不間斷電源

不間斷電源的寫法

不間斷電源介紹

UPS（UninterruptiblePowerSystem），即不間斷電源，是一種含有儲(chǔ)能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。主要用于給單臺(tái)計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時(shí)，UPS將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時(shí)的UPS就是一臺(tái)交流市電穩(wěn)壓器，同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電；當(dāng)市電中斷（事故停電）時(shí),UPS立即將機(jī)內(nèi)電池的電能,通過逆變轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。

簡介

　UPS是UninterruptiblePowerSupply的縮寫，在電源發(fā)生故障時(shí)，UPS能夠給計(jì)算機(jī)繼續(xù)供電。連接在計(jì)算機(jī)和電源之間以保證電流不受干擾的設(shè)備。UPS設(shè)備使用電池保持計(jì)算機(jī)在斷電之后仍能正常運(yùn)行一段時(shí)間。UPS設(shè)備通常對(duì)電壓過大和電壓太低都提供保護(hù)。（UPS）不間斷電源(UPS)，在停電時(shí)，為計(jì)算機(jī)或其它設(shè)備繼續(xù)提供電源。UPS可以是下面的一種：電池系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)UPS，它利用一個(gè)大飛輪的慣性來為計(jì)算機(jī)提供短暫電源。運(yùn)行AC發(fā)電機(jī)的內(nèi)燃馬達(dá)。UPS設(shè)備有兩種類型：聯(lián)機(jī)和旁置。旁置設(shè)備只在電源沒電時(shí)才啟動(dòng)。因此，它必須有可在5微秒內(nèi)啟動(dòng)它做后援電源的電路。聯(lián)機(jī)設(shè)備固定地為計(jì)算機(jī)提供電源。由于這一特點(diǎn)，它不需要在沒電時(shí)才打開。如果外面的電源壞了，這個(gè)部件內(nèi)的電池還繼續(xù)向計(jì)算機(jī)提供電力。雖然聯(lián)機(jī)UPS是的選擇，但比旁置UPS要昂貴得多。然而由于聯(lián)機(jī)部件對(duì)計(jì)算機(jī)提供恒定的電力，所以這種電力總是穩(wěn)定的。當(dāng)購買電池后援系統(tǒng)時(shí)，需要對(duì)下面設(shè)備有些了解：這個(gè)UPS電池可以提供電力的時(shí)間。當(dāng)UPS是在后緩電力操作時(shí)，UPS是否向服務(wù)器提供警告系統(tǒng)。這個(gè)UPS有無消除外來瞬變嗓音的電力調(diào)節(jié)功能。電池的壽命和它隨著時(shí)間如何降級(jí)。電池不再提供后援電力時(shí)，這個(gè)設(shè)備能否警告你。這些電池是否可換。還需知道準(zhǔn)備安裝UPS的設(shè)備電力需求情況。對(duì)于服務(wù)器，可能安裝CPU(和其它附加設(shè)備)、監(jiān)視器、外部路由器、集線器和布線中心?？梢酝ㄟ^查看這些設(shè)備的后板來發(fā)現(xiàn)它們的電力需求。UPS的性能主要用伏安(VA)來衡量，它是指線路的電壓乘以電流(安培)。需要把所有連接到這個(gè)UPS的設(shè)備的電力需求加在一起，然后購買一個(gè)可以處理負(fù)載的UPS。首先查得這個(gè)設(shè)備后板上的安培數(shù)，并乘以電壓值(在美國通常是120伏特)，然后將每個(gè)設(shè)備的這個(gè)數(shù)字加在一起，并選擇一個(gè)合適的UPS。連接到文件服務(wù)器的UPS通常需要一條附加電纜，當(dāng)UPS在后緩電力工作時(shí)，通過這條電纜警告文件服務(wù)器。然后，服務(wù)器就必須在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行下載過程。這個(gè)監(jiān)督器電纜的一端需要有一個(gè)立體聲插頭(為插進(jìn)旁邊的UPS監(jiān)督器板或一個(gè)非PS/2文件服務(wù)器的SS鍵卡)或一個(gè)4針鼠標(biāo)插頭(為插入一個(gè)PS/2文件服務(wù)器的鼠標(biāo)端口)。這個(gè)監(jiān)督器電纜的另一端需要具有選擇的特定UPS所需類型的連接器。一些廠商已經(jīng)為他們的電力保護(hù)設(shè)備開發(fā)了一些功能。美國電力轉(zhuǎn)換公司的Smart-UPS系列，通過一種稱為PowerChute的軟件控制程序，向網(wǎng)絡(luò)管理人員提供了診斷信息。這個(gè)軟件是安裝在服務(wù)器上的，并通過一條電纜與該UPS進(jìn)行通信。然后，管理人員就可以跟蹤電力質(zhì)量、UPS操作溫度、線路頻率、UPS輸出電壓、和最小線路電力、電池強(qiáng)度、線路電壓和UPS負(fù)載。美國電力轉(zhuǎn)換公司(AmericanPowerConversion)在Kingston，RhodeIsland。

原理

AC-DC變換：將電網(wǎng)來的交流電經(jīng)自耦變壓器降壓、全波整流、濾波變?yōu)橹绷麟妷?，供給逆變電路。AC-DC輸入有軟啟動(dòng)電路，可避免開機(jī)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。DC-AC逆變電路：采用大功率IGBT模塊全橋逆變電路，具有很大的功率富余量，在輸出動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)輸出阻抗特別小，具有快速響應(yīng)特性。由于采用高頻調(diào)制限流技術(shù)，及快速短路保護(hù)技術(shù)，使逆變器無論是供電電壓瞬變還是負(fù)載沖擊或短路，均可安全可靠地工作?？刂乞?qū)動(dòng)：控制驅(qū)動(dòng)是完成整機(jī)功能控制的核心，它除了提供檢測(cè)、保護(hù)、同步以及各種開關(guān)和顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)外，還完成SPWM正弦脈寬調(diào)制的控制，由于采用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)雙重電壓反饋。極大地改善了逆變器的動(dòng)態(tài)特性和穩(wěn)定性。

