第4章不间断电源总结只是分享
不间断电源
不间断电源一、引言随着现代社会对电力需求的不断增加，电力供应的稳定性和可靠性变得尤为重要。
在电力系统出现故障、停电或突发情况时，不间断电源（Uninterruptible Power Supply，缩写为UPS）的作用愈发凸显。
不间断电源是一种电子设备，能够在电网停电或电压异常的情况下为电气设备提供稳定的电力。
二、不间断电源的工作原理不间断电源系统通常由铅酸蓄电池、整流器、逆变器和控制器等组成。
工作时，整流器将交流电转变为直流电，并将部分电能用于为蓄电池充电；逆变器则将直流电转换为交流电，以供用户设备使用。
控制器通常用于监测和控制不同工作模式下的电池充放电情况，以确保系统的高效工作。
三、不间断电源的分类根据输出电压的特点，不间断电源可以分为三类：离线式（Standby UPS）、在线式（Online UPS）和线交互式（Line-Interactive UPS）。
1. 离线式不间断电源：在电网正常供电时，不间断电源的整流器将交流电转为直流电给蓄电池充电，同时也为接入设备提供电力。
当电网发生故障或停电时，不间断电源自动切换为蓄电池供电，通过逆变器将直流电转换为交流电，为设备提供电力。
2. 在线式不间断电源：在线式不间断电源在正常工作状态下，电流始终经过逆变器的转换，并且通过整流器为蓄电池充电。
因此，即使电网发生变化，也不会对设备供电造成任何干扰。
3. 线交互式不间断电源：线交互式不间断电源结合了离线式和在线式的优点。
当电网电压正常时，整流器通过稳压转换器将交流电转为直流电，用于为设备供电并为蓄电池充电；当电网电压异常时，逆变器负责为设备提供稳定的电力。
四、不间断电源的应用领域1. 信息技术设备：计算机、服务器、网络设备等信息技术设备对于电力的稳定供应尤为重要。
不间断电源能够为这些设备提供持续性的电力支持，防止数据丢失和设备损坏。
2. 医疗设备：医院、诊所等医疗机构的电力需求对于患者的生命安全至关重要。
《不间断电源UPS》课件
目录
• UPS的概述 • UPS的工作原理 • UPS的应用场景 • UPS的选购与使用 • UPS的常见问题及解决方案 • UPS的发展趋势与未来展望
01
UPS的概述
UPS的定义和作用
总结词
UPS是不间断电源的简称，它是一种能够提供持续稳定电源 的设备，主要用于保护电器设备免受电压波动、瞬时断电等 突发状况的影响。
转换效率
UPS在正常工作时，将 市电转换为直流电的效
率。
逆变效率
UPS在将直流电转换为 交流电供给负载设备的
效率。
旁路效率
UPS在切换到旁路电源 时的效率。
负载效率
UPS在满载时的效率。
03
UPS的应用场景
家庭及办公场所应用
家庭及办公场所的电器设备
UPS为家庭和办公场所的电器设备提供稳定、可靠的电源，确保 电脑、打印机、传真机等设备在电力故障时能够正常运行。
05
UPS的常见问题及解决 方案
UPS电池故障及解决方案
总结词
电池故障是UPS最常见的故障之一，可能导致UPS无法正常供电。
详细描述
当UPS电池故障时，通常会出现电源指示灯熄灭、UPS无法启动或输出电压不稳定等现象。解决方案 包括检查电池连接是否牢固、电池是否损坏或老化，并及时更换电池。同时，保持UPS工作环境清洁 和适宜的温度也有助于延长电池寿命。
在工业和生产环境中，UPS能够为生产线上的设 备提供稳定的电力供应，确保生产流程的连续性 和稳定性。
控制设备安全
在一些工业设备中，UPS可以起到控制设备安全 的作用，防止因突然断电导致设备损坏或事故发 生。
提高生产效率
稳定的电力供应能够提高生产设备的运行效率， 减少因电力故障导致的生产中断和损失。
不间断电源
