不稳定时，UPS输出电压的频率也跟着变化。UPS输出频率的精度一般在与市电同步时，能达到±0．2％。3.输出电压

UPS的输出电压可以通过以下方法进行测试判断：

(1)当输入电压为额定电压的90％，而输出负载为100％或输入电压为额定电压的110％，输出负载为0时，其输出电压应保持在额定值±3％的范围内。(2)当输入电压为额定电压的90％或110％时，输出电压一相为空载，另外两相为100％额定负载或者两相为空载，另一相为100％负载时，其输出电压应保持在额定值±3％的范围内，其相位差应保持在4°范围内。

要在不平衡负载情况下，使负载电压的幅值和相位，保持在允许范围内，逆变器的设计就必须做到每相都能单独调整。在对每一相电压的幅值和相位分别控制的情况下，可以做到三相负载电压始终是对称的。有的UPS不是每相都能单独调整，所以，当接单相负载时，输出电压就会出现明显的不平衡。对于这类UPS，就不能进行此种测试，使用时，也必须使三相负载尽量平衡。

另外，上述的不平衡负载一相为空载，另外两相为额定负载或者两相为空载，另一相为额定负载的条件较为严酷，有的机器是在不平衡负载为两相为额定负载，另一相为70%的额定负载或者一相为额定负载，另两相为70％的额定负载条件下来测试输出电压（各相电压，线电压）的稳压精度和三相输出不平衡度。(3)当UPS逆变器的输入直流电压变化土15％，输出负载为0％—100％变化时，其输出电压值应保持在额定电压值±3％范围内。这一指标表面上与前面所述指标重复，但实际上它比前面的指标要求更高。这是因为控制系统的输人信号在大范围内变化时，表现出明显的非线性特性，要使输出电压不超出允许范围，对电路要求就更高了。3.效率

UPS的效率可以通过测量UPS的输出功率与输入功率求得。UPS的效率主要决定于逆变器的设计。大多数UPS只有在50％—100％负载时才有比较高的效率，当低于50％负载时，其效率就急剧下降。厂家提供的效率指标也多是在额定直流电压，额定负载(cosφ=0.8)条件下的效率。用户选型时最好选取效率与输出功率的关系曲线和直流电压变化±15％时的效率。

效率等于输出有功功率比输入有功功率再乘以100％，输入功率不包含蓄电池的充电功率。测试是在正常条件下，负载为100％或50％的阻性负载情况下测量。从经济角度讲，机器的效率高，可以节省电费，选用容量时，其裕量系数也可以减小些。

三、常规测试

1.过载测试

过载特性是用户极为关心，也是衡量UPS电源的一项重要指标。过载测试主要是检验UPS整机的过载能力，保证即使运行中出现过负荷现象时，UPS也能维持一定时间而不损坏设备。过载试验必须按设备指标测试，并且要在25℃以内的室温下进行。

2.输入电压过压、欠压保护测试

按设备指标输入电压允许变化范围进行测试，一般UPS允许输入电压变化± 10％，当输入电压超过此范围时应报警，并转换到蓄电池供电，整流器自动关闭，当输入电压恢复到额定允许范围内时，设备应自动恢复运行，即蓄电池自动解除，转为由市电运行。在蓄电池自动投入和解除的过程中，UPS输出电源波形应无变化。

注意，此项测试一定要保证接线正确，特别是相序必须接对。另外，有的UPS在市电超出+10％范围时，只有报警，而无蓄电池自动投入的性能，只有当市电低于—10％范围时，才有蓄电池自动投入的功能。而有的UPS则是在市电超出±10％范围时，都有蓄电池自动投入的功能，测试时请注意这一点。3.放电测试

放电测试主要是检验蓄电池的性能。放电试验时，一是要记录放电时间；二是要观测放电时的输出电压波形及放电保护值；三是要检查是否有“落后”电池。放电试验前必须对蓄电池作连续24h的不间断充电。

四、特殊测试

对于一台UPS来说，进行上述三项内容的测试就可以了，但真正的验机及大批生产或订货是远远不够的，还必须进行专项测试。专项测试可用抽样的方式进行，其内容有：

1.在额定负载为超前及滞后两种情况下，观测UPS输出的稳压效果； 2.小负载条件下的效率测试。

在25％-35％的额定负载(滞后)条件下，质量好的UPS，效率可超过80％； 3.频繁操作试验。此项试验包括频繁起动与频繁转换。

(1)频繁起动的目的在于检验逆变器、锁相环、静态开关和滤波电容的动态稳定和热稳定。其方法是起动UPS，当逆变器起动成功，有输出电压和电流，达到技术要求后，带负载运行。然后减去负载，停机，再起动UPS，这样连续多次。(2)频繁切换试验，主要是检测转换时供电有无断点，在线式UPS是不应该出现断点的。

4.充电器的起动试验。

为了保护电池，避免充电器启动时对电网的冲击，一般UPS的充电器启动，均有限流启动功能，充电器由启动到正常运行的过渡过程，时间一般在10s以上，电流一般限定在电池容量的1/10。5.不带电池加载试验。

UPS不带电池时，UPS只具有稳压功能。不带蓄电池情况下加负载，可以检验整流器的动态性能。一般要求在20ms内保证输出电压恢复到(100土1)％以内。对于这一功能，不同UPS有不同的设计。6.高次谐波测试。

一般UPS的高次谐波分量总和小于5％，可用谐波分析仪来测试。良好的UPS能全部滤掉11次谐波以下的全部谐波，而且波形很稳。选用UPS也应尽量选用不含11次谐波以下谐波的UPS。7.输出短路试验。

此种试验一般不予进行，以防损坏UPS设备。这是因为有的UPS的输出短路保护功能不够完善。对于具有旁路电源的UPS，进行输出短路测试时，必须在断开旁路电源的情况下进行。否则当输出短路时，UPS会在限流的同时，将负载切人旁路电源，会烧断旁路电源保险丝来进行保护。这样，既看不出输出短路保护的限流情况，还将烧毁旁路电源的保险丝，是应该避免的。注意事项

UPS的测试内容还有很多项，如温升保护性能试验、工作温度试验、振动试验、同步跟踪试验、耐压试验、蓄电池再充电试验、高温、高湿试验及可靠性试验、不同性质的负载试验等等。作为一个产品正式生产，尤其是批量生产时，上述所有测试都有必要。但作为用户的鉴定和验收，则没有必要，也不可能做如此全面的测试。一般有静态测试，动态测试，放电测试就可以了。

