什么是UPS,？一文帶你了解UPS電源知識,！
UPS種類,、功能,、原理
1什么是UPS
UPS－Uninterrupted Power System，利用電池化學能作為后備能量,，在市電斷電等電網(wǎng)故障時,，不間斷地為用戶設備提供（交流）電能的一種能量轉換裝置。
2為什么用UPS
UPS的四大功能:
1
不停電功能,，解決電網(wǎng)停電問題,；
2
交流穩(wěn)壓功能，解決網(wǎng)壓劇烈波動問題,；
3
凈化功能,，解決電網(wǎng)與電源污染問題；
4
管理功能,，解決交流動力維護問題,；
UPS的主要功能:
1
實現(xiàn)電網(wǎng)與用電器之間的隔離；
2
實現(xiàn)兩路電源的不間斷切換,；
3
提供高質量電源,；
4
電壓變換和頻率變換功能；
5
停電后提供后備時間,。
3UPS種類
按工作原理不同,，UPS分為：
離線式（后備式UPS,、互動式UPS）
在線式UPS
按供電體系不同，UPS分為：
單進單出UPS
三進單出UPS
三進三出UPS
按輸出功率不同,，UPS分為：
微型<6kVA
小型6-20kVA
中型20-100kVA
大型>100kVA
按電池位置不同,，UPS分為：
電池內(nèi)置式UPS（標準機型）
電池外置式UPS（長延時機型）
按多機運行方式不同，UPS分為：
串聯(lián)熱備份UPS（用于中小功率機器）
交替串聯(lián)熱備份UPS（中小UPS)
直接并聯(lián)UPS(用于中大功率）
按變壓器特點不同,，UPS分為：
高頻UPS（高頻機）
工頻UPS（工頻機）
按輸出波形不同,，UPS分為：
方波輸出UPS
階梯波（準正弦波）UPS
正弦波輸出UPS
4UPS系統(tǒng)結構及原理
監(jiān)控平臺也是UPS的最重要組成部分之一,。
UPS的基本原理：
后備式UPS運行原理
有市電時,，市電通過開關后直接供給負載，逆變器不工作,；另外,，市電通過充電器給電池充電。
停電后,，啟動逆變器,，把電池儲存的能量通過逆變器和開關供給負載。
功率等級0.25-2KVA左右
互動式UPS運行原理
在線互動UPS與后備式比,，主要區(qū)別在于：逆變器與充電器合二為一,；輸出通過變壓器的抽頭跳變，實現(xiàn)分段穩(wěn)壓,。
功率等級0.7-20kVA左右
在線式UPS運行原理
不管電網(wǎng)電壓是否正常,，負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),。
功率等級0.7-1500kVA左右
Delta變換UPS運行原理
Delta變換器和補償變壓器實現(xiàn)穩(wěn)壓功能,，主變換器是雙向變換器。不能穩(wěn)定頻率,。
功率等級10-480kVA左右
四種UPS的比較
5UPS供電系統(tǒng)
一個完備的UPS供電系統(tǒng),，是由前端配電（市電，發(fā)電機,，配電柜）,，UPS主機、電池,、后端配電組成,，附加后臺監(jiān)控或網(wǎng)絡監(jiān)控軟/硬件等單元。
6UPS監(jiān)控系統(tǒng)組成
UPS網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)＝智能UPS＋網(wǎng)絡＋監(jiān)控軟件
網(wǎng)絡監(jiān)控軟件含以下三部分：
SNMP卡
監(jiān)控臺軟件
安全關機程序
UPS監(jiān)控組網(wǎng)
UPS品質選擇與配置選擇
1UPS品質選擇
UPS－負載：輸出/整機指標
輸出電壓標準及精度（220/380VAC±1％）
輸出頻率標準及精度（50HZ±0.01％）
輸出功率因數(shù)（0.7－1)
輸出過載/抗短路能力(125％額定電流,，10min150％額定電流,，60s)
三相不平衡能力(100%不平衡負載,電壓不均衡＜±5%）
動態(tài)響應(100％負載，瞬態(tài)電壓波動<5%,恢復時間：≤20ms)
效率(90－94%)
