探讨上海UPS不间断电源的分类及运行方式

本文简要介绍了不间断电源的技术指标、不间断电源电源的分类以及不间断电源的运行方式。

2022-11-25 12:31:12

本文简要的介绍了上海UPS不间断电源的技术指标、UPS电源的分类以及不间断电源的运行方式。
一.导言
随着科学技术的进步和计算机网络、通信行业的快速发展，用户对供电系统的要求越来越高。然而，公共电力系统中存在许多不稳定因素，如电压幅值、频率不稳定、浪涌、峰值信号、线路噪声和各种干扰。这些不稳定因素有时会影响负载的正常运行，甚至损坏负载。在这种情况下，适合野外作业的UPS可以起到很好的作用。但在选择UPS系统供电时，不*要实用可靠，还要考虑各种UPS结构的局限性和缺点。
不间断电源系统，顾名思义就是不间断电源，是指当电源出现故障时，能够从市电中接管持续供电的设备。
二、UPS技术指标
随着不间断电源产品技术的不断发展和完善，不间断电源产品已经日趋成熟。现代不间断电源所能达到的优越技术指标，可以保证电力设备在任何恶劣的市电条件下对供电质量的要求。这些技术要求主要包括：
(1)电网宽电压波动的影响；
(2)市电电压波形失真的影响；
(3)市电三相不平衡对其的影响；
(4)4)UPS输出电压的稳定精度；
(5)5)UPS输出电压波形失真；
(6)UPS输出频率稳定；
(7)UPS输出电压平衡；
(8)UPS输入功率因数；
(9)UPS电流输入谐波分量；
(10)市电故障后UPS切换时间；
(11)ups的运行效率；
(12)UPS输出的过载能力；
(13)UPS输出电流的THD系数；
(14)市电故障后UPS维护工作时间；
(15)UPS是否有基于其的网络管理、网络通信和信息通信；
三.不间断电源的分类
UPS电源按运行方式可分为动态和静态两种。动态不间断电源由整流器、电池、DC电机、柴油(蒸汽)发动机、飞轮和发电机组组成。它是UPS的早期形式，具有稳定、可靠、维护技术简单等优点。然而，该设备体积大、体积大、效率低、噪音大，因此目前尚未得到广泛应用。人们常用的UPS多指静态UPS。静态UPS采用大功率逆变技术和大电流电子开关实现大功率电能转换，更适合IT行业、自动化控制和精密仪器的通用应用。
静态UPS可按内部结构、输出波形、容量、备份时间进行分类，其中按内部结构可分为备份型、双逆变器在线型和在线交互型。按内部结构分类是目前*普遍接受的判断不同品牌UPS优劣的方式。本文主要是这样描述的。1.保留
当市正常供电时，直接供给负载，同时有一次回路通过充电回路给电池组充电若市电压不稳定或市电异常。然后不间断电源转换器为负载提供稳定的电源。这些产品的输出波形大多是方波或阶梯波。
后备结构内部电路设计相当简单，在实际运行过程中，交流输入功率直接输出到功率输出端，几乎没有功率损耗，输出效率可达98%以上。但在进行一般功率输入输出操作时，当外部输入功率质量较差(电压不稳定、频率变化、噪声、失真等因素)时，输出端也会以同样的状态输出功率。因此，在交流旁路上往往设置交流稳压电路和滤波电路，以提高UPS的双向抗干扰功能。其主要特点是：当UPS发现有外部停电时，切换到内部电池输出电力所需的时间一般为4ms——10ms，不会影响一般电脑设备的工作。由于输出上的开关，受开关电流和动作时间能力的限制，UPS的输出波形多为方波，波形，供电质量相对较差。UPS输出功率难以放大，只适合要求不高的场合，功率一般较小，多在2kVA以下。但是备份UPS产品有价格优势，相对便宜。
2.双逆变器在线
在线式UPS电源一般采用双转换方式。即使电网电压正常供电，不间断电源的输出经过自身的处理和转换后，将外部电压提供给负载。也就是说，当当市电源正常供电时，市电经过滤波电路和浪涌吸收电路后分为两路同时工作，其中一路通过充电回路，给电池组充电，另一路通过整流回路，作为转换器的输入，再通过转换器的转换给负载提供净化后的交流电源；此时，若市电力出现异常。转换器的输入改为由电池组供电，转换器继续供电，从而实现完全断电。
因此，无论商用电源的质量如何，其输出都是稳定的**弦波电源。双逆变器在线式UPS电源的供电质量明显优于备用UPS电源，因为它从根本上消除了电压波动和电网干扰对负载的影响，真正实现了对负载无干扰、电压稳定、频率稳定、开关时间为零。双逆变器在线不间断电源的这一特点。更适合通过加装电池或安装**发电机来改装长期不间断供电系统，因此常被用于供电质量要求较高的场所。但无论市电是否可用，负载功率全部由逆变器提供，而UPS的功率余量有限，因此输出容量并不理想，因此对负载提出了一些限制，如输出电流峰值系数(一般只有3: 1)、过载能力、输出功率因数(一般为0.8)、输出有功功率小于标定功率数、应对冲击负载的能力等。同时，整流器多为整流电路，对电网造成电流谐波干扰，输入功率因数低。滤波后的*小谐波电流分量约为10%，而输入功率因数*为0.8左右。如果在整流器中采用功率因数校正技术，可以将输入功率因数提高到接近1，输入电流的谐波成分将**降低。在有市电的情况下，由于两台逆变器均承担100%负载功率，整机效率较低，10kVA以下的UPS约占80%，50kVA以上的UPS约占85% ~ 90%，l00kVA以上的UPS约占90% ~ 92%。3.在线互动
