不间断电源(或称UPS)是在电网异常的情况下不间断的为电器负载设备提供后备交流电源,维持电器正常运作的设备。通常情况下不间断电源被用于维持计算机(尤其是服务器)或交换机等关键性商用设备或精密仪器的不间断运行,防止计算机数据丢失,电话通信网络中断或仪器失去控制。
2.不间断电源是什么--结构组成
不间断电源系统由五部分组成:主路、旁路、电池等电源输入电路,进行AC/DC变换的整流器,进行DC/AC变换的逆变器,逆变和旁路输出切换电路以及蓄能电池。
整流器----其基本工作是系统的稳压功能。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,输出幅度基本不变的整流电压。
电源输入电路----储能电池主要负责系统的净化功能,由于整流器对瞬时脉冲*不能消除,整流后的电压仍存在*脉冲。
逆变器----主要负责频率的稳定工作,频率稳定度取决于变换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,设计了系统工作开关,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。
在电网电压工作正常时,给负载供电,而且同时给储能电池充电;当突发停电时,UPS电源开始工作,由储能电池供给负载所需电源,维持正常的生产;当由于生产需要,负载严重过载时,由电网电压经整流直接给负载供电。
3.不间断电源是什么--工作原理
UPS是针对中国电网环境和网络监控及网络系统、医疗系统等对电源的可靠性要求,克服中、大型计算机网络系统集中供电所造成的供电电网环境日益恶劣的问题。UPS的工作过成如下所示:
当市电正常380V时,直流主回路有直流电压,供给DC-AC交流逆变器,输出稳定的220V或380V交流电压,同时市电经整流后对电池充电。
当任何时候市电欠压或突然掉电,电池能量即将耗尽时,不间断电源发出声光报警。不间断电源还有过载保护功能,当发生超载(150%负载)时,跳到旁路状态,并在负载正常时自动返回。当发生严重超载(超过200%额定负载)时,不间断电源立即停止逆变器输出并跳到旁路状态,此时前面输入空气开关也可能跳闸。消除故障后,只要合上开关,重新开机即开始恢复工作。
4.不间断电源是什么--应用
不间断电源现在已经广泛应用于:通讯、国防、医院、计算机业务终端、网络服务器、网络设备、数据存储设备、应急照明系统、矿山、航天、工业、铁路、航运、交通、电厂、程控交换机、移动通讯、太阳能储存能量转换设备、变电站、核电站、消防安全报警系统、*通讯系统、控制设备及其紧急保护系统、个人计算机等领域。
一.架构:
电力UPS电源架构与在线式UPS电源架构的比较说明:
两种UPS电源架构并没有太大区别:主要功能是提供不间断稳定干净的电源,所以按照供电渠道来划分UPS电源为维护模式、旁路模式、市电模式、电池模式四个部分。市电模式是UPS电源正常工作的状态,UPS电源将输入的市电经过整流(AC->DC),升压(DC->DC),逆变(DC->AC)后转变成稳定可靠的电源输出。
不同的地方是:电力UPS电源的直流系统并不是直接采用蓄电池,而是直流屏(直流操作电源),电力系统的直流屏是专为电厂发电机组、配电站、输变电站的控制室设备定制的,直流屏的直线母线电压为220VDC和110VDC两种,供给断路器分合闸及二次回路的仪器仪表、继电保护、控制、事故照明及自动装置电源。
二.使用场合:
山特在线式系列UPS电源是具有高效率、高性能的双转换纯在线,输入部份具有输入功率因素修正(PFC,PowerFactorCorrection)功能,机器有维护旁路开关,同时产品本身噪音低、可靠度高、故障率低、寿命长及成本低等优点;同时如N+X的模块冗余解决方案,是能有效解决所有电源问题的佳架构设计。该架构能够有效阻隔异常电源对负载的冲击,同时还能保证输出电源的稳定、可靠,让负载安全的运行。采用数字化控制技术,实现并联扩容和冗余的功能,为用户提供电源规划的弹性和更安全的保障。
特别是这次使用到的MP模块化系统。其主要用于中小型的数据中心,大中型企业的网络机房,系统控制中心等,是机房的保护神。
电力专用UPS电源:电力UPS电源应用于电厂,配电站,变电站的控制室设备。这是因为电厂的自动化仪表DCS等往往需要直流110V/220V输入,所以使用电力UPS电源可以利用原有直流屏,减少投资。所以使用UPS电源的前提是需要配备直流系统,作为UPS电源的后备电源。
三.一些特性的比较:
1,UPS电源的逆变器是将直流功率转换成交流功率输出的。一般UPS电源的直流电压在460V左右,而电厂的直流电压为220V,由此带来的问题是:直流电压越低,则逆变器的开关电流就越大,而损耗是与电流的平方成正比的,因此损耗明显增加;同时大电流需要大容量的功率开关器件、大容量的一次侧绕组,较低的直流电压也需要较高变比的变压器,这些无疑是一种潜在的开支,直接影响到设备的投资成本、运行成本、设备的折旧等等。
2,常规UPS电源采用电池系统,结构简单,可以直接通过UPS电源的LCD检测电池,操作简单。而电力UPS电源使用直流操作电源,需要专业的操作技能。
3,多数电力UPS电源需要加输入隔离变压器和输出隔离变压器。机器笨重,占地面积大,成本高。同时输入功率因数低,输入损耗大,费电。
4,电力UPS电源输入谐波电流大:一般在30%左右,加上谐波滤波器后,能达到5%左右,但是谐波滤波器会降低整机的效率约3%~5%。