篇2：不间断电源ups方案

(1)考虑UPS使用的供电系统，后端负载性质。国内供电系统可分为TN、TT、IT三种形式，在TN系统中又分为TN-C、TN-S、TN-C-S，对于UPS系统常规采用TN-S即三相五线制系统。对后端负载来说，计算机设备允许有10ms以下的供电间断，质量好的后备式UPS就可满足需要，但受限于一些原因，后备式UPS的容量基本为3KVA以下。对重要服务器网络系统，在运行过程中是不予许存在中断的情况发生，要选用稳定可靠、不间断输出的在线式UPS。

(2)考虑UPS系统的性能和使用的运行环境。如后端负载在启动时存在较大的冲击电流、后端负载为工业设备等情况下建议采用工频UPS。如UPS用于数据机房中，后端负载为常规服务器、交换机设备，则工频与高频UPS都可适用。这时应考虑机房安装、机房承重、设备运输、产品性价比等因素来权衡选择。

(3)考虑UPS产品推出的时间年代，各厂家在针对市场的变化以及技术的更新下都会在2~3年推出相应的换代产品。这时选择UPS产品不光要看产品性能参数，也应关注产品服务保障，产品应用案例，厂商整体实力等。2．UPS额定容量的选择？

首先要清楚后端负载的标称容量、动态容量及将来是否扩容等情况，然后根据需要选配UPS。一般情况下将负载容量定在UPS额定容量的50％～80％左右较为适宜，同时兼顾UPS的效率和利用率，并使UPS留有一定余量，以便在后期需要时，可以进行扩容。

3．UPS后备电池供电时间的选择？

在GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》中对于机房等级分为A、B、C三级，亦对三个等级中不间断电源系统电池备用时间做出要求。A、B两种机房要求15min（柴油发电机作为后备电源时），C级机房根据实际需要确定。在大多数情况下，网点、企业分支等机房中并无配置备用电源，用户需根据实际情况选择合适的备用时间。在如今的供电环境中，出现市电故障的概率已经大大降低，建议配置的后备时间不超过2h（过长的时间蓄电池组过多，UPS本身存在一定的充电功率限制），如若用电环境较差，则建议增加备用电源或改为双路供电系统等其他方式。且数据机房一般的生命周期在4~5年（大多数厂商蓄电池的质

篇3：不间断电源(UPS)及其维护

在对不间断电源UPS进行维护之前, 了解UPS电源的工作原理是关键。UPS电源的工作原理, 其具体内容如下:

1.1当电网供电正常时, 电网输入的电压一路经过滤波器除去电网中的高频干扰, 得到想要的干净的电压, 然后进入充电器对蓄电池充电;另一路进入整流器进行整流, 将交流电转变为平滑的直流电供给逆变器, 这时, 逆变器又将直流电转变成220V、50HZ的交流电提供给负载。

1.2控制驱动:控制驱动是完成整机功能控制的核心。

1.3电源工作过程:当市电正常时, UPS输入交流电通过充电电路对蓄电池进行充电, 同时AC/DC电路将交流电转化为直流电, 再通过脉冲宽度调制技术, 由逆变器将直流电逆变成交流电供给负载, 起到无级稳压的作用, 而当市电停电时, 蓄电池开始放电, 这时蓄电池储存的电能通过逆变器变成交流电提供给负载使用。这样在任何时候, 逆变器都始终处于工作状态, 这样真正实现了对负载提供稳压、稳频的电流以及零转换时间。

2 ups的维护

UPS的维护主要包括四个方面的内容, 分别是主机的维护、日常维护、蓄电池的维护和避免人为操作失误性故障, 关于UPS维护的具体措施下文将逐一进行分析:

2.1 主机的维护

对于UPS主机的维护, 不仅要注意对防尘和易坏零件的维护, 还应检查防雷器、避免频繁的开关机, 以及对UPS的工作环境也有一定的要求:

(1) UPS在正常使用的情况下, 主机的维护工作很少, 主要是防尘和定期除尘, 特别对于煤矿机房使用中, 空气中的灰粒较多, 机内的风机将灰尘带入机内沉积, 当遇到空气潮湿时会引起主机控制混乱而造成主机工作不正常。 (2) 主机的易坏零件主要是风扇和防雷器。定期检查UPS风扇运转的情况, 检查是否有风从背板吹出, 对温度高的地方就更重要。 (3) 防雷器的检查, 主要是看防雷器的指示状态是不是正常, 防雷器的外形是否正常, 是否失效, 接触是否良好。 (4) 避免频繁的开关机, 最好长时间处于开机状态。 (5) ups应工作在干燥、通风、清洁的环境中, 避免热源, 阳光直射。

2.2 ups的日常维护

2.2.1机房工作人员要做好UPS的日检, 月检, 和年检。Ups日检主要检查控制面板, 确认所有的LED指示灯正常, 液晶屏显示的所有参数正常, 面板上没有报警。同时要注意听有无和平时不一样的声音, 检查风扇是否正常运行。由于风扇如果不正常, 在故障的开始, ups还能正常输出, 对其故障不易发现, 但时如果发现不及时, 温度过高, ups就会自动关机。

2.2.2再则就是防雷器的检查。雷击是所有电器的天敌。一定要注意保证ups的有效屏蔽和接地保护。在ups具备有效的屏蔽和良好的保护接地的前提下, 一定要做好电源线和通信线的防雷过压保护。

2.2.3还有就是要注意在ups输出端禁止接有带感性的负载, 而对于通信机房来说, ups的输出主要是网络通讯设备.使用Ups电源时, 应遵守产品说明书中的有关规定, 保证所接的火线、零线、地线符合要求, 机房工作人员不得随意改变其相互顺序。

2.2.4严格按正确的开机、关机顺序进行操作, 以免误操作损坏ups。

2.2.5严禁频繁地关闭和开启ups, 正常情况下关闭ups电源后, 至少要等6秒后才能开启ups电源, 否则ups可能进入“启动失败”的状态, ups即无市电输出又无逆变输出。

2.2.6严禁ups超负使用。

2.3 蓄电池的维护

蓄电池可以说是ups的核心, 对于蓄电池的维护, 可以从以下几个方面入手:

(1) 蓄电池对环境温度要求较高, 工作环境一般要求在20℃~25℃之间, 低于15℃时, 其放电容量下降, 温度每降低1℃, 其容量下降1%, 而温度过高 (大于30℃) 其寿命就会缩短。 (2) 电池不宜放电至低于预定的终止电压, 否则将导致过放电, 而反复的过放电则会导致容量难以恢复。 (3) 蓄电池放电必须具备一定的条件, 首先可能在市电可以保障的时候, 这样可以保证假如UPS有故障, 有负载不会有影响。 (4) 由于蓄电池的内部化学反应不是完全可逆的, 完全深度放电的次数是有限的, 不能对电池进行频繁的深度放电, 那样对电池的容量会有损坏。蓄电池的容量下降到80%以下, 蓄电池就进入了急剧衰退的状态下, 衰退期很短, 可能在一次核对放电后几个月就失效了, 而在后面的时间中, 蓄电池组就存在很大的事故隐患。 (5) 对于不经常停电的地方, 应每隔一个季度对ups进行一次人为的断电, 让ups电源在逆变状态下工作一段时间, 以便让蓄电池维持良好的充放电特性, 延长使用寿命。 (6) 电池的放电要求, 一般ups对电池放电有放电保护装置, 也就是放电至保护关机后, 电池又可以恢复到一定电压, 但此时不能重新开机, 否则会使电池过放电, 会损坏电池的使用寿命。 (7) 注意防雷击。要保证避雷措施一定有效, 同时要有有效的保护接地。 (8) 要定期对ups电源进行维护工作, 清除机内的积尘。 (9) 要定期测量蓄电池的电压, 如要发现不正常的情况一定查出原理, 及时更换有问题的电池。 (10) 要对电池核对性放电, 电池的核对性放电不是追求放出电池容量的百分之多少, 而是要关注并发现有问题的电池, 经过对有问题的电池的核对性放电实验, 可以防止事故, 以免放电中有问题的电池恶化为反极电池。

2.4 避免人为操作失误性故障

在日常工作中, 由于维护人员的疏忽未及时发现故障隐患, 或发现了却未及时采取相应措施而导致的UPS故障也非常常见。UPS运行时应按时对电池进行维护, 发现有容量明显降低的电池, 应立即更换。因为电池的损坏过程有的是逐渐积累造成的, 也有的是瞬间发生的。在对蓄电池的维护中就曾遇到过此类情况, 做月维护时个别电池虽然浮充电压稍低, 但还未到完全不能使用的程度, 而在当月市电停电后, 有一组电池却完全不能放电。所以, 一旦发现电池有故障时, 要及时进行更换, 以免酿成事故。

3 结束语

综上所述, 不间断电源 (UPS) 及其维护是一项综合的系统工程, 具有长期性和复杂性。在维护不间断电源 (UPS) 的过程中, 对ups的维护应在了解UPS工作原理的基础上, 制定并严格遵循科学有效的方法, 注重主机的维护、日常维护、蓄电池的维护以及避免人为操作失误性故障, 不断探索维护不间断电源 (UPS) 的策略, 使ups的故障率降低到最小程度, 只有这样, 才能不断提高不间断电源 (UPS) 的维护水平, 不间断地为设备提供安全、可靠的洁净电源。

参考文献

[1]陈素申.UPS电源的工作原理及维护[J].广播电视信息 (下半月刊) , 2008 (03) .

[2]赵淑珍, 何伟.浅析通信电源系统的维护与使用[J].黑龙江科技信息, 2010 (33) .

[3]沈经颖.浅议静态不间断电源 (USP) 技术现状与发展前景[J].中国高新技术企业, 2008 (06) .

篇4：UPS不间断电源浅谈

关键词：UPS 储能电池逆变器整流器静态开关

0 引言

对于商业和工业工艺装置而言，连续的优质电源供应是非常关键的。电源中断甚至微小的扰动都将打断工艺链条，最终造成系统停止运行。因此，UPS系统的关键功能就是保护那些不能承受轻微电压扰动或冲动的装置（也称为用户或负载）的电源供应。公用工程提供的未经滤波的电源可能会含有谐频、低谷、峰值或其他噪音。在电源链条中引入一个或多个UPS系统可以有效地消除这些类似的扰动。更为重要的是，在断电条件下，UPS可以紧急填补电源缺口。当遇到这种情况时，系统将自动地切换为大的电池组，汲取所需的电源，直到主干线电源恢复为止。

1 UPS电源系统

不同的应用要求下，负载可以分为直流负载和交流负债两大类。为此，UPS电源又有三种主要的类型：经过双转换（AC电流转换为DC电流，再将DC电流转换为更加纯净的AC电流）的AC UPS，实现将AC电流转换为DC电流的DC整流器/充电器，和实现将DC电流转换为AC电流的AC逆变器。UPS出现的形态不一样，但其原理和主要功能基本相同。UPS电源系统主要有5部分组成：整流系统、储能（电池组）/净化系统、逆变系统、静态开关控制和旁路系统。系统的稳压功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高频开关整流器，本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能，从而当外电发生变化时（该变化应满足系统要求），输出幅度基本不变的整定电压。储能净化功能由储能电池组来完成，由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲。储能电池除可存储直流电能的功能外，对整流器来说就像接了一只大容器，其等效电容量的大小，与储能电池容量大小成正比。由于电容两端的电压是不能突变的，即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰，起到了净化功能，也称对干扰的屏蔽。频率的稳定则由变换器来完成，频率稳定度取决于逆变器的振荡频率的稳定程度。为方便UPS电源系统的日常操作与维护，设计了系统静态开关，主机自检故障后的自动旁路开关，检修旁路开关等开关控制。

2 UPS电源工作原理

一般的UPS主要有以下几种工作模式：正常工作模式、电池工作模式、旁路工作模式和充电器工作模式。

2.1 正常工作模式在正常情况下，UPS系统给负载供电，如图一实箭头所示。UPS系统从电网获取电能，经过隔离自藕变压器降压或者升压、全波整流、电容/电感滤波，输出直流电压供给逆变电路，同时给储能电池组充电。逆变电路由大功率IGBT模块组成，实现直流电到交流电的转换。逆变电路产生的交流电经过静态开关控制输出，供给负载。当电网电压超出正常工作范围，或者突然停电时，整流器关闭，储能电池组给逆变电路供电，见电池工作模式，如图二所示。当负载严重过载，逆变电路获得的直流电源不足以维持逆变器的正常工作时，系统转去旁路工作模式，如图三所示。