噪音(50－75db）
環(huán)境指標(溫度0～40℃）,，濕度,，海拔<1000米）,。
UPS整機指標－效率計算
UPS各部件效率：
SCR整流器99％；IGBT整流器98％,、IGBT逆變器效率96％,、變壓器效率98％,濾波器99％
傳統(tǒng)UPS的效率：
SCR整流（99％）×IGBT逆變（96％）×輸出TX（98％）=93％
12脈沖傳統(tǒng)UPS的效率:
輸入移相TX（98％）×雙SCR整流（98％）×IGBT逆變（96％）×輸出TX（98％）=90％
新型UPS效率計算：
IGBT整流（98％）×IGBT逆變（96％）=94％
UPS－電池：電池管理
充電保護（過壓及過流充電保護，溫度補償）
放電保護（關機截止電壓設定及調整,，自動脫扣）
電池智能化管理（檢測和報警）
后備時間計算和顯示：額定負載后備時間T
75％額定負載1.6T;50％額定負載2.5T;33％額定負載4T
充電能力及充電時間：10％～25％額達容量充電能力
充電時間計算：T＝AH/I充電×（充電效率80％）
2UPS配置與選擇
UPS分類和選擇
工作方式：后備式,、互動式、在線式,；
容量：小功率（1～10kVA）,；中功率（20～60kVA）；大功率（80～1000kVA）
適用環(huán)境：商業(yè)級,、工業(yè)級,、電廠專用、車載或船用
輸出變壓器：高頻機,，工頻機
選自.投標書代寫網(wǎng) yipai178.com配電部分：線纜及開關
容量及機型選擇
用戶負載量,冗余度
負載性質：IT類,、電感性負載、使用環(huán)境－諧波,、變壓器
機房配電設計：進線方式
機型成本及競爭優(yōu)勢,。
用戶負載量：UPS輸出冗余度（70～80％）
負載峰值因素（3：1）不能超過逆變器過載能力
負載視在功率（KVA）不能超過UPS額定功率*功率因素折算系數(shù)
三相負載不平衡度<30%。
工業(yè)級UPS
惡劣的電氣和物理環(huán)境：供電線路電壓/頻率波動,、浪涌沖擊,、峰值下陷、高頻干擾,，環(huán)境溫濕度不穩(wěn),、粉塵、腐蝕等,。
結構：輸入輸出雙隔離,、鋼板機箱、高IP防護等級,。
適用領域：鋼鐵,、化工、電力,、汽車,、造紙、煤炭,、石油,、隧道
負載類型：重載機械、生產(chǎn)線設備、DCS系統(tǒng)等,。
UPS工作損耗,、通風量、空調配置
滿載損耗（KW）＝kVACos×（6～7.5％）空調制冷量
輸出功率折算－海拔高度,，海拔每升高100米降容1％（典型UPS工作海拔高度：1000米）
電池計算和配置
精確計算：恒功率計算法
1,、截止電壓確定：
1.67V/cell<放電30分鐘;1.75V/cell放電30~60分鐘；
1.83V/cell>放電60分鐘
2,、計算每個Cell電池恒功率數(shù)據(jù)：
3,、根據(jù)廠家恒功率放電數(shù)據(jù)表選擇滿足計算結果的電池規(guī)格。
配電部分：線纜及開關
輸入開關容量及線纜規(guī)格：
三相電工速算法:輸入電流(A)＝1.8XKVA,開關系數(shù)X1.2
單相電工速算法:輸入電流(A)＝5XKVA,開關系數(shù)X1.2
輸出開關容量及線纜規(guī)格：
三相電工速算法:輸出電流(A)＝1.5XKVA,開關系數(shù)X1.2
單相電工速算法:輸出電流(A)＝4XKVA,開關系數(shù)X1.2
電池開關容量及線纜規(guī)格：放電電流（A）＝kVACos/U電池電壓開關系數(shù)(X1.2)
電纜長度與壓降：如70mm線阻0.26Ώ/km
零線及地線規(guī)格：零線＝1～1.5倍相線,，地線＝相線
配電部分：電纜及開關規(guī)格
電纜額定電流簡單算法
空開規(guī)格：R10,、R16、R20,、R25,、R32、R40,、R50、R63,、R80,、R100、R125,、R160,、R200、R250,、R320,、R400、R630,、R800,、R1250。
隔離變壓器
