ups選型基本技術(shù)廠家培訓(xùn)資料

1、UPS基本技術(shù),電 源 故 障,,市電的九種電源故障形式,電源斷電 電壓下陷 電源浪涌,持續(xù)欠壓 持續(xù)過壓,高頻噪音 頻率波動(dòng) 瞬態(tài)切換 諧波失真,UPS,(Uninterruptible Power System),,,UPS外在關(guān)聯(lián),,,,,電池,UPS,,UPS功能及基本結(jié)構(gòu),,UPS內(nèi)部基本結(jié)構(gòu),,,UPS的主要功能,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用電器之間的隔離實(shí)現(xiàn)兩路電源的不間斷切換

2、提供高質(zhì)量電源電壓變換和頻率變換功能停電后提供后備時(shí)間,,UPS類型,后備式UPS在線互動(dòng)式UPS在線式UPS,,后備式UPS工作框圖,,,在線互動(dòng)式UPS原理框圖,,,在線式UPS原理框圖,,,市電停電時(shí)工作框圖,,,過載或故障時(shí)工作框圖,,,UPS品質(zhì)描述,UPS －市電：輸入指標(biāo)UPS －負(fù)載：輸出指標(biāo)UPS －電池：電池管理UPS －用戶：通訊監(jiān)控UPS －UPS：備份與擴(kuò)容,UPS技術(shù)的發(fā)展第一代UPS（9

3、0年前）： SCR整流＋SCR逆變第二代UPS（90～95年)： SCR整流＋GTR逆變第三代UPS（95～05年）： SCR整流＋I(xiàn)GBT逆變第四代UPS（05年后）： IGBT整流＋I(xiàn)GBT逆變,,UPS品質(zhì)描述,UPS －市電：輸入指標(biāo)輸入電壓標(biāo)準(zhǔn)及范圍（220/380VAC±15％）輸入頻率標(biāo)準(zhǔn)及范圍（50HZ±10％）輸入功率因素（0.8~0.99) SCR型整流器： P

4、F≈U浮充/?2UL IGBT型整流器： PF≈ 4、輸入電流諧波失真（THD）(3~35%),,U1I1,UL IL,Cos?,,UPS品質(zhì)描述,每相可控硅在1/3周期導(dǎo)通.產(chǎn)生浮充電壓： UF=3?2/?×UL×COS?＝1.35×380×1＝513V 輸入電壓范圍：30% 電池電壓（32～35）X12V，逆變器效率低，輸出必須配置隔離升壓變壓器,,可控硅整流器

5、,ABC,DC+,DC-,,UPS品質(zhì)描述,,,,,每相可控硅在1/3周期導(dǎo)通.產(chǎn)生奇次諧波n=6k±1(K為正整數(shù))諧波分量>30%發(fā)電機(jī)配比2.5~3:1,,6脈沖整流器,UPS品質(zhì)描述,,6脈沖整流器,優(yōu)點(diǎn):THD <10% 滿載條件下簡(jiǎn)單可靠,可任意時(shí)候加裝可提高功率因數(shù),,,,,,,,,,,,,,,6-脈沖整流器+無源濾波器(LC),缺點(diǎn):在特定條件下，無源濾波器會(huì)和電網(wǎng)內(nèi)阻發(fā)生諧

6、振抑制高次諧波效果差效率降低費(fèi)用增加且體積增大,,6脈沖整流器,6-脈沖整流器+有源濾波器(APF),-采用補(bǔ)償原理向電網(wǎng)注入與諧波電流相位相反,幅值相同的電流.采用IGBT電路,優(yōu)點(diǎn):THD <5%不會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象不受系統(tǒng)阻抗變化的影響不受諧波頻率變化的影響,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,缺點(diǎn):電路復(fù)雜,MTBF(平均無故障時(shí)間)下降EMI高,效率下降2％成本高,,,

7、,邏輯控制,,,,,,,,,,,,,,B+,B-,+,-,至逆變器,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,L1L2L3,,,,0,Y,,,,,,,,,,12脈沖整流器,,12脈沖整流器,12脈沖整流器,優(yōu)點(diǎn):THD < 10% 滿載缺點(diǎn):需要兩個(gè)整流器和一個(gè)移相變壓器效率比較低2%體積重量也增加,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

8、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,IGBT整流器,采用高頻脈寬調(diào)制型IGBT整流器技術(shù)， 對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)能力很強(qiáng)。不帶濾波器時(shí)輸入功率因數(shù)就可高達(dá) 0.99優(yōu)點(diǎn):輸入電壓范圍：<±25%輸入功率因素：0.99諧波分量<3%綠色電源不會(huì)因加裝濾波器而造成能量損失機(jī)器重量輕--易于安裝和運(yùn)輸缺點(diǎn)：整流器容量受現(xiàn)有技術(shù)條件所限（<200KVA）穩(wěn)定性不如可控硅整流器,,,I,U,,IGBT 整