2.2 电池工作模式当市电电网不再稳定超出正常工作范围，或者电网失电时，整流器不再工作，此时电池组立即接替整流器给逆变电路提供电源，如图二所示。

储能电池组的容量取决于负载功率的大小，原则上负载功率越大，要求储能电池的容量越大。当负载功率确定后，电池容量主要取决于其后备时间的长短，这个时间因各企业情况不同而不同，主要由备用电源的接入时间来定，通常在几十分钟或几个小时，乃至于几十个小时不等。从整流器供电到电池组供电没有切换时间，当电池组能量即将耗尽时，UPS系统发出报警信号，并在电池放电下限点停止逆变器工作。如果在电池组能量耗尽之前，电网电压恢复供电，则系统自动转回正常整流器工作模式，供给逆变器，同时给电池组进行充电。反之，如果此时旁路电源正常，则系统自动切换到旁路系统，否则系统就将停止工作。

2.3 旁路工作模式当逆变器由于整流器不能正常供电、或者储能电池组能量不足而无法工作，或者由于负载严重过载，而不能给负载提供足够的能量时，系统自动转去旁路工作模式，如图三所示。当负载恢复正常，或者系统恢复正常供电条件时，系统自动会从旁路工作模式切换回正常工作模式。

2.4 充电器工作模式当UPS系统工作在充电器工作模式时，整流器仅仅对储能电池组充电，系统不对负载供电，如图四所示。

3 UPS电源系统的功能完善

为了完善UPS电源系统的功能，一些先进的技术应用到了UPS上。

3.1 多机并行工作传统的UPS电源系统多为单机系统，也就是说当UPS系统出现故障时，负载只能通过旁路供电。对于某些要求严格的用电设备，显然这种方案是不能完全解决实际需要的，于是并机系统应运而生了。并机系统从外形上看就是有两台单机系统同时工作，两台单机之间互有联系。正常工作时，两台系统同时工作并各自承担50%的负载。当一台系统出现故障而不能正常工作时，另一台系统自动承担全部的负载，反之亦然。这种冗余的设计方式无疑大大提高了系统的稳定性，确保了关键负载的正常工作。并机系统的技术现在已经非常成熟，最多8台并机运行的设计方案时常可以看到，当然，UPS电源系统的价格相应要贵许多。

3.2 远程控制

IT技术的发展，成就了UPS系统的远程控制。对于某些特定场合，人类是不可能全天候呆在设备机房的，比如海上钻井平台。此时，需要我们可以远程控制设备，监测数据参数。智能控制模块和通信模块的面世也就显得尤为重要。

参考文献：

[1]美国GUTOR公司提供.PEW1000系列UPS用户说明书.

篇5：UPS不间断电源的工作模式

2011-8-19 0:00:00 目前市场上曾经有不同类型的UPS电源，按UPS不中断电源的任务形式方式可分为后备式、双变换在线式、在线互动式几大类。

1、后备式UPS电源它是运动式UPS的最后方式，使用普遍，技术幼稚，普通只用小功率范畴，电路复杂，价钱昂贵。这种UPS对电压的频次不稳、波形畸变以及从电网侵入的搅扰等不良影响根本上没有任何改善: 其任务功能特性：

1）市电应用率高，可达96%。

2）输出才能强，对负载电流波峰因数、浪涌系数、输出功率因数、过载等没有严厉的限制。

3）输出转换开关受切换电流才能和举措工夫限制。

4）输出功率因数和输出电流谐波取决于负载本质。

2、在线互动式UPS电源也称为三端口式UPS电源，运用的是工频变压器。从能量传送的角度来思索，其变压器在三个能量活动的端口；端口一衔接市电输出，端口二经过双向变换器与蓄电池相连，端口三输出，市电供电时，交换电经端口一流入变压器，在稳压电路的掌握下挑选适宜的变压器抽头拉入，同时在端口二的双向变换器的作用下借助蓄电池的能量转换单独调理端口三上的输出电压，以此来到达比拟好的稳压成效。当市电掉电时，蓄电池经过双向变换器经端口二给变压器供电，保持端口三上的交换输出。在线动式UPS电源在变压器抽头切换的进程中，双向变换器作为逆变器方式任务，蓄电池供电，因而能完成输出电压的不中断。其任务功能特性：

1）市电应用率高，可达98%。

2）输出才能强，对负载电流波峰因数、浪涌系数、输出功率因数、过载等没有严厉的限制。

3）输出功率因数和输出电流谐波取决于负载本质。

4）变换器间接接在输出端，并处于热备份形态。对输出电压尖峰搅扰有抑止造用。

5）输出开关具有断开工夫，以致UPS输出仍有转换工夫，但比后备式小得多。

6）变换器同时具有充电功用，且其充电才能很强。

7）如在输出开关与主动稳压器之间串接一电感，当市电掉电时，逆变器可立刻向负载供电，可防止输出开关未断开时，逆变器反应到电网而呈现短路的风险。

3、双变换在线式UPS电源它是属于串联功率传输方式。当市电具有时，完成AC－＞DC转换功用，一方面向DC－＞AC逆变器提供能量，同时还向蓄电池充电。该整流器多为可控硅整流器，但也有IGBT－PWM－DSP高频变换新一代整流器。当逆变时，完成DC－＞AC转换功用，向输出端提供高质量电能，不论由市电供电或转向电池供电，其转换工夫为零。当逆变器过载或发作毛病时，逆变器中止输出，动态开关主动转换，由市电间接向负载供电。动态开关为智能型大功率无触点开关。其任务功能特性：

1）不论有无市电供给，负载的局部功率都由逆变器提供，保证高质量的电力输出。

2）由于局部负载功率都由逆变器提供，因而UPS的输出才能不幻想，对负载提出限制条件，如负载流峰值因数，过载才能，输出功率因数等。

3）对可控整流器还具有输出功率因数低，无功消耗大，输出谐波电流对电网发生极大的，当然，若运用IGBT－PWM－DSP整流技术胜利率因数校正技术，可把输出功率因数进步到接近1。

4、双逆变电压弥补在线式UPS电源此项技术是近些年提进去的，次要是把交换稳压技术中的电压弥补原理（delta变换）使用到UPS的主电路中，发生一种新的UPS电路构造型式，它属于串并联功率传输。其任务功能特性：