UPS设备在待机和在线工作模式之间，当市电源在l50V~264V左右的范围内，为用户提供一般市电，由铁磁谐振调压器或变压器分接头调压处理。对于这类UPS，只有当当市电源的电压低于150V或高于264V左右时，才有可能为用户提供真正的“UPS逆变器的***正弦波电源”。
在线交互集成了备用UPS效率高和在线UPS供电质量高的优点。其原理与备用不间断电源系统相差不远。主要区别在于这类产品将充电电路和转换器集成为双向转换电路，采用铁磁谐波变压器，可以自动监测输入电压是否满足正常范围。如果有任何偏差，电压调节器电路可以升压或降压，以提供更稳定的输出电压。所以在线互动UPS也有转换时间，比待机UPS短。与后备UPS相比，在线交互式UPS的保护功能更强，逆变器的输出电压波形更好，一般为正弦波。逆变器直接与输出相连，没有开关限制，所以输出功率可以提高到5kVA~10kVA，**的优点是软件功能更强。考虑到它与充电逆变器共用一个模块，给电池充电时很难滤除逆变器产生的高频成分，充电效果也不是很理想，不适合长延时的UPS。在线互动UPS的价格远低于在线UPS，*略高于备份UPS。也是一种适合小型办公室或家庭使用的UPS。为了进一步提高在线交互功能，可以在输入开关和智能稳压器之间串联一个电感。串联电感对逆变器输出反馈到电网的电流有很强的抑制作用。它避免了输入开关未关闭时逆变器输出短路的危险。当当市电源切断时，逆变器可以立即向负载供电，在线交互转换时间也可以减少到零，使其完全具备双逆变器在线转换功能，同时也增加了整个UPS的抗干扰能力。然而，这带来了降低UPS输入功率的不良后果。
4.双逆变器电压在线补偿
双逆变器电压补偿技术，又称Delta技术，是目前世界上***的技术。成功地将交流调压技术中的电压补偿原理应用到不间断电源的主电路中。当存在当市功率时，两套逆变器只对输入电压和输出电压之差进行调节和补偿，逆变器承受的**功率*为输出功率的20%。这增强了UPS的输出能力和过载能力，不再限制负载电流的峰值系数，可以轻松应对冲击负载，输出有功功率可以等于标定功率值。总而言之，Delta技术的应用不*弥补了原有线上模式的不足，而且在很多主要指标上也有了新的突破。在线逆变电压补偿也是双逆变电路结构和在线运行，当市电存在时。整流器和转换器只调节和补偿输入电压和输出电压之间的差值。逆变承担的**功率(当输入电压处于上限和下限时)*为输出功率的20%(相当于输入电压的范围)，因此功率强度很小(1/5)，功率裕量明显大增强了UPS的输出能力，提高了整机效率(大功率范围内为96%)，甚至元器件和元器件。与双逆变在线相比，过载能力增强(200%，lmin)。同时整流器完成输入端的功率因数校正功能，使输入功率因数等于L，输入谐波电流低于3%。
四.不间断电源的运行模式
不间断电源有四种运行模式：正常运行模式、断电模式(电池供电)、待机供电模式和维护旁路模式。
1.正常工作模式：在正常交流电源下，整流器将交流电源转换成DC电源，然后提供给逆变，同时给电池充电。当交流电整流为直流电时，整流器可以消除市电中的异常波形、噪声、频率不稳定等问题，使逆变能够为负载提供更稳定的电源。
2.断电模式：当交流电源异常或整流器、电抗器故障时，电池组向逆变，提供电能，使交流输出不会中断，从而保护输出负载。
3.备用电源模式：当逆变出现逆变保险丝熔断、元件温度过高、短路等异常情况时，逆变会自动切断，防止损坏。如果此时旁路的交流电源正常，静态开关会将电源改为旁路备用电源输出给负载。
4.维护旁路模式：当UPS需要维修或更换电池，负载电源不能中断时，可以先切断逆变开关，然后**旁路开关，再切断整流器和备用电源开关。在手动维护旁路转换的过程中，交流电源继续通过维护旁路开关向负载供电。此时，维护人员可以安全地维护不间断电源。
在使用不间断电源的过程中，维护和维修工作尤其不容忽视。设备再好，也会有很长的使用寿命和各种故障。我们不能因为其智能化程度高、免维护或进口设备而忽视本应进行的维修工作。预防始终是安全运行的重要保证。
动词（verb的缩写）结论
上海UPS不间断电源以及其**供电系统设置在市电电网和负载设备之间。目的是提高对负载的供电质量，保证市电故障时负载设备的正常运行，通过智能管理、智能监控和网络通信实现对整个电力基础设施的保护。它已经成为一种具有强大管理功能的信息技术设备，已经完全融入企业信息系统，成为企业信息系统中不可或缺的一部分。