不間斷供電系統

不間斷供電系統

不間斷供電系統(又稱為不間斷電源或不停電電源)英文名稱是uninterruptable power system,簡稱為UPS。是一種含有儲能裝置,以逆變器為主要單元,穩壓穩頻輸出的的電源保護設備。通常,UPS主要由蓄電池組、整流器和逆變器、靜態開關等幾部分組成。電能以直流(DC)形式貯存在蓄電池中,這使UPS在外電故障的情況下可以向外輸出電壓。因此,UPS具有淨化電源、不間斷供電的作用。現已被廣泛套用於計算機安全、交通、航空航天、醫療、工業控制等領域。

中文名稱不間斷供電系統
英文名稱uninterruptible power system
定  義由整流器、逆變器、蓄電池組及靜態開關等組成,保證不間斷、不受外部干擾地供給380V/220V、交流、50Hz、正弦波、穩圧、穩頻電源的供電系統。
套用學科通信科技(一級學科),通信電源(二級學科)

基本介紹

  • 中文名:不間斷供電系統
  • 外文名:uninterruptable power system
  • 簡稱:UPS
  • 又稱:不間斷電源
  • 定義:一種含有蓄電池的電源保護設備
  • 分類:線上式、後備式、線上互動式
介紹,UPS組成,UPS分類,線上式,後備式,線上互動式,工作過程,注意及維護,日常維護,注意事項,

介紹

不間斷供電系統(又稱為不間斷電源或不停電電源),簡稱為UPS。是一種含有儲能裝置,以逆變器為主要單元,穩壓穩頻輸出的的電源保護設備。
從原理上來說,UPS是一種集數字和模擬電路,自動控制逆變器與免維護貯能裝置於一體的電力電子設備; 從功能上來說,UPS可以在市電出現異常時,有效地淨化市電;還可以在市電突然中斷時持續一定時間給電腦等備供電,使你能有充裕的時間應付;
從用途上來說,隨著信息化社會的來臨,UPS廣泛地套用於從信息採集、傳送、處理、儲存到套用的各個環節,其重要性是隨著信息套用重要性的日益提高而增加的。
正常工作時外電電源輸入的交流電壓經過輸入隔離開關進入UPS系統,通過充電電路不斷對電池進行充電,同時AC/DC電路將交流電壓轉換為直流電壓,然後由逆變器再將直流電壓逆變成交流電輸出,通過輸出隔離開關供給負載;而當外電電源輸入中斷時,後備電池開始工作,此時電池的電壓通過逆變器變換成交流電輸出,通過輸出隔離開關供給後級負載;當UPS逆變器故障或過載時,UPS會通過旁路開關將輸入電源直接輸出供給負載,保證供電的不間斷。

UPS組成

從基本套用原理上講,UPS是一種含有儲能裝置,以逆變器為主要元件,穩壓穩頻輸出的電源保護設備。主要由整流器、蓄電池、逆變器和靜態開關等幾部分組成。
整流器:整流器是一個整流裝置,簡單的說就是將交流(AC)轉化為直流(DC)的裝置。它有兩個主要功能:第一,將交流電(AC)變成直流電(DC),經濾波後供給負載,或者供給逆變器;第二,給蓄電池提供充電電壓。因此,它同時又起到一個充電器的作用;
蓄電池:蓄電池是UPS用來作為儲存電能的裝置,它由若干個電池串聯而成,其容量大小決定了其維持放電(供電)的時間。其主要功能是:
  1. 當市電正常時,將電能轉換成化學能儲存在電池內部。
  2. 當市電故障時,將化學能轉換成電能提供給逆變器或負載;
逆變器:通俗的講,逆變器是一種將直流電(DC)轉化為交流電(AC)的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成;
靜態開關:靜態開關又稱靜止開關,它是一種無觸點開關,是用兩個可控矽(SCR)反向並聯組成的一種交流開關,其閉合和斷開由邏輯控制器控制。分為轉換型和並機型兩種。轉換型開關主要用於兩路電源供電的系統,其作用是實現從一路到另一路的自動切換;並機型開關主要用於並聯逆變器與市電或多台逆變器。

UPS分類

UPS 根據負載的供電方式(工作方式)分為線上式、後備式和線上互動式三種。

線上式

線上式UPS是指無論是輸入電源供電正常時,還是電源中斷由電池逆變供電期間,逆變器始終處於工作狀態。線上式UPS輸出多為正弦波,電壓及頻率穩定,能實現零切換,所以它多被用在供電質量要求很高的場所。