1）逆变器（II）监视输出端，并与逆变器（I）参与主电路电压的调整，可向负载提供高质量的电能。

2）市电掉电时，输出电压不受影响，没有转换工夫；当负载电流发作畸变时，由逆变器（II）调整弥补，因而是在线任务方式。

3）当市电具有时，逆变器（I）与（II）只对输出电压与输出电压的差值停止调整与弥补，逆变器只承当最大输出功率的20%，因而功率余最大。过载才能强。

4）逆变器（I）同时完成对输出真个功率因数校正功用。输出功率因数可到达0.99，输出谐波电流＜3%。

5）在市电具有时，由于两个逆变器承当的最大功率仅为输出功率的1/5，因而零件效率可到达96%。

6）在市电具有时，逆变器（II）功率强度仅为额外值的1/5，因而功率器件的牢靠性必定大大幅度进步。

7）由于具有输出功率因数弥补，因而有节能成效。

篇6：不间断电源ups方案

编制：王雪辉校对：刘洪钟审核：曲耀君

目

录

1.适用范围 2.卖方的责任 3.规范 4.设计 5.附件 6.检查和试验 7.防腐 8.标记 9.卖方文件

10.不间断电源装置数据表

1.概述 1.1 用途

本技术规格书适用于CPE东北分公司负责的中海石油炼化山东有限责任公司东营港项目油库区工程设计中选用的交流不间断电源装置（UPS）。1.2 范围

本技术规格书包括低压开关柜电气设备的设计、安装和供货的技术要求。1.3 计量单位

除另有说明外，制造厂提供的图纸和文件应采用米、摄氏度、千克等国际单位。1.4 规格及数量

规格： 1x15kVA 数量： 1 套

1.5 中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司（简称CPE东北分公司）保留对本规格书增加、删除、修改的权利。2.卖方的责任

2.1.本规格书与相关法规、标准、数据表、图纸、询价书等之间的任何矛盾应由买方负责澄清。

2.2.不允许用假设来掩盖数据的不足。卖方有责任由买方或其它来源获取可靠数据。

2.3.为确保设备正确的安装、操作及维修，卖方应提供所有必须的或附加的设备，专用工具和附件的清单。即使这些设备在规格书或数据表中未列出。2.4.卖方应列出并全面描述本规格书与有关法规的不同点。3.规范

该系统应满足本规格书及下列最新版法规、刊物、标准、规范的要求。3.1.国家标准

GB3859.1-3-93 半导体变流器 GB6995.1-5-86 电线电缆识别标志

GB4026-92 电器设备接线端子和特定导线线端的识别及应用字母数字系统的通则 GB4942.2-93 低压电器外壳防护等级 3.2.国际标准

IEC73 用颜色和辅助手段标记指示设备和调节器 IEC146 半导体变流器 IEC391 绝缘导线的标记

IEC445 电器端子和用相应符号标志的接线端子的识别方法(包括字母数字标志识别通则)IEC446 根据颜色和数字鉴别导线 IEC478 直流输出稳压电源 IEC529 外壳防护等级

IEC623 可再充电的开启式柱型镍—镉电池

IEC686 交流输出稳压电源

IEC801 工业过程测量和控制设备的电磁兼容性 IEC896 固定式铅酸蓄电池

IEC971 半导体变流器.变流器连接用识别码 4.设计

4.1.使用条件

4.1.1.UPS应安装在划为非爆炸危险环境的封闭的建筑物内,正常的使用条件见IEC146-1-1。4.1.2.电气使用条件

4.1.2.1.正常工作条件下的线电压应为满足IEC-146-2,第3.1h条要求的正弦波。4.1.2.2.UPS的等级应根据IEC146-4,第5.1条定义的电气使用条件来划分。4.2.防护等级

4.2.1.可以接受卖方标准的外壳,但其防护等级应满足IEC-529的如下要求: IP31 IP20 带开启门(带电部件屏蔽)为识别被遮护的元件，隔板应为透明的绝缘材料。4.2.2.冷却方式为在数据表中规定的，并应符合IEC146-1-1的要求。冷却空气孔应仅位于盘的前部或顶部。最好为自然通风，若要求强制通风时,则必须成套提供必要的空气过滤器，风扇和风道。

4.2.3.柜体应有足够的机械强度以用于墙上或地面上安装，并有足够的提升设施。落地安装盘的总高度不应超过2300mm。4.3.运行要求

4.3.1.UPS应将主电源转换成稳定的不间断的电源供给DCS,PLC及其它自动设备。

4.3.2.在买方规定的输入输出电压和频率变化范围内，UPS应能正常地工作并提供连续的额定功率。

4.3.3.异常情况下,如主电源故障或整流器故障等,在买方规定的自激时间内,UPS应能输出电压和频率在规定变化范围内的额定功率。

4.3.4.当输入电压瞬时降至80%额定电压时，系统的特性应不受影响。4.3.5.一路输入，一路输出。4.4.排列

4.4.1.UPS应包括下列主要元件: 电源开关（中性线也应用此开关隔离）整流器电池逆变器

静态转换及维护旁路开关控制，保护及自检系统

配电盘(在询价文件中要求时)电涌保护器

4.4.2.模块化的系统元件应以下列方法安装在盘内，即：为降低内部短路的危险并限制内部故障时伤害的扩大，其主要元件应采用物理隔离。4.4.3.询价文件中附有接线简图（单线图），此图应连同数据表一起阅读。4.5.结构

4.5.1.所有的设备，材料和元件应为标准产品并适用于无人值班的情况。4.5.2.UPS系统为独立系统,除主电源外不需另外提供其它辅助电源。

4.5.3.UPS系统应带所有必须的保护,控制和报警装置。若有特殊要求，应在询价书中规定。4.5.4.为减少备品备件，简化维护和修理，相同的元件，分组件和模块应尽可能地可互换。4.5.5.直流电压与交流输出电压应设有电气隔离措施。

4.5.6.不应使用对环境持续有毒的或国际上认为致癌的材料。

4.5.7.所有元件应为盘面安装,当UPS安装于多个柜内时,柜与柜应为并排安装.4.6.整流器

4.6.1.在所有充电状态下,整流器应有符合IEC478-1规定的恒压及恒流特性。

4.6.2.整流器应有足够的容量在规定的时间内给完全放电的蓄电池再充电并给逆变器负荷瞬时供电。

4.6.3.除逆变器和蓄电池外,整流器不得接其它负荷.4.6.4.快速充电和浮充电间的切换应为自动充电控制。手动操作亦可。4.6.5.整流器故障时应能与负荷隔离。

