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    UPS不间断电源工作原理及应用说明

    日期:2015/06/23  点击:585 次
     UPS是针对中国电网环境和网络监控及网络系统、医疗系统等对电源的可靠性要求,克服中、大型计算机网络系统集中供电所造成的供电电网环境日益恶劣的问题,以全新的数字技术研制出的第三代工频纯在线式智能型UPS。直流电源,是维持电路中形成稳恒电流的装置。如干电池、蓄电池、直流发电机等。

    UPS

    UPS

        UPS和直流电源是企业重要的供电保障设备,传统的维护管理包括:①日常巡检外观,定期更换电池、滤波电容、风机等易损件,大修时做电池活化等;②改造或采用换代设备,使用高级工具测试电池性能。这种管理方式企业投入成本高,维护人员工作量大,不易实时掌握设备运行状态和关键数据,设备事故预防能力低。实施在线维护管理可避免传统方式的不足之处,获得良好效益。

        UPS的中文意思为“不间断电源”,是英语“UninterruptiblePowerSupply”的缩写,它可以保障计算机系统在停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘,使用户不致因停电而影响工作或丢失数据。

        系统

        总控站(后台)

        由监控站、工程维护站、系统接口等构成,运用管理分析软件处理接收的数据并通过Web发布。工程维护人员登录服务器可查看全厂所有在线设备的运行状态以及完善的历史、实时数据分析统计。

        现场设备控制站(ES)

        根据现场设备需要,可选择监控功能仪或设备运行状态信息采集仪(EII)。EII通过RS-232/485端口与电能表、电池采集模块、直流屏、UPS等智能设备通信,将监测数据转换为符合通信协议的数据包,接入局域网,传送至主控室服务器。独立完整的ES包括以下部分。

        2.1、系统主机。由下行串口通道、数据处理器、显示器、上行串口通道组成。下行串口通道通过RS-485总线访问电池电压采集模块,采集数据,管理电压采集模块,数据处理器完成数据解压、数据计算、存储管理,将处理后的数据一部分送往显示器,另一部分由上行串口通道发送至协议处理器,或传给上一层管理系统。

        2.2、数据采集模块组。可根据用户需要确定采集数据要求及配置相应采集仪器,一般由电池电压采集模块、电流、温度、功率等组成,模块间隔离良好、绝缘性强,可靠性、安全性高。数据采集可分组,每个模块可对一定数量电池进行电压采集,可配备电流、温度传感器,模块间与系统主机一般采用RS-485连接。

        2.3、协议处理器。具有协议处理程序的接口板,处理各种通信协议。可实现:①将主机发送的电池电压、电流、温度等信息按约定协议编码、打包、发送至远程服务器;②将远程服务器发出的遥控、遥调指令经过解码发给主机,实时控制。

        2.4、放电模块。可快速测出电池直流内阻,瞬间测试电池性能,大功率放电模块可提供瞬间大电流冲击负荷。

        2.5、远程服务器。实现局域网内计算机数据通信,通过局域岗远程访问现场的蓄电池监测系统,接收、分析数据,通过Web服务器发布数据。

        3、通信网络

        联网现场设备各分站(采集监控站),采用光纤作为数据通信主干线,组成全厂UPS和直流电源在线监控的局域网。

        组成

        UPS电源系统由五部分组成:主路、旁路、电池等电源输入电路,进行AC/DC变换的整流器(REC),进行DC/AC变换的逆变器(INV),逆变和旁路输出切换电路以及蓄能电池。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的,整流器件采用可控硅或高频开关整流器,本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能,从而当外电发生变化时(该变化应满足系统要求),输出幅度基本不变的整流电压。净化功能由储能电池来完成,由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除,整流后的电压仍存在干扰脉冲。储能电池除可存储直流直能的功能外,对整流器来说就象接了一只大容器电容器,其等效电容量的大小,与储能电池容量大小成正比。由于电容两端的电压是不能突变的,即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰,起到了净化功能,也称对干扰的屏蔽。频率的稳定则由变换器来完成,频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定程度。为方便UPS电源系统的日常操作与维护,设计了系统工作开关,主机自检

        不间断电源

        故障后的自动旁路开关,检修旁路开关等开关控制。

        在电网电压工作正常时,给负载供电如图所示,而且,同时给储能电池充电;当突发停电时,UPS电源开始工作,由储能电池供给负载所需电源,维持正常的生产(如粗黑→所示);当由于生产需要,负载严重过载时,由电网电压经整流直接给负载供电(如虚线所示)。

        工作过程

        当市电正常380Vac时,直流主回路有直流电压,供给DC-AC交流逆变器,输

        不间断电源工作原理框图

        出稳定的220V或380Vac交流电压,同时市电经整流后对电池充电。当任何时候市电欠压或突然掉电,则由电池组通过隔离二极管开关向直流回路馈送电能。从电网供电到电池供电没有切换时间。当电池能量即将耗尽时,不间断电源发出声光报警,并在电池放电下限点停止逆变器工作,长鸣告警。不间断电源还有过载保护功能,当发生超载(150%负载)时,跳到旁路状态,并在负载正常时自动返回。当发生严重超载(超过200%额定负载)时,不间断电源立即停止逆变器输出并跳到旁路状态,此时前面输入空气开关也可能跳闸。消除故障后,只要合上开关,重新开机即开始恢复工作。