後備式

後備式UPS是指:輸入電源正常時,輸入電源直接通過交流旁路和轉換開關給負載供電;輸入電源故障時逆變器再投入系統運行的UPS系統。後備式UPS在輸入電源正常時交流旁路相當於導線,逆變器不工作,此時供電效率較高但供電質量較差。

線上互動式

線上互動式USP是指在輸入市電正常時,直接由輸入電源向負載供電,UPS的逆變器處於反向工作給電池組充電;當輸入電源有偏差時,通過UPS內部穩壓線路穩壓後輸出;在輸入電源異常時(超出調整範圍)或中斷時逆變器立刻投入逆變工作,將電池組電壓轉換為交流電輸出供給負載。線上互動式UPS集中了後備式UPS效率高和線上式UPS供電質量高的優點。

工作過程

當市電正常為380/220VAC時,直流主迴路有直流電壓,供給DC-AC交流逆變器,輸出穩定的220V或380V交流電壓,同時市電經整流後對電池充電。當任何時候市電欠壓或突然掉電,則由電池組通過隔離二極體開關向直流迴路饋送電能。從電網供電到電池供電沒有切換時間。當電池能量即將耗盡時,不間斷電源發出聲光報警,並在電池放電下限點停止逆變器工作,長鳴告警。不間斷電源還有過載保護功能,當發生超載(150%負載)時,跳到旁路狀態,並在負載正常時自動返回。當發生嚴重超載(超過200%額定負載)時,不間斷電源立即停止逆變器輸出並跳到旁路狀態,此時前面輸入空氣開關也可能跳閘。消除故障後,只要合上開關,重新開機即開始恢復工作。

注意及維護

UPS系統的維護目的是為了保證UPS系統正常運行,為負載提供不間斷供電,維護的原則是“安全第一,預防為主”。UPS的維護周期和項目包括日常巡視檢查、月檢、季檢以及年檢。檢查項目涉及UPS系統運行參數、指示燈、冷卻風扇、蓄電池、相對濕度等是否處於正常狀態。

日常維護

日檢
(1)保證UPS的工作運行環境應保持清潔、無灰塵、無污染、無有害氣體。工作環境溫度控制在5℃~25℃相對濕度在 50±15%的範圍。
(2)UPS系統各指示燈顯示是否正常。
(3)UPS系統運行參數是否正常。
(4)UPS系統冷卻風扇運行是否正常。
(5)UPS 運行中無異響、無異味。
(6)蓄電池有無漏液鼓脹現象。
(7)電池溫度保持 25℃左右,無發熱現象。
月檢
(1)核查 UPS 系統各運行參數是否正常。
(2)測試蓄電池電壓及內阻是否正常。
(3)UPS 系統冷卻風扇有無異響。
(4)檢查 UPS 系統接地系統是否良好。
季度檢修
(1)全面檢查 UPS 系統各部分的工作狀態。
(2)測試蓄電池工作是否正常。
(3)對蓄電池進行放電測試。
年檢
(1)對設備內部進行清掃除塵。
(2)檢查 UPS 外部電線電纜連線是否牢固,絕緣層有否破損。
(3)檢查櫃內的二次接線接觸是否良好、可靠。
(4)檢查 UPS 櫃內各斷路器、接觸器的觸點工作表面是否良好,有無燒傷等異常現象。
(5)檢查電容有無漏液、變形等。
(6)檢查設備內部各元件完好情況,必要時進行更換。
(7)測試各項指標,必要時進行調整。
(8)對電池組進行放電並檢測放
以上維護周期和項目是根據近些年維護經驗總結的,包括這些項目,但不僅限於這些項目,各單位需要根據自身特點制定本單位的維護周期,有條件的單位可以每半年對UPS系統進行一次停機大檢,保證系統的穩定運行。

注意事項

除了正常維護外,日常使用是也有一定的注意事項。
(1)UPS系統在配置選擇時,實際負載量要小於UPS系統帶載能力的80%,保證系統的安全運行。
(2)UPS系統在配置電池組時要選擇合適的容量,滿足後備時間的要求。
(3)UPS系統輸出應該供專用設備,避免接電動機類的感性負載設備,同時還要避免大的 UPS系統中串接小型的UPS設備。
(4)UPS系統使用中對電池組進行定期充放電時,每次放電深度應小於30%,避免造成電池損壞。
(5)UPS系統投入運行後應保持連續運行狀態,儘量避免經常開啟和關閉。
(6)UPS系統在運行中嚴禁閉合維修旁路開關,否則會造成UPS系統故障。

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