UPS電源的基本知識

目測自20世紀(jì)90年代以來，我國電力系統(tǒng)建設(shè)無法滿足各行業(yè)**發(fā)展的要求，特別是近年來電力供應(yīng)不足，導(dǎo)致大面積停電限制，嚴重限制了數(shù)字建設(shè)的步伐和質(zhì)量。例如，許多工廠由于電力限制而無法全速運行，戶外無線通信業(yè)務(wù)由于電力限制而無法全速運行 經(jīng)常運行，金融信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由于電網(wǎng)質(zhì)量導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸緩慢、異?；虿糠株P(guān)閉，**信息建設(shè)工作因停電不得不推遲，這表明電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量和**性在數(shù)字建設(shè)中起著至關(guān)重要的作用。

因此，系統(tǒng)工程師在設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)時**充分考慮電源系統(tǒng)的**性。目前，**的方法是使用高質(zhì)量的不間斷電源UPS。UPS當(dāng)電網(wǎng)正常時，電源可以為各種信息設(shè)備提供高質(zhì)量的交流電源。當(dāng)電網(wǎng)異常時，備用電池組的直流能量可量轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的交流電源，供應(yīng)負載設(shè)備，確保輸出在電網(wǎng)斷電過程中不間斷，確保信息設(shè)備的安全運行。大量的現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)和理論分析也表明，介紹UPS除了解決上述交流電源中斷的影響外，電源還可以消除正常交流電網(wǎng)電源中各種高頻雜波、電壓浪涌、墜落、瞬時斷電等電源干擾對信息設(shè)備的危害，確保信息網(wǎng)絡(luò)的安全運行?？梢钥闯?，為了確保數(shù)字建設(shè)的順利進行，采用了高度**的方法UPS電源解決方案是較有效、較**的電源解決方案。

UPS電源的相關(guān)基本知識，然后再分析三種提高UPS系統(tǒng)工程師在設(shè)計電源方案時，應(yīng)參考供電**性的系統(tǒng)技術(shù)方案。

UPS電源由整流器、逆變器、電池和控制電路組成，能在有限的時間內(nèi)提供純凈穩(wěn)定的波形。

UPS電源具有以下功能：

①當(dāng)電網(wǎng)電壓正常時，除了輸出純凈、穩(wěn)定、連續(xù)的交流電源外，電池還可以充電并儲存儲備能量。

②當(dāng)電網(wǎng)異常（欠壓、過壓、斷電、干擾等）時，電池組的能量為電氣設(shè)備提供不間斷的交流輸出，不間斷一般是指輸出電壓波形不**過10ms。

因而，UPS即使在惡劣的電網(wǎng)條件下，電源也能**計算機等信息設(shè)備的安全正常運行。

2.UPS分類及主要特點

從UPS從電源技術(shù)的特點來看，UPS電源的分類一般以輸出逆變器工作方式來區(qū)分，通?？煞譃楹髠涫?、在線式兩大類型。近年來也有將后備式電源中的一個特例獨立出來，稱之為在線互動式，但嚴格來說，仍然是后備式一類。

從近年來UPS廣泛使用，UPS電源也從原來的室內(nèi)使用逐漸發(fā)展到全天候應(yīng)用環(huán)境，室內(nèi)出現(xiàn)了UPS電源和室外UPS差異UPS 主要在適應(yīng)環(huán)境溫度、防潮、**、防盜等方面進行了全面的質(zhì)量改進，以確保UPS在各種嚴酷的戶外環(huán)境條件下，電源正常工作。