9、流器,傳統(tǒng)可控硅整流的電流波形,IGBT整流的電流波形,使用IGBT整流目的：提高輸入端的功率因數(shù)≈1--使輸入端電流盡可能接近正弦波減少直流脈動(dòng)和諧波干擾 擴(kuò)展UPS輸入電壓范圍,,柴油機(jī) / UPS容量匹配,,注： UPS并聯(lián)系統(tǒng)前端發(fā)電機(jī)容量為單機(jī)1.8倍,用戶投資條件允許發(fā)電機(jī)組還應(yīng)備有1.25倍的余量。,,單相全橋整流UPS,Pg-柴油發(fā)電機(jī)功率；Pu-UPS輸入功率,,UPS品質(zhì)描述,UPS －負(fù)載：輸出/整機(jī)指標(biāo)

10、輸出電壓標(biāo)準(zhǔn)及精度（220/380VAC±1％）輸出頻率標(biāo)準(zhǔn)及精度（50HZ±0.01％）輸出功率因素（0.7－1)輸出過載/抗短路能力(125％額定電流，10min 150％額定電流，60s )三相不平衡能力(100%不平衡負(fù)載,電壓不均衡＜±5%） 動(dòng)態(tài)響應(yīng)(100％負(fù)載，瞬態(tài)電壓波動(dòng)<5%,恢復(fù)時(shí)間：≤20ms)效率(90－94%)噪音(50－75db）環(huán)境指標(biāo)(溫度0～4

11、0℃） ，濕度，海拔<1000米）,,UPS品質(zhì)描述,UPS整機(jī)指標(biāo)－效率計(jì)算UPS各部件效率： SCR整流器99％；IGBT整流器98％、IGBT逆變器效率96％、 變壓器效率98％,濾波器99％傳統(tǒng)UPS的效率： SCR整流（99％）×IGBT逆變（96％）×輸出TX（98％）=93％12脈沖傳統(tǒng)UPS的效率: 輸入移相TX（98％）×雙SCR整流（98％）×

12、;IGBT逆變（96％） ×輸出TX（98％）=90％新型UPS效率計(jì)算： IGBT整流（98％）×IGBT逆變（96％）=94％,,UPS品質(zhì)描述,UPS －電池：電池管理充電保護(hù)（過壓及過流充電保護(hù)，溫度補(bǔ)償）放電保護(hù)（關(guān)機(jī)截止電壓設(shè)定及調(diào)整，自動(dòng)脫扣）電池智能化管理（檢測(cè)和報(bào)警）后備時(shí)間計(jì)算和顯示：額定負(fù)載后備時(shí)間T 75％額定負(fù)載1.6T; 50％額定負(fù)載2.5T; 33％額定負(fù)載

13、4T充電能力及充電時(shí)間：10％～25％額達(dá)容量充電能力充電時(shí)間計(jì)算：T＝AH/I充電×?（充電效率80％ ）,,UPS品質(zhì)描述,UPS －用戶管理：通訊和監(jiān)控顯示及控制通訊功能：串口RS232/RS485；網(wǎng)卡；干結(jié)點(diǎn)； modbus卡監(jiān)控：監(jiān)控軟件及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能,,UPS品質(zhì)描述,UPS －UPS：擴(kuò)容及備份串聯(lián)備份并聯(lián)備份及增容并聯(lián)技術(shù)及指標(biāo) 直接并聯(lián)、公共旁路、模塊化UPS、環(huán)流指標(biāo),,,串

14、聯(lián)熱備份,UPS －UPS：擴(kuò)容及備份,,并聯(lián)冗余或增容,,,,,,,,可實(shí)現(xiàn)：并聯(lián)冗余工作方式并聯(lián)增容工作方式,UPS －UPS：擴(kuò)容及備份,,,公共旁路并聯(lián),可實(shí)現(xiàn)：多臺(tái)并聯(lián)冗余工作方式多臺(tái)并聯(lián)增容工作方式,UPS －UPS：擴(kuò)容及備份,,,,,,,,,,UPS供配電系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,,,,市電,發(fā)電機(jī),UPS系統(tǒng)1,ATS,關(guān)鍵雙電源負(fù)載,UPS系統(tǒng)2,關(guān)鍵單電源負(fù)載,次要單電源負(fù)載,次要單電

15、源負(fù)載,STS,,UPS分類和選擇,工作方式：后備式、互動(dòng)式、在線式容量：小功率（1～10KVA）；中功率（20～60K）；大功率（80～1000KVA）適用環(huán)境：商業(yè)級(jí)、工業(yè)級(jí)、電廠專用、車載或船用輸出變壓器：高頻機(jī)，工頻機(jī),,UPS市場(chǎng)和品牌,小功率：APC、Santak（山特）、Kestar（科士達(dá)）、PCM中功率：Powerware、MGE、Emerson-Liebert、Delta、Santak大功率： Emers