組成

UPS電源系統(tǒng)由4部分組成：整流、儲(chǔ)能、變換和開關(guān)控制。其系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高頻開關(guān)整流器，本身具有可根據(jù)外電的變化控制輸出幅度的功能，從而當(dāng)外電發(fā)生變化時(shí)（該變化應(yīng)滿足系統(tǒng)要求），輸出幅度基本不變的整流電壓。凈化功能由儲(chǔ)能電池來完成，由于整流器對(duì)瞬時(shí)脈沖干擾不能消除，整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲(chǔ)能電池除可存儲(chǔ)直流直能的功能外，對(duì)整流器來說就象接了一只大容器電容器，其等效電容量的大小，與儲(chǔ)能電池容量大小成正比。由于電容兩端的電壓是不能突變的，即利用了電容器對(duì)脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾，起到了凈化功能，也稱對(duì)干擾的屏蔽。頻率的穩(wěn)定則由變換器來完成，頻率穩(wěn)定度取決于變換器的振蕩頻率的穩(wěn)定程度。為方便UPS電源系統(tǒng)的日常操作與維護(hù)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)工作開關(guān)，主機(jī)自檢故障后的自動(dòng)旁路開關(guān)，檢修旁路開關(guān)等開關(guān)控制。在電網(wǎng)電壓工作正常時(shí)，給負(fù)載供電如所示，而且，同時(shí)給儲(chǔ)能電池充電；當(dāng)突發(fā)停電時(shí)，UPS電源開始工作，由儲(chǔ)能電池工給負(fù)載所需電源，維持正常的生產(chǎn)（如粗黑→所示）；當(dāng)由于生產(chǎn)需要，負(fù)載嚴(yán)重過載時(shí)，由電網(wǎng)電壓經(jīng)整流直接給負(fù)載供電（如虛線所示）。UPS電源系統(tǒng)主要分兩大部分，主機(jī)和儲(chǔ)能電池。額定輸出功率的大小取決于主機(jī)部分，并與負(fù)載屬那種性質(zhì)有關(guān)，因?yàn)閁PS電源對(duì)不同性能的負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力不同，通常負(fù)載功率應(yīng)滿足UPS電源70％的額定功率。儲(chǔ)能電池容量的選取當(dāng)負(fù)載功率確定后主要取決其后備時(shí)間的長短，這個(gè)時(shí)間因各企業(yè)情況不同而不同，主要由備用電源的接入時(shí)間來定，通常在幾分鐘或幾個(gè)小時(shí)不等。萊鋼中小型棒材生產(chǎn)線因生產(chǎn)需要不允許斷電，因此，UPS電源系統(tǒng)在檢測(cè)到電網(wǎng)電壓中斷后，可自行啟動(dòng)供電，且隨著儲(chǔ)能電池慢慢放電，儲(chǔ)能電池的容量隨著時(shí)間會(huì)逐漸降低，考慮到壽命終止時(shí)儲(chǔ)能電池容量下降到50％并留有一定的余量，UPS電源系統(tǒng)的工作時(shí)間當(dāng)儲(chǔ)能電池滿容量時(shí)為2小時(shí)，半容量為1小時(shí)。

工作

當(dāng)市電正常380Vac時(shí)，直流主回路有直流電壓，供給DC-AC交流逆變器，輸出穩(wěn)定的220Vac交流電壓，同時(shí)市電對(duì)電流充電。當(dāng)任何時(shí)候市電欠壓或突然掉電，則由電池組通過隔離二極管開關(guān)向直流回路饋送電能。從電網(wǎng)供電到電池供電沒有切換時(shí)間。當(dāng)電池能量即將耗盡時(shí)，不間斷電源發(fā)出聲光報(bào)警，并在電池放電下限點(diǎn)停止逆變器工作，長鳴告警。不間斷電源還有過載保護(hù)功能，當(dāng)發(fā)生超載（150[%]負(fù)載）時(shí)，跳到旁路狀態(tài)，并在負(fù)載正常時(shí)自動(dòng)返回。當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重超載（超過200[%]額定負(fù)載）時(shí)，不間斷電源立即停止逆變器輸出并跳到旁路狀態(tài)，此時(shí)前面空氣開關(guān)也可能跳閘。消除故障后，只要合上開關(guān)，重新開機(jī)即開始恢復(fù)工作。為使不間斷電源充分工作，避免在過載或欠載下運(yùn)行，電源在開機(jī)前，首先計(jì)算負(fù)載容量。FR-UK型不間斷電源（標(biāo)稱額定功率）80[%]的阻性負(fù)載設(shè)計(jì)負(fù)載能力，一般帶計(jì)算機(jī)負(fù)載時(shí)可承受的按下式估算：∑i=1nPi≤P其中P為不間斷電源輸出容量（VA），P為第i個(gè)負(fù)載伏安數(shù)每套PLC功率：220V*0.5=110VA每臺(tái)操作站功率：220V*2A=440VAIBMPC客戶機(jī)及服務(wù)器：220V*1.5A=330VA則總功率：10*110VA+4*440VA+11*330VA=6490VA6490VA/0.8=8112VA因此，在這條棒材生產(chǎn)線上，采用10KVA的不間斷電源比較合適。