APC UPS功能 原理与种类

发布时间:2018/11/7 15:09:00

APC UPS功能 原理与种类

什么是UPS?

UPS-Uninterrupted Power System;利用电池化学能作为后备能量,在市电断电等电网故障时,不间断地为用户设备提供(交流)电能的一种能量转换装置。

为什么用UPS

UPS的四大功能

  1. 不停电功能,解决电网停电问题;

  2. 交流稳压功能,解决网压剧烈波动问题;

  3. 净化功能,解决电网与电源污染问题;

  4. 管理功能,解决交流动力维护问题;

UPS的主要功能:

实现电网与用电器之间的隔离;

实现两路电源的不间断切换;

提供高质量电源;

电压变换和频率变换功能;

停电后提供后备时间。

UPS种类

按工作原理不同,UPS分为:

离线式(后备式UPS、互动式UPS)

在线式UPS

按供电体系不同,UPS分为:单进单出UPS、三进单出UPS、三进三出UPS。

按输出功率不同,UPS分为:

微型 < 6kVA

小型 6-20kVA

中型 20-100KVA

大型 >100kVA

按电池位置不同,UPS分为:

电池内置式UPS(标准机型)

电池外置式UPS(长延时机型)

按多机运行方式不同,UPS分为:

串联热备份UPS(用于中小功率机器)

交替串联热备份UPS(中小UPS)

直接并联UPS (用于中大功率)

按变压器特点不同,UPS分为:高频UPS(高频机)、工频UPS(工频机)

按输出波形不同,UPS分为:方波输出UPS、阶梯波(准正弦波)UPS、正弦波输出UPS。

 

UPS系统结构及原理

监控平台也是UPS的最重要组成部分之一。

 

UPS的基本原理

后备式UPS运行原理

有市电时,市电通过开关后直接供给负载,逆变器不工作;另外,市电通过充电器给电池充电。

停电后,启动逆变器,把电池储存的能量通过逆变器和开关供给负载。

功率等级0.25-2KVA左右

 

互动式UPS运行原理

在线互动UPS与后备式比,主要区别在于:逆变器与充电器合二为一;输出通过变压器的抽头跳变,实现分段稳压。

功率等级0.7-20KVA左右

 

在线式UPS运行原理

不管电网电压是否正常,负载所用的交流电压都要经过逆变电路,即逆变电路始终处于工作状态。

功率等级0.7-1500KVA左右

 

Delta变换UPS运行原理

Delta变换器和补偿变压器实现稳压功能,主变换器是双向变换器。不能稳定频率。

功率等级10-480KVA左右

 

四种UPS的比较  

UPS供电系统

一个完备的UPS供电系统,是由前端配电(市电,发电机,配电柜),UPS主机、电池、后端配电组成,附加后台监控或网络监控软/硬件等单元。

 

UPS监控系统组成

UPS网络监控系统=智能UPS+网络+监控软件

网络监控软件含以下三部分:

SNMP卡

监控台软件

安全关机程序

UPS监控组网

 

UPS品质选择与配置选择

UPS品质选择

UPS-负载:输出/整机指标

输出电压标准及(220/380VAC±1%)

输出频率标准及(50HZ±0.01%)

输出功率因素(0.7-1)

输出过载/抗短路能力(125%额定电流,10min 150%额定电流,60s )

三相不平衡能力(100%不平衡负载,电压不均衡<±5%)

动态响应(100%负载,瞬态电压波动<5%,恢复时间:≤20ms)

效率(90-94%)

噪音(50-75db)

环境指标(温度0~40℃),湿度,海拔<1000米)。

UPS整机指标-效率计算

UPS各部件效率:

SCR整流器99%;IGBT整流器98%、IGBT逆变器效率96%、变压器效率98%,滤波器99%

传统UPS的效率:

SCR整流(99%)×IGBT逆变(96%)×输出TX(98%)=93%

12脉冲传统UPS的效率:

输入移相TX(98%)×双SCR整流(98%)×IGBT逆变(96%)×输出TX(98%)=90%

新型UPS效率计算:

IGBT整流(98%)×IGBT逆变(96%)=94%

 

UPS -电池:电池管理

充电保护(过压及过流充电保护,温度补偿)

放电保护(关机截止电压设定及调整,自动脱扣)

电池智能化管理(检测和报警)

后备时间计算和显示:额定负载后备时间T

75%额定负载1.6T; 50%额定负载2.5T; 33%额定负载4T

充电能力及充电时间:10%~25%额达容量充电能力

充电时间计算:T=AH/I充电×(充电效率80%)

 

UPS配置与选择

UPS分类和选择

工作方式:后备式、互动式、在线式;

容量:小功率(1~10KVA);中功率(20~60K);大功率(80~1000KVA)

适用环境:商业级、工业级、电厂专用、车载或船用

输出变压器:高频机,工频机。
小功率:APC、Santak(山特)、Kestar(科士达)、PCM

中功率:Powerware、MGE、Emerson-Liebert、Delta、Santak

大功率 Emerson-Liebert 、MGE、Powerware、Chloride-Siemens、Socomec-Sicon、 GE-Imv、Best-Borri

其他常见品牌:科华(kelong)、(champion)、易斯特(East)、赛康、复华、优玛、宝合、四通、 Best、伽马创力、雷洛士、Powerland(宝兰)、山顿(Sendon)、劲达(Deltec)、东芝(Toshiba)、APC- Gutor(固特)、AEG(德国通用电气)、Protect(普洛泰克)。

 

容量及机型选择

电池计算及配置

配电部分:线缆及开关

容量及机型选择

用户负载量,冗余度

负载性质:IT类、电感性负载、使用环境-谐波、变压器

机房配电设计:进线方式

机型成本及竞争优势。

用户负载量;UPS输出冗余度(70~80%)

负载峰值因素(3:1)不能超过逆变器过载能力

负载视在功率(KVA)不能超过UPS额定功率*功率因素折算系数

三相负载不平衡度<30%。