UPS電源的組成
發(fā)布時間 : 2023-02-25
?UPS電源系統(tǒng)組成:一個完備的UPS系統(tǒng),是由UPS主機、電池、市電(發(fā)電機)、后臺監(jiān)控或網絡監(jiān)控軟/硬件等單元共同組成的。
??? UPS是英文 Uninterruptable PowerSupply 的縮寫,中文譯為“不間斷電源”;它是能夠實現兩路電源之間不間斷地相互切換的電氣裝置。
??? UPS:利用電池化學能等作為后備能量,在市電斷電等電網故障時,不間斷地為用戶設備提供(交流)電能的一種能量轉換裝置。UPS的價格之所以昂貴,就是貴在這種不間斷切換的特點上。
UPS的主要作用:
??? ①兩路電源之間的無間斷相互切換;
??? ②隔離作用:將瞬間間斷、諧波、電壓波動、頻率波動以及電壓噪聲等電網騷擾阻擋在負載之前,即使電網中的騷擾不影響負載,又使負載對電網不會產生騷擾:
??? ③電壓變換作用:輸入電壓等于或不等于輸出電壓,如380V/380V,380V/220V,包括穩(wěn)壓作用:
??? ④頻率變換作用:輸入頻率等于或不等于輸出頻率,如50Hz/50Hz,50Hz/60Hz,包括穩(wěn)頻作用:
??? ⑤提供一定的后備時間:UPS的電池貯存一定的能量,在電網停電或間斷時繼續(xù)供電一段時間來保護負載;后備時間為10分鐘、30分鐘、60分鐘或更長。
①和⑤是保證對負載供電的連續(xù)性;②、③和④是保證對負載供電的質量。
UPS的基本拓撲結構:
GB/T7260.3描述了UPS的三種分類方法和拓撲結構:
VFD級-被動后備式(Passive Standby-“Off-line” ):負載的電壓V和頻率F取決于電網電源(Depends);電壓和頻率都沒有經過調整。
VI級-線交互式(Line Interactive):負載的電壓V與電網電源無關(Independent);頻率沒有經過調整。
VFI級-雙轉換式(Double Conversion-“On-Line” ):負載的電壓V和頻率F都與電網電源無關(Independent);負載的電壓和頻率都是經過“再生”調整的(re-generated)。
IEC 62040-3/GB 7260.3定義:
(1)被動后備式-VFD(Passive Standby,也稱離線式OFF-Line)
組成:充電器,逆變器,電池,濾波器/調壓器;
應用:小于2KVA的UPS;
優(yōu)點:電路簡單,價格便宜;
缺點:頻率不能調節(jié),切換時有間斷。
(2)線交互式-VI (Line Interactive)
組成:靜態(tài)開關,雙向逆變器,電池,旁路開關。
應用:此種配置不太適合中-大功率和為敏感性負載的供電,因為無法進行頻率的調節(jié)。
優(yōu)點:電路簡單,效率高;
缺點:頻率不能調節(jié),動態(tài)特性差。
對間斷敏感的負載,有另外一種結構的UPS,特別提到靜態(tài)開關作用(防止逆變器的電流進入電網)。
(3)雙轉換式-VFI (Double- Conversion,又稱為在線式On-Line)
基本組成:整流器/充電器,逆變器,靜態(tài)旁路開關,手動維修旁路開關,電池。
逆變器串聯在交流輸入與負載之間。
UPS的不同運行方式:
1.單機系統(tǒng):
優(yōu)點:系統(tǒng)配置簡單,硬件購置成本低;UPS系統(tǒng)得到充分的利用,因為UPS的容量和系統(tǒng)負載的容量接近。
缺點:UPS出現問題時系統(tǒng)的可用性降低。對UPS進行維護時系統(tǒng)將直接切換到市電供電;如果UPS故障,系統(tǒng)沒有冗余;多單點故障系統(tǒng)。
2.串聯運行:
提高UPS可靠性的方法-串聯熱備份:
可由兩臺不同容量的UPS組成,主機帶重要負載,備機帶次要負載或不帶載;主機到備機的切換無間斷。
優(yōu)點:可靠性高;連接簡單。
缺點:不能增容;過載能力不能增大;UPS不能充分利用。
3.并聯運行:
提高UPS可靠性的方法-直接并聯。
由2到4臺單機型UPS組成,每臺UPS具有各自的靜態(tài)旁路,可實現:
并聯冗余;并聯增容。
優(yōu)點:并聯簡單;不增大占地;價格適當;負載均分。是目前使用最多的運行方式。
4.公共旁路并聯運行:
提高UPS可靠性的方法-公共旁路并聯。
由2到6臺同等容量的并聯型UPS組成,采用大容量的公共靜態(tài)旁路開關柜,以便實現:并聯冗余;或并聯增容。
優(yōu)點:公共旁路過載能力大;可靠性高。
缺點:占地面積稍大;價格較貴。