4.6.6.整流器应有防止冲击电流的慢速起动装置.4.7.蓄电池

4.7.1.蓄电池为符合有关IEC标准的免维护密闭型铅酸蓄电池。

4.7.2.在厂家保证的使用期限内和在最低环境温度(对电池而言)下，蓄电池的容量应能在自放电时间内给逆变器所带负荷供电,同时维持逆变器的输出电压和频率在规定的偏差范围内。

4.7.3.提供的蓄电池应带电解液且完全充电,并配备整套的电池间连接片,连接片应能通过故障电流并绝缘。

4.7.4 蓄电池应安装在柜体内。4.8.逆变器

4.8.1.在接有完全放电的蓄电池和在蓄电池端子上加有快速充电电压时,逆变器应能满足其性能要求。

4.8.2.在温度过高或输出直流电压过高或过低时,逆变器应停止工作。当条件恢复正常后应手动复归。

4.8.3.逆变器应能在5个电气度内与备用电源的频率同步。当逆变器的频率变化超出备用电源频率范围时应自动断开。

4.8.4.当失去逆变器和备用电源间的同步控制时，不应闭锁已经启动的变换过程，而应闭锁自动（固态）切换开关的手动操作。

4.8.5.逆变器应有防止过负荷和短路的限流功能。交流配电线路的保护装置，在其由备用电源自动切回到正常电源时，通过静态开关来启动。

4.8.6.所有主电源切换和控制半导体元件应用熔断器或其它保护装置保护以防其内部故障。4.9.负荷切换和维护旁路开关

4.9.1.所有属于UPS系统的开关应满足IEC146,第5部分的要求.4.9.2.不间断静态负荷切换开关应作为UPS系统的一部分提供，并为进口设备。当逆变器故障或系统过负荷时,应自动切换至备用电源。切换系统应有一个内部防跳装置以防在下游发生不明确的故障时电源间的振动。

4.9.3.当故障清除或负荷已恢复至正常状态,静态开关应自动切回至逆变器输出位置。4.9.4.负荷切换开关的手动操作应有防止误操作的设施。

4.9.5.手动维护旁路开关应作为静态开关的备用电源提供在负荷侧。其布置应如此：当负荷由备用电源供电时,为试验和维修目的，UPS应能隔离。4.10.配电盘

4.10.1.当需要时,应提供符合单线图要求的交流配电盘，其应配备按4.11.7.条款定义的保护。

4.11.控制，保护和自检系统

4.11.1.当对任何主要元件进行维护时,控制电源不应断电。4.11.2.UPS应能就地控制并有状态指示和整定值的读出单元。其最低功能要求应满足数据表及单线图中的要求。

4.11.3.信号和控制装置应平装在柜门上。信号灯和按钮的色标应符合IEC73。4.11.4.控制回路应有专门的短路保护。过负荷装置应有手动复位。4.11.5.整流器和蓄电池的直流线路应设接地故障检测器。4.11.6.保护半导体元件的熔断器应带熔断指示。

4.11.7.交流配电盘的输出回路应有过电流和短路保护，其保护应带有指示保护装置动作的辅助接点。所有接点应串联并接至指示和自检系统。

4.11.8.信号回路应安全可靠。保护线路应根据工作电流原理工作。4.11.9.所有mA信号和其它的调节或控制线路应与其它系统电气屏蔽。4.11.10.UPS应完全自保。故障自检系统应易于发现故障。

4.11.11.自检,保护和报警系统应监视和保护整个UPS系统。此系统应独立于静态控制功能.4.11.12.柜体正面应设一表示UPS系统主要元件和工作状态的模拟显示。4.11.13.应预留数据表中要求的用于遥控信号的接点。若无特殊规定，则输出接点为无压切换接点。

4.12.配线和端子联接

4.12.1.所有的电线和导体应有单独的端子,除非端子是专用于多根导体的。端子间的配线应连续并且不允许有接头。

4.12.2.承受不同电压的端子应分组并用隔板分开。

4.12.3.内部配线应成束或安装在塑料槽盒内或穿缠挠性管保护。

4.12.4.所有的内部连接电缆应从底部进入UPS。密封板，电缆入口，线夹，接地，支撑装置及端子应成套提供。它们应适于在询价书中规定的电缆的型号，规格和数量。电缆密封件为塑料的。设计时应事先考虑在电缆密封件和端子之间留有足够的连接空间。

4.12.5.应配备长度为电缆连接小室宽度的接地母线。连接点的规格和数量应与规定的电缆规格和数量相匹配。不同的接地线应互连。

4.12.6.UPS元件外露导电部分和外壳之间以及外壳和接地母线/接地螺栓之间的电导率应充分维持接地保护线路的连续性。必要时应使用接地跨接线。4.13.电磁兼容性

4.13.1.UPS系统应满足IEC801的要求。

4.13.2.控制系统应不受由于操作，系统内部故障及线路上高频信号所引起的尖峰脉冲和电压波动等的影响。4.14.噪音

4.14.1.在任何负载条件下,UPS系统的声压水平不得超过50dB（A）。4.15 谐波控制

产品设计应尽量减少谐波量的输出，其值不应超过询价书规定。5.附件

5.1.应随UPS系统提供全部用于安装,日常操作和维护用的附件。6.检查和试验

6.1.应在制造厂的车间中根据IEC146-4，第7.3.1条中给定的试验程序对UPS系统进行例行试验。

6.2.应进行功能试验以确保买方规定的所有控制和信号功能。

6.3.应根据IEC146-4的有关条款进行规定的试验。6.4.试验和最终补充检查项目的证明应由买方认可。7.防腐

7.1.所有金属零件应进行防腐处理。

7.2.盘的面层颜色应按制造厂的标准,除非买方规定了特殊的颜色。8.标记

8.1.配线的标记

8.1.1.配线应根据IEC391,3.4.1.a.2.段定义的远端标记方法进行标记。8.2.设备端子的标志

8.2.1.设备端子的标志应符合IEC445的要求。8.3.铭牌

8.3.1.铭牌至少应含有IEC146-1-1.3.11条款要求的所有内容。8.3.2.铭牌应由不锈钢材料或“Resopal”（白-黑-白）制成并固定在设备不动部件上的明显处。

8.3.3.如果其它的铭牌必须安装在可移动部件上时，在这些铭牌中应重现制造厂的系列号和参考数据。

8.3.4.铭牌应安装于易更换处。

8.3.5.当系统被分成几个单独的盘或架运输时，每一部分应分别按卖方提供的方框图或连接图清楚地标记内部连接电缆和端子。

8.3.6.应提供指示设备号和/或说明的其它铭牌。9.卖方文件

9.1.卖方应至少提供买方要求的所有文件。

篇7：不间断电源ups方案

清中断标志位清定时器1读取A/D转换值计算输出电压偏差表指针到最大返回表头表指针加1正半波？正负半波信号置1正负半波信号置0查正弦表计算PWM占空比更新PWM占空比中断返回