16、on-Liebert 、MGE、 Powerware、 Chloride-Siemens、、 Socomec-Sicon、 GE-Imv、Best-Borri其他常見品牌：科華（kelong）、冠軍（champion）、易斯特（East）、賽康、復(fù)華、優(yōu)瑪、寶合、四通、 Best、伽馬創(chuàng)力、雷洛士、Powerland（寶蘭）、山頓（Sendon）、勁達(dá)（Deltec）、東芝（Toshiba）、APC- Gutor（固特）、AEG（德

17、國(guó)通用電氣）、Protect（普洛泰克）,,UPS推薦和配置,容量及機(jī)型選擇電池計(jì)算及配置配電部分：線纜及開關(guān),,UPS推薦和配置,容量及機(jī)型選擇用戶負(fù)載量,冗余度負(fù)載性質(zhì)：IT類、電感性負(fù)載、使用環(huán)境－諧波、變壓器機(jī)房配電設(shè)計(jì)：進(jìn)線方式機(jī)型成本及競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),,UPS推薦和配置,容量及機(jī)型選擇用戶負(fù)載量；UPS輸出冗余度（70～80％）負(fù)載峰值因素（3：1）不能超過逆變器過載能力負(fù)載視在功率（KVA）不能超過UPS額定功

18、率*功率因素折算系數(shù)三相負(fù)載不平衡度<30%,,UPS推薦和配置,工業(yè)級(jí)UPS惡劣的電氣和物理環(huán)境：供電線路電壓/頻率波動(dòng)、浪涌沖擊、峰值下陷、高頻干擾，環(huán)境溫濕度不穩(wěn)、粉塵、腐蝕等。結(jié)構(gòu)：輸入輸出雙隔離、鋼板機(jī)箱、高IP防護(hù)等級(jí)。適用領(lǐng)域：鋼鐵、化工、電力、汽車、造紙、煤炭、石油、隧道負(fù)載類型：重載機(jī)械、生產(chǎn)線設(shè)備、DCS系統(tǒng)等,,UPS能耗指標(biāo),,UPS 工作損耗、通風(fēng)量、空調(diào)配置 滿載損耗（KW）＝kVA ?C

19、os? ×（6～7.5％）空調(diào)制冷量 輸出功率折算－海拔高度，海拔每升高100米降容1％（典型 UPS工作海拔高度：1000米）,,容量及機(jī)型選擇,不同功率因數(shù)的負(fù)載UPS輸出功率折算（典型 UPS 輸出PF-0.8型）,容量及機(jī)型選擇,,進(jìn)線方式：上進(jìn)線/下進(jìn)線 選擇優(yōu)勢(shì)機(jī)型，增加價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力,,電池計(jì)算和配置,計(jì)算公式：,,AH=,?（逆變效率）?電池只數(shù)?U平(單個(gè)電池電壓) ?放電速率,,kVA ?Cos?

20、,電池計(jì)算：恒流計(jì)算法（放電速率）,近似計(jì)算法：適用于小功率，長(zhǎng)時(shí)間配置,,市電停電時(shí)工作框圖,,,電池計(jì)算和配置,精確計(jì)算：恒功率計(jì)算法1、截止電壓確定： 1.67V/cell放電60分鐘2、計(jì)算每個(gè)Cell電池恒功率數(shù)據(jù)：3、根據(jù)廠家恒功率放電數(shù)據(jù)表選擇滿足計(jì)算結(jié)果的電池規(guī)格,W/cell=,?（逆變效率）?電池cell數(shù),kVA ?Cos?,,,UPS推薦和配置,配電部分：線纜及開關(guān)輸入開關(guān)容量及線纜規(guī)格

21、： 三相電工速算法: 輸入電流(A)＝1.8XKVA ,開關(guān)系數(shù)X1.2 單相電工速算法: 輸入電流(A)＝5XKVA ,開關(guān)系數(shù)X1.2輸出開關(guān)容量及線纜規(guī)格： 三相電工速算法: 輸出電流(A)＝1.5XKVA ,開關(guān)系數(shù)X1.2 單相電工速算法: 輸出電流(A)＝4XKVA ,開關(guān)系數(shù)X1.2電池開關(guān)容量及線纜規(guī)格： 放電電流（A）＝kVA ?Cos?/U電池電壓

22、 開關(guān)系數(shù)(X1.2)電纜長(zhǎng)度與壓降：如70mm 線阻0.26?/km零線及地線規(guī)格：零線＝1～1.5倍相線，地線＝相線,,UPS推薦和配置,配電部分：電纜及開關(guān)規(guī)格電纜額定電流簡(jiǎn)單算法空開規(guī)格: R10、R16、R20、 R25、R32、R40、R50、R63、R80、R100、R125、R160、R200、R250、R320、R400、R630、R800、R1250,,UPS推薦和配置,隔離變壓器