高頻機加裝380V/380V輸出隔離變壓器：容量KVA＝UPSKVA
選用△/Y0型隔離變壓器,，輸出中性點接地,，Y/Y型變壓器旁路反灌會造成DC電壓過高危險。
UPS加裝380V/220V輸出隔離變壓器：輸出容量損失20～30％對逆變器有干擾反饋,，選用效率高,，干擾小變壓器。
旁路隔離變壓器：實現(xiàn)零線電氣隔離,。
UPS基礎維護
1UPS維護的一般要求
1
UPS主機現(xiàn)場應放置操作指南,，指導現(xiàn)場操作。
2
UPS的各項參數(shù)設置信息應全面記錄、妥善歸檔保存并及時更新,。
3
檢查各種自動,、告警和保護功能是否正常。
4
定期進行UPS各項功能測試,。
5
定期檢查主機,、電池及配電部分引線及端子的接觸情況，檢查饋電母線,、電纜及軟連接頭等各連接部位的連接是否可靠,，并測量壓降和溫升。
6
經(jīng)常檢查設備的工作和故障指示是否正常,。
7
定期查看UPS內(nèi)部的元器件的外觀,，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。
8
定期檢查UPS各主要模塊和風扇電機的運行溫度有無異常,。
9
保持機器清潔,，定期清潔散熱風口、風扇及濾網(wǎng),。
10
定期進行UPS電池組帶載測試,。
11
各地應根據(jù)當?shù)厥须婎l率的變化情況，選擇合適的跟蹤速率,。當輸入頻率波動頻繁且速率較高,，超出UPS跟蹤范圍時，嚴禁進行逆變/旁路切換操作,。在油機供電時,，尤其應注意避免該情況的發(fā)生。
12
UPS應使用開放式電池架,，以利于蓄電池的運行及維護,。
2UPS維護項目及周期表
1、UPS日檢項目：
主要內(nèi)容有：檢查控制面板,，確認所有指示正常,，所有指示參數(shù)正常，面板上沒有報警,；檢查有無明顯的高溫,、有無異常噪聲；確信通風柵無阻塞,；調出測量的參數(shù),，觀察有無與正常值不符等。
2,、UPS周檢項目：
周檢的主要內(nèi)容有：測量并記錄電池充電電壓,、電池充電電流,、UPS三相輸出電壓、UPS輸出線電流,。如果測量值與以前明顯不同,，應記錄下新增負荷的大小、種類和位置等,。
UPS月,、季、年維護項目：
UPS電源的電池管理
電池是UPS的重要組成部分,，在UPS的諸多故障中,，有很大比例是由于電池問題引起的，電池性能的好壞直接影響到系統(tǒng)的可靠性,。為了保證電池的服務壽命,，除了維持正常溫度和日常的維護外，電池的自動管理是至關重要的因素,。
UPS電源對電池自動管理包括自動均浮充轉換控制,、電池預告警關機、定期自動維護,、手動電池自檢等多項可提高電池使用壽命的先進功能,，同時還具備電池故障檢測、電池放電后備時間預測及電池特征曲線管理,。
自動均,、浮充轉換
電池充電過程能自動根據(jù)電池電流實現(xiàn)均充、浮充自動轉換,，設定的均充轉浮充判據(jù)為：I≤0.01C。
3,、電池浮充電壓溫度補償：（以2V電池為例）
電池在浮充狀態(tài)下,，浮充電壓可以根據(jù)溫度進行補償，溫度補償以20℃為中心點,，在10℃-40℃內(nèi)全補償,，計算公式：
溫度T>40，T=40,；若T<10,，T=10
電池平均單體電壓應調節(jié)為：V=V0+(20-T)×0.003
其中，V0為電池廠家給定的在20℃下的單體浮充電壓,，可以根據(jù)不同電池在初次上電時進行設置,，默認為2.23V。對均充電壓不補償,，默認的單體均充電壓為2.35V,。
4、均充限時：
如果連續(xù)12小時處于均充狀態(tài)，控制系統(tǒng)將強制轉浮充狀態(tài),，此設置的條件是均充時間達到設定值時,，自動轉為轉浮充狀態(tài)。
5,、放電管理：
設置電池放電的截止電壓為每單體電池1.8V,，實際截止電壓會隨電池老化程度不同而在此值附近向下浮動，截止電壓為每單體電池1.8V的選取,，已經(jīng)考慮到了大功率放電情況下電池容量的衰減,。
UPS電池自動測試