图1 CCP1中断服务子程序

算法实现程序

//-----------------------------//

SPWM信号调制

//-----------------------------#include

#include

//系统配置

__CONFIG(HS&PWRTEN&BOREN&PROTECT&WDTEN);//打开看门狗,选择高速晶振,上电延时复位,掉电复位使能,代码保护 //------------------1 //-----------AD1通道转换--------------------void ad_0(){ AN0;

//选择通道0 //延时,采样电容充电 //开启AD //等待AD结束

//结果转存到变量AD_RES_0 DELAY();ADGO=1;

while(ADGO);

ad_res_0=ADRES;} //-----------AD1通道转换--------------------void ad_1(){ AN1;DELAY();ADGO=1;while(ADGO);ad_res_1=ADRES;if(ad_res_1>132){sin_am-=0.005;if((ad_res_1-132)>10)sin_am-=0.04;} else

if((ad_res_1<=132)&&(ad_res_1>=130))sin_am+=0;else

if(ad_res_1<130){sin_am+=0.005;if((130-ad_res_1)>10)sin_am+=0.04;} if(sin_am>1.6)sin_am=1.6;} //------------AD2通道转换-------------------void ad_2(){ AN2;DELAY();ADGO=1;while(ADGO);ad_res_2=ADRES;2 } const unsigned char

sin_[]={40,50,73,85,100,113,127,141,157,170,180,189,196,200,203,204, //正半周 204,203,200,195,188,179,169,157,144,129,113,96,78,59,39,15 //负半周

};unsigned char sin_num;

//sin函数表查表变量

//------------------void CCP_start(){ CCPR2L=0X0;//设置CCP2,0%的脉宽输出 CCPR1L=0X0;//设置CCP1,0%的脉宽输出 TRISC=0X00;PR2=0Xff;//PORTC are outputs //设置PWM的工作周期,16MHz,PWM周期15.562kHz CCP1M3=1;CCP1M2=1;//CCP1模块PWM模式 CCP2M3=1;CCP2M2=1;//CCP2模块PWM模式 sin_up=1;sin_num=0;sin_am=0;//正负半周SIN函数 //脉宽周期调整计数器 //sin函数的幅值

sin_am=0.3000;//sin函数的幅值 crut_ie=1;} //-------------中断服务程序---------------------void interrupt key_ccp_timer(){ if(TMR2IF&TMR2IE){ TMR2IF=0;//定时器2中断服务函数

if(sin_num==31){sin_num=0;sin_up=!sin_up;} sin_d=sin_[sin_num];

//定时器1中断服务函数 //电流慢保护允许

sin_l=sin_am*sin_d;if(sin_l>=255)sin_l=255;

//限幅

//换向 if(sin_up){CCPR2L=(unsigned char)sin_l;CCPR1L=0;} else {CCPR1L=(unsigned char)sin_l;CCPR2L=0;}

//换向

sin_num++;} CLRWDT();//清除看门狗

if(RBIF&&RBIE){RBIF=0;if((!RB6)&&power_ie)k=1;}

if(TMR1IF&TMR1IE){ TMR1IF=0;tm_sum++;if(tm_sum==31){ tm_sum=0;tmr_s=!tmr_s;tmr_d=1;} } } //-------------------//主程序 main(){ CLRWDT();//清除看门狗

port_init();//端口初始化 init_start();//开机状态 adc_init();//ad通道初始化

//--------------------RC4=0;//继电器关闭 RC3=1;//关闭脉冲封锁

//--------------------TMR1CS=0;//同步模式

//端口b中断服务函数 T1SYNC=0;TMR1H=0XFD;//内部指令周期

TMR1L=0X10;TMR1IE=1;//定时器1初值 //定时器1中断使能

//--------------------------TRISC=0X00;

//端口C输出

TRISC1=TRISC2=1;//RC1,RC2输入模式 PEIE=1;

//外围模块中断使能 //打开定时器2中断使能 //开全局中断

//打开定时器2 TMR2IE=1;GIE=1;

TMR2ON=1;TOUTPS3=0;TOUTPS2=1;TOUTPS1=0;TOUTPS0=0;//定时器2后分频器5分频 TMR1ON=1;power_ie=1;while(1)

{

CLRWDT();if(k){

DELAY();DELAY();DELAY();DELAY();DELAY();DELAY();DELAY();DELAY();DELAY();DELAY();DELAY();DELAY();if(k&&RB6){k=0;power=!power;} if(power){

} power_ie=0;//开关间隔开始计时 RC3=0;RC4=1;

//打开脉冲封锁 //打开继电器

//开机

//开关机标志

//延时 //延时 //清除看门狗

//打开定时器1 //允许开机

CCP_start();//开始SPWM 5

} if(!power){

}

//关机

power_ie=0;//开关间隔开开始计时 crut_if=0;//电流保护标志清零 volue_if=0;//电池电压保护标志清零 RC3=1;

//关闭脉冲封锁

//复位CCP模块 CCP2CON=0;CCP1CON=0;RC2=RC1=0;RC4=0;

//置端口固定电平

//关闭继电器

//------输出电流检测------

if(power_up){

if(ad_res_0>=204){ crut_if=1;crut_tmr=0;crut_ie=0;

}

//高于2v电流慢保护

//电流高于4v,快保护

if((ad_res_0>=102)&&(ad_res_0<204)){

if(tmr_s&&tmr_d&&crut_ie){

} tmr_d=0;crut_tmr++;if(crut_tmr==10){ }

//时基,时基变化标志,保护允许

crut_tmr=0;crut_ie=0;crut_if=1;//保护

} if(ad_res_0<102)//电流正常低于2v { crut_tmr=0;L2_OFF;if(crut_if);} //------电池电压检测------

if(ad_res_2>=102){L1_OFF;if(volue_if);} //电池电压大于2v，if((ad_res_2<102)&&(ad_res_2>=91))//电池低于2v大于1.8v if(ad_res_2<92)//电池低于1.8v { volue_if=1;}

