2020年UPS电源基础知识.ppt

UPS技术培训
基础部分
2009-01-01
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UPS电源基础知识
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提纲
1、什么是UPS
2、UPS发展史
3、为什么使用UPS
4、UPS的分类和工作原理
5、UPS的供电方案
6、UPS的新技术
7、 UPS电源功率器件
8、UPS的原理
9、 UPS的工作模式
10、蓄电池的原理、安装、使用与维护
11、 UPS工程设计参考
12、 UPS电源安全防护
13、UPS的监控系统介绍
14、 UPS设备维护基本要求、操作使用
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UPS电源基础知识
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1、什么是UPS?
UPS － Uninterrupted Power System
利用电池化学能作为后备能量，在市电断电等电网故障时，不间断地为用户设备提供（交流）电能的一种能量转换装置。
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UPS电源基础知识
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1、什么是UPS?
市电或燃油发电机
UPS主机
蓄电池
用户设备
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UPS电源基础知识
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2、UPS的发展史
初期的不间断电源装置是旋转型的,它是采用柴油发电机(以下简称“油机”)一电动机一发电机组来实现电能的。变换在正常情况下，市电供给电动机，电动机去带动发电机，把发电机发出的电供给负载。电源系统中的飞轮惯性很大，它是一个贮能装置，当市电发生断电时，电动机就停止运行，这时靠飞轮的惯性使发电机继续发电，同时立即起动油机供电，从而使负载不断电。这种不间断电源装置运行稳定可靠、维护简单，方便但笨重，效率低噪声大，操作控制也不灵活 。
由于电力半导体器件的发展，特别是可控硅制造工艺的不断改进，质量不断提高，价格逐步降低，便开展对静止型不间断电源装置的研制。于是在60年代初，出现了用可控硅制成的静止型不间断电源装置，它以可控硅组成电能变换电路，
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UPS电源基础知识
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2、UPS的发展史
用蓄电池作为贮能元件，当市电发生断电时，由蓄电池代替整流器向逆变器供电，从而使负载不断电。它与旋转型电源装置相比，没有电动机、发电机和飞轮之类的旋转体，因此具有重量轻、效率高、噪声小、操作控制灵活等优点。但它过载能力差，系统结构也比较复杂，维护技术要求高。从60年代到70年代，这种不间断电源装置发展得很快，使用也很广泛。它采用了波形叠加技术，主电路采用可控硅。由于可控硅不能自关断，因此逆变器需要换向电路，同时逆变器输出的电压需要进行滤波，而换向电路和交流滤波电路都是出电感和电容所组成。它们的出现不但增大了体积，而且惯性大，使电源装置输出的动态性能变差，同时由于大电流可控硅频繁地工作，使电网波形变差干扰其他用户 。
到了80年代，就利用自关断的巨型功率晶体管(UR)来制作成实用的静止型不间断电源装置，这样既省去了换向电路，简化了主回路，减小了体积，提高了效率，改善了动态性能，也提高了可靠性。但由于功率晶体管是一种少数载流子工作的半导体器件，它要求的驱动电流较大，对器件各参数的选择也要求严格，随后又发展到利用自关断的功率场效应晶体管。
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UPS电源基础知识
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2、UPS的发展史
(MosFET)来制作成实用的静止型不间断电源装置。功率场效应晶体管是多数载流子工作的器件，它采用电压驱动。因此没有存储时间，从关断到开通的速度很快。所需的驱动功率也小，所以用功率晶体管和功率场效应晶体管制作成的静止型不问断电源装置，目前使用得很广泛 。
到了90年代，就利用绝缘栅双极晶体管(IGBT)来制作成实用的静止型不间断电源装置，绝缘栅双极晶体管是一种由双极晶体管和功率场效应晶体管的组合器件，既具有功率场效应晶体管的栅极电压可控的特性和快速开关的特性，又具有双极晶体管的大电流处理能力和低饱和压降的特点，因此用它制成的不间断电源装置具有广阔的发展前途。
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UPS电源基础知识
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3、为什么使用UPS?
对于精密负载设备来讲,如大型数据中心、电信移动计费中心、银行证券等金融系统的电脑网络、医疗设备、工业控制仪器等。上述市电问题会引起数据丢失，设备坏或死机停止工作等影响用户的正常工作 。
由于供电网络和负载的复杂性，以及自然界雷击等因素的影响，供给负载的交流电并不是稳定的标准正波，会出现各种不良现象，这些市电问题分类如下 ：
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UPS电源基础知识
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3、为什么使用UPS?
电网问题
引发原因
现象
市电断电
停电、空气开关跳闸
零电压持续2个周波以上
电压浪涌
大型设备关闭或雷击引起
电压高于110%额定值，持续一个或多个周波
波形下陷
大型设备突然启动、电网切换
电压低于80-85%额定值，持续一个或多个周波
瞬态尖峰\高压
闪电、电子开关工作，电焊
电压峰值高达6000V，-5个周