UPS蓄電池的容量測試可人工測試或利用UPS的電池自動測試功能實現(xiàn)。人工測試的方法可參考直流供電系統(tǒng)中蓄電池的容量測試方法進行,。下面對UPS的自動測試功能進行介紹,。
該測試只有在以下情況下才能進行：
逆變器在運行；
逆變器不超載,；
備用電源（旁路供電）存在并且符合要求,；
逆變器與旁路電源同步；
電池必須充足電,。
UPS電池自動測試功能根據(jù)以下三點設置：
時間間距（測試周期可設定為10天―150天）
電池自動測試的日期和時間
電池有問題時默認的報警方式
啟動電池測試時,，整流器電壓將下降到電池組額定電壓以下，而在逆變器關機電壓以上,，如果電池在規(guī)定負載和規(guī)定時間內(nèi)可以按要求放電,，UPS就給出一個肯定的信號，表明電池是好的,；如果電池在規(guī)定負載和規(guī)定時間內(nèi)不能按要求放電,，UPS就給出一個否定的信號，表明電池需要更換,。但這時由于整流/充電器電壓大于逆變器關機電壓值,，故整流/充電器電壓仍然向逆變器供電，使輸出電壓并不間斷,。
3UPS常見故障處理
1,、市電有電時，UPS出現(xiàn)市電斷電告警,。
可能原因:
1）,、市電輸入空開跳閘。
2）,、輸入交流線接觸不良,。
3）、市電輸入電壓過高,、過低或頻率異常,。
4）,、UPS輸入空開或開關損壞或保險絲熔斷。
5）,、UPS內(nèi)部市電檢測電路故障,。
處理方法：
1）、檢查輸入空開,。
2）,、檢查輸入線路。
3）,、如市電異?？刹惶幚砘騿影l(fā)電機供電。
4）,、更換損壞的空開,、開關或保險絲。
5）,、檢查UPS市電檢測回路,。
2、市電正常時,，UPS輸出正常,；市電斷電后，負載也跟著斷電,。
可能原因：
1）,、由于市電經(jīng)常低壓，電池處于欠壓狀態(tài),。
2）,、UPS充電器損壞，電池無法充電,。
3）,、電池老化、損壞,。
4）、負載過載,，UPS旁路輸出,。
5）、負載未接到UPS輸出,。
6）,、長延時機型的電池組未連接或接觸不良。
7）,、UPS逆變器未啟動（UPS面板控制開關未打開）,，負載由市電旁路供電,。
8）、逆變器損壞,，UPS旁路輸出,。
處理方法：
1）A、在市電電壓正常時對電池充足電,。
B,、啟動發(fā)電機對電池充電。
C,、在UPS輸入端加穩(wěn)壓器,。
2）、檢查充電器,。
3）,、更換電池。
4）,、減少負載,。
5）、將負載接到UPS的輸出,。
6）,、檢查電池組是否接對、接好,。
7）,、啟動逆變器對負載供電（打開面板控制開關）。
8）,、檢查逆變器,。
3、UPS無法啟動,。
可能原因：
1）,、電池長期放置不用，電壓低,。
2）,、輸入交流、直流電源線未連接好,。
3）,、UPS內(nèi)部開機電路故障。
4）,、UPS內(nèi)部電源電路故障或電源短路,。
5）、UPS內(nèi)部功率器件損壞,。
處理方法：
1）,、將電池充足電,。
2）、檢查輸入交流,、直流線是否接觸良好,。
3）、檢查UPS開機電路,。
4）,、檢查UPS電源電路。
5）,、檢查UPS內(nèi)部整流,、升壓、逆變等部分的器件是否損壞,。
6）,、UPS在正常使用時突然出現(xiàn)蜂鳴器長鳴告警。
可能原因：
1）,、用戶有大負載或大沖擊負載啟動,。
2）、輸出端突然短路,。
3）,、UPS內(nèi)部逆變回路故障。
4）,、UPS保護,、檢測電路誤動作。
處理方法：
1）,、A,、負載投入時按先大后小的順序。
B,、增大UPS的功率容量,。
2）、檢查UPS的輸出是否短路,。
3）,、檢查UPS逆變器。
4）,、檢查UPS內(nèi)部控制電路,。
5）、UPS工作正常但負載設備異常,。
可能原因：
1）、UPS輸出零地電壓過高,。
2）,、UPS地線與負載設備地線沒接在同一點上,。
3）、負載設備受到異常干擾,。
處理方法：
1）,、檢查UPS接地，必要時可在UPS的輸出端零地間并一個1-3kΩ電阻,。
2）,、將UPS地與負載地接到同一個點上。
3）,、重新啟動負載設備,。