} //-----模拟采集

}

} if(power)ad_1();//在开机状态下检测反馈电压 ad_2();ad_0();//采集电池电压 //采集电流

if(power_ie==0)//开关机时间间隔 {

} if(power_up==0)//上电延时1秒检测电池电压 {

篇8：交流不间断电源UPS的研究

UPS是Uninterruptable Power System的简写, 即“不间断电源”, 实际上是指“交流不间断电源”, 主要的功能是对负载不间断地提供交流电。因为UPS电源可提供高精度、高稳定性的电压波形与频率, 具有承受电网波动或扰动 (波涌、跌落、谐波) 、间断甚至短时停电的能力, 无论是线性负载或是非线性负载, UPS都有低阻抗输出的特性, 因此UPS电源系统得到了广泛的应用。

1 UPS的分类

目前UPS主要分为三种类型:后备式、在线互动式、双变换在线式UPS电源。

后备式UPS电路简单, 对电压的频率不稳、波形畸变以及从电网侵入的干扰等不良影响基本没有改善。

在线互动式UPS电源使用的是工频变压器, 当市电流入变压器后, 在稳压电路的控制下选择合适的变压器抽头拉入, 同时在双向变换器的作用下借助蓄电池的能量转换共同调节输出电压, 以此来达到比较好的稳压效果。当市电掉电时, 蓄电池通过双向变换器给变压器供电, 实现输出电压的不间断。

双变换在线式UPS电源的整流器多为可控硅整流器, 但也有IG-BT-PWM-DSP高频变换新一代整流器。当市电存在时, 实现AC->DC转换功能, 一方面向DC->AC逆变器提供能量, 同时向蓄电池充电。当逆变时, 完成DC->AC转换功能, 向输出端提供高质量的电能。无论是市电供电, 还是转向电池供电, 其转换时间均为零。近几年来一种新的技术是将交流稳压技术中的电压补偿原理应用到双变换在线式UPS电源的主电路中, 产生一种新的UPS电路结构型式, 被称为双逆变电压补偿在线式UPS电源。

2 UPS组成及工作原理

UPS电源系统由四个部分组成:整流、储能、变换和开关控制, 具体的工作原理如图1所示。

当市电正常输入时, UPS就将市电稳压后供给负载使用, 同时对机内蓄电池进行充电, 把能量储存在电池中, 当市电中断或输入故障时, UPS将机内电池的能量转换为220V交流电继续供负载使用, 使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。其中AC-DC变换的作用是将从电网中来的交流电经自耦变压器降压、全波整流、滤波变为直流电压, 供给逆变电路。AC-DC输入有软启动电路, 可避免开机时对电网的冲击, 而DC-AC逆变电路则采用大功率IGBT模块全桥逆变电路, 具有很大的功率余量, 在输出动态范围内输出阻抗特别小, 具有快速响应特性。由于采用高频调制限流技术及快速短路保护技术, 使逆变器无论是供电电压瞬变还是负载冲击或短路, 均可安全可靠的工作。控制驱动是完成整机功能控制的核心, 它除了提供检测、保护、同步以及各种开关和显示驱动信号外, 还完成SPWM正弦脉宽调制的控制, 由于采用静态和动态双重电压反馈, 极大地改善了逆变器的动态特性和稳定性。

3 UPS设计关键技术

UPS按其容量大小不同可以分为30k VA以上的大功率UPS、5~30k VA的中功率UPS和5k VA以下的小功率UPS。

大功率UPS在技术、工艺、制造等多方面的难度也超出了中小功率的UPS, 大功率UPS的关键技术如下。

3.1 逆变技术。

当今逆变器的数字化控制方法成为交流电源领域的研究热点, 出现了多种离散化控制方法, 包括数字PID控制、状态反馈控制、无差拍控制、重复控制、模糊控制、神经网络控制等方法。上述各种控制方案都有其优势, 但是也有其不足。为了使UPS具有较好的鲁棒性、稳态精度、动态响应速度、输出电压波形畸变率等, 一种必然的发展趋势是各种方法相互渗透, 互相结合形成复合控制方案。复合控制是UPS逆变器的一个发展方向。

3.2 整流技术。

传统三相大功率UPS一般采用晶闸管整流技术, 在大功率段一般采用12相甚至24相整流技术。晶闸管整流的优点在于原理简单、控制方法成熟、效率高, 但是谐波电流大。为了防止对电网构成污染, 一般采用滤波器技术, 可将12脉冲整流的输入谐波电流降到6%以下。随着大容量全控器件的发展及控制水平的提高, 近年来出现了采用IGBT的高频整流技术, 由于这些电路结构可以不断运用各种新的数字控制方法, 它的功率因数可以达0.99以上, 谐波电流小于3%, 是一种真正的绿色电源, 近年来开始成为研究的热点。整流技术的热点主要集中在电压型三相整流技术和电流型三相整流技术两种方案。

3.3 并联技术。

在某些特殊场合, 如大规模IDC、机场等, 要求UPS的容量达到数兆伏安。由于功率器件和散热工艺等方面的限制, 必须将UPS并联才能达到所需的容量。并联技术的核心是各并联部分的均流问题。UPS的并联比一般的直流电源并联要复杂的多, 它必须满足以下三个条件:a.每个逆变器的输出电压的幅值必须相等。b.每个逆变器的输出电压的频率必须相等。c.逆变器的输出电压的相位必须一致。

4 UPS电源配置方法

4.1 UPS电源容量数配置方法。

通常情况下, 负载设备提供标称电压和标称电流, 负载容量数如下:负载容量数=电压数×电流数。

特殊情况下, 负载设备只给出了功率W数的信息, 容量数如下:负载容量数=功率×1.4。

应配UPS电源容量数=负载容量数÷0.7。

4.2 后备延时蓄电池配置方法。

a.UPS蓄电池的主要技术指标。UPS蓄电池的额定电压和额定容量是两个最常用的技术指标, 额定电压指UPS蓄电池正负极间的电压, 也称端电压。额定容量是指充足电的蓄电池放电到终止电压时输出的电量。在恒流放电的情况下, 容量Q=It。

式中Q—电池放出的电量, AH;I—放电电流, A;t—放电时间, h。

b.后备延时蓄电池配置方法。UPS蓄电池组额定电压≥UPS电源启动直流电压 (各UPS电源出厂时标明启动直流电压) 。

UPS电源功率×延时时间÷UPS电源启动直流电压=所需蓄电池安时数。

结语

随着不断地被开发出来的新技术在实践中的逐步应用, 可以预见:今后UPS电源将向着数字化、智能化、网络化的方向发展。