以下仍然從UPS從電源電路拓撲結(jié)構(gòu)的角度來闡述UPS電源分類及技術(shù)特點。

（1）在線式UPS：

A、輸出電壓穩(wěn)定性好 ±3%

B、波形失真度小THD《3%

C、零中斷

D、全隔離輸入輸出能量形式

（2）后備式UPS：

A、電網(wǎng)正常時整機**95%

B、電網(wǎng)正常時無噪音

C、切換時間《10ms

D、價格較低

（3）互動式UPS：它具有與備用電源相同的特性，并有效地將充電器和逆變器合并為一體

雖然向逆變器降低了系統(tǒng)成本，但增加了控制難度。

從上述原理框圖可以看出，UPS電源本身具有雙向電源備份和較高的系統(tǒng)**性，可以滿足一般信息設(shè)備對電源**性的要求。然而，隨著近年來信息數(shù)據(jù)幾何倍數(shù)的**增長和高度重要性，在省級以上銀行數(shù)據(jù)中心、通信數(shù)據(jù)中心、證券交易等特別重要的場合，UPS電源供電不能滿足客戶對電源**性的要求，**有好的電源供電方案，以確保這些重要數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)的安全。

以下三種方法可以有效地提高工程應(yīng)用中的**性：串聯(lián)備份供電模式、輸出主備份模式、冗余并聯(lián)備份供電模式。以上三種供電方案的改進將以數(shù)量級的效果提高供電系統(tǒng)的**性，并將系統(tǒng)的**性翻倍MTBF值基本上可以在工程應(yīng)用中實現(xiàn)真正的零電源故障。因此，用戶可以根據(jù)負載供電要求選擇合適的高**供電方案。

如上圖3所示，兩種在線工作模式UPS，備機（UPS2)主機輸出（UPS1)旁路備份輸入，使主機主逆變器輸出故障轉(zhuǎn)向旁路時，負載仍在備用UPS**保護雙備份供電模式。

如上圖4所示， UPS以電源為例，兩臺UPS或者逆變器的輸出同時送到冗余轉(zhuǎn)換器，然后通過冗余轉(zhuǎn)換器向負載供電；正常情況下，冗余轉(zhuǎn)換器讓主輸入的電源 (例如UPS1）對負載供電，當(dāng)主輸入電源故障時冗余轉(zhuǎn)換器**將負載轉(zhuǎn)移到備份輸入的電源上，完成負載的冗余供電;在主輸入電源維修完成再輸入到冗余轉(zhuǎn)換器后，冗余轉(zhuǎn)換器又將負載重新轉(zhuǎn)移回到由主輸入電源供電的模式。任何的轉(zhuǎn)換過程都是不間斷的，可以**負載設(shè)備的穩(wěn)定安全運行。

如上圖五所示UPS電源的輸出同時送到并聯(lián)配電柜進行直接并聯(lián)，共同分配負載電流，無主從關(guān)系。當(dāng)一個中國臺灣UPS當(dāng)發(fā)生故障時，機器將自動退出并聯(lián)系統(tǒng)，其余**的負載電流為UPS電源供電，連續(xù)輸出；故障機維修完成后，可修復(fù)UPS單元在線并入，繼續(xù)冗余供電負載，完成并聯(lián)系統(tǒng)的在線熱維護。

三、比較三種提高**性的方案

比較項目系列備份供電模式輸出主從備份模式冗余并聯(lián)供電**性一般高主從邏輯關(guān)系，不易換，需要廠家完成，易于換，用戶可以完成并聯(lián)控制模式；可能，不能換。

ms5ms0ms相互通信不需要有線并行；無線并行調(diào)試時，工作后可取消增容性，無增容性，無增容性，特別是沖擊負載啟動能力增強。

產(chǎn)品老化程度存在主從機老化不一致，主從機老化不一致，無負載均分性為**，不均分為**。一般電流不平衡度小于5%。電池壽命一般需要定期換。一般需要定期換電池或主機，以**電池壽命不需要換?？删S護性差，一般需要停機維護，在線熱維護，在線熱維護。

備份模式一般為1 1，增加時沒有實際意義。一般來說，1 1或1 2可以形式N m形式靈活，系統(tǒng)成本低，一般適用場合負荷3-10KVA 負載0.5-3KVA 負載10KVA上述連續(xù)電源UPS是數(shù)字化建設(shè)的**電源解決方案，通過不同的UPS電源供電方案的設(shè)計可以將交流供電系統(tǒng)的**性提一個新的水平，滿足數(shù)字化建設(shè)對交流電源質(zhì)量的任何要求。