1、UPS 电源系统的知识要点1UPS 组成的主要部件及功能每台 UPS 包括：整流器/充电器、逆变器和静态旁路开关、手动检修旁路开关、通信接口软硬件（接口包括：RS-232/485 和 SNMP 接口卡等） 。1.1 整流器/充电器整流器/充电器一般采用微处理器控制的三相可控硅桥式整流或更优的方案，将380/220V交流转换为直流，向逆变器供给恒定的直流电源，同时对蓄电池组进行浮充，具备智能充电管理功能。 监测输入电压、直流母线电压、直流电流、电池充电电流； 具有全自动保护特性，包括欠压、过压、过热、限流保护； 对电池的核对性放电试验可以不切断整流器进行； 具备对蓄电池的浮充、均充、放电管理。1
2、.2 逆变器逆变器将从整流器或电池组获得直流滤波电流，转换为所需电压和频率的交流电。逆变器是由逆变模块、电感器、电容器、滤波板、控制电路和保护电路所组成，它将直流电源从 DC BUS 转换成交流电源供应给输出负载使用，目前常见的逆变器是用 IGBT 模块为开关组件，以正弦波调变的高频转换方式，可以大大减少谐波失真，取得品质更佳的输出电力并且可以减少噪声干扰。 监测旁路电压、频率、相位，直流电压、电流，逆变器输出电压、电流； 具有输出电压、频率及相位的精确控制功能； 自动与旁路同步，频率跟踪精度：0.11Hz （可调） ； 逆变器应具有全自动保护功能，包括欠压、过压、限流保护等； 在下列情况之一
3、发生时，逆变器输出电压瞬时变化一般不超过5%： 100%阶跃负载的增加或减少； 另一台冗余UPS故障； 逆变器满负荷切换到旁路。1.3 静态旁路开关UPS系统的旁路一般采用可控硅静态开关与继电器相结合的方式，当UPS系统故障时旁路控制开关会同时导通旁路，合上旁路接触器，关断逆变器接触器，由旁路接触器承担大电流给负载供电。逆变器输出失压或逆变器故障或逆变器过负荷时，静态开关应能在切换时间的指标内自动将电源切换至由旁路交流电源经调压变压器和静态开关向负荷供电。若旁路交流电源异常(电流、电压及频率等异常)，则静态开关应将负载再切换至由逆变器供电。当负载由逆变器切换到到旁路时，不应有相位的突变，而由旁
4、路切换至逆变器时，切换应为无扰动切换。双机分列运行情况下，任何一台机故障，均将转旁路工作；双机并列运行情况下，如果一台机故障，它应当优先脱离系统，负荷由另一台UPS承担，只有当满足两台都转旁路的条件时，整个系统才切换至旁路。1.4 手动检修旁路开关手动检修旁路开关将负荷由逆变器输出切换至旁路交流电源供电，可以将整个 UPS 系统旁路。当负荷由旁路交流供电时，允许对整流器、逆变器和静态开关进行检修和维护；由旁路手动切换至逆变器，应有同步信号，当条件（频率、电压）不满足时，应禁止切换操作。1.5 监控、远程诊断和维护UPS本体一般可配置有SNMP接口卡、并机板、可编程报警接口（RS 232C和RS
5、485接口、RJ45网络接口）及相关通信和监控软件。2. 各部件的工作情况在线式双变换 UPS 有四种操作模式： 正常操作模式 ( Normal Operation Mode )、停电模式( 电池供电 ( Back-up Mode )、备用电源模式 ( Reserve Mode ) 和维护旁路模式 ( Maintenance Bypass Mode ) ，分别说明如下：正常操作模式：如下图所示，在正常市电供应下，整流器将交流市电转换为直流电源后，供电给逆变器并同时对电池充电。在将交流电整流为直流电时，整流器能将市电中所产生的异常突波、噪声及频率不稳定等问题消除，使逆变器提供更稳定及干净电源给负
6、载。停电 (电池供电) 模式：如下图所示，当市电发生异常时，连接在 DC BUS 上电池组提供电能给逆变器，使交流输出不会有中断现象，进而达到保护输出负载的作用。备用电源模式：如下图所示，当逆变器发生异常状况，像温度过高、短路现象、输出电压异常或负载超载等情形，而超过逆变器可承受范围时，逆变器会自动切断以防止损坏。若此时市电仍然正常时，静态开关会将电源供应转为由备用电源输出给负载使用。维护旁路模式：如下图所示，当 UPS 要进行维修或更换电池而且负载供电又不能中断时，使用者可以先切断逆变器开关然后激活旁路无熔丝开关，再将整流器和备用电源无熔丝开关切断。在手动维护旁路转换的过程中，交流电源经由维
7、护旁路开关继续供应电源给负载，此时，UPS 内部将不存有电力，维护人员可以安全的进行维护。3.正常工作时，交流输入、输出的关系正常工作时，交流输入、输出为在线双变换的模式。当今电力、通信、航空、金融、军事等重要行业都采用此模式的 UPS。4.什么情况下，UPS 主机转入旁路工作状态？一般在下列条件下进行旁路切换： 150%负荷过载； 超过额定电压波动范围； 逆变器故障； 人工切换。5.电池的容量如何定义的？蓄电池的容量应根据 UPS 主机容量来进行的计算，蓄电池容量的计算应采用阶梯计算法（电流换算法） 。蓄电池的放电功率应按下式计算：式 （ 5-1）cosSP式 中 ： 蓄 电 池 放 电 功
8、 率 ， kW；P UPS 标 称 输 出 功 率 ， kVA； UPS 输 出 功 率 因 数 ， 取 0.8；cos 逆 变 器 转 换 效 率 ， 取 0.95；利 用 阶 梯 计 算 法 计 算 蓄 电 池 的 容 量 （ Ah*V） ：式 （ 5-2）CKP31式 中 ： 蓄 电 池 10h 放 电 率 的 计 算 容 量 ， Ah*V；C 蓄 电 池 放 电 功 率 ， kW；P 蓄 电 池 放 电 0.5h 的 容 量 换 算 系 数 ， 1/h， 当 采 用 单 节 2V 蓄 电K池 时 ， 取 0.900； 当 采 用 单 节 6V 或 12V 蓄 电 池 时 ， 取 0.990， 按 单 节 2V蓄 电 池 放 电 终 止 电 压 1.80V 考 虑 。说明：考虑 UPS 电源系统的特殊性，当 UPS 主机没有确定时，直流工作电压不能确定，因此，在已知 UPS 容量的条件下，此处蓄电池的计算容量为（Ah*V） ，待主机及直流工作电压确定后，再计算出蓄电池的容量（Ah） 。文章来源：http:/www.sy-