第四章不间断电源（UPS）的使用与维护第一节 UPS配置与选择一、交流不间断电源（UPS）常用技术参数1、设备运行条件①环境温度：0~40℃。
②相对湿度：≤95％(25℃，无凝露)。
2、输入指标①额定电压：220／380V AC(主输入电源为三相三线，旁路输入电源为三相四线)。
②额定频率：50Hz。
③输入电压允许变动范围：-15％~+10％。
④输入频率允许变动范围：±5％。
⑤功率因数：>0.8(满负荷)。
⑥电压谐波失真度：≤5％。
⑦功率软启动：10~15s内爬升到额定功率。
3、整流器输出指标①额定电压：按产品技术条件。
②稳压精度：土1％。
③电压可调范围：(2.00×n~2.40×n)Vdcn一单体电池只数。
4、逆变器输入指标电压范围：(1170×n~2.40×n)Vdc。
n一单体电池只数。
5、逆变器输出指标（1）额定电压：220／380V(三相四线)。
（2）输出电压可调范围：±5％。
（3）额定频率：50Hz。
（4）稳压精度：稳态：≤±1％。
瞬态：≤±5％。
（5）瞬态电压恢复时间：≤50ms。
（6）频率精度：土0.1％(内同步)。
（7）频率同步范围：±0.5，±1，±1.5，±2Hz(可调)。
（8）频率调节速率：0.1~l1Hz／s。
（9）电压波形失真度：单谐波：≤3％；总谐波：≤5％。
（10）三相输出电压不平衡度：<±1％(平衡负载)；<±3％(50％不平衡负载)；<±5％(100％不平衡负载)（11）三相输出电压相位偏移：<±1°(平衡负载)；<±3°(不平衡负载)。
（12）过载能力：10min(125％额定电流)；10s(150％额定电流)。
（13）限流：100％~110％额定电流可调。
不间断电源简介演示
特点
在线式UPS具有高可靠性、高稳定性和 高效率等特点，适用于对电力质量要求 较高的场景；
02
不间断电源的电池技术
铅酸电池
铅酸电池是最早投入商业生产使用的电池，具有技术成熟、 成本低、维护简单的优势。但同时，铅酸电池也存在着比能 量低、易污染环境等缺点。
铅酸电池主要由正极板、负极板、电解液和隔膜组成。正极 板上的活性物质是二氧化铅，负极板上的活性物质是铅。电 解液是硫酸的水溶液。隔膜将正负极板分隔开，防止短路。
定期检查其他部件，如电源插头 、电缆等是否正常，如有故障应
及时维修或更换。
保持通风与环境干燥
通风条件
不间断电源应安装在通风良好的环境中，以保持 空气流通。
环境湿度
保持环境干燥，避免湿度过高导致设备内部出现 凝结现象。
防水措施
在多雨地区，应采取防水措施，以防止雨水进入 不间断电源内部。
06
不间断电源的发展趋势与新技 术
影响。
自动化设备
工业级不间断电源为各种自动化设 备提供可靠的电力保障，确保设备 的正常运行和生产效率。
危化品生产
对于危化品生产行业，工业级不间 断电源有助于确保生产过程的安全 和稳定，避免潜在的安全风险。
商业级应用场景
数据中心
金融行业
商业级不间断电源为数据中心提供持 续、稳定的电力支持，保障服务器、 网络设备等关键设施，具有较高的能量密度和较低的自放电率。镍镉 电池的正极材料是镍氢氧化物，负极材料是金属镉。电解液是氢氧化钾的水溶液 。
镍镉电池的缺点是镉是有毒物质，对环境和人体健康有损害。此外，镍镉电池的 记忆效应较强，需要进行周期性的放电以避免损害电池性能。
锂离子电池
锂离子电池是一种高能量密度的电池 ，具有较轻的重量和较长的寿命。锂 离子电池的正极材料是锂过渡金属氧 化物，负极材料是石墨或硅基材料。 电解液是有机溶剂和锂盐的混合物。
不间断电源的全面解析
不间断电源的全面解析摘要：I.引言- 介绍不间断电源的概念和作用II.不间断电源的工作原理- 电源输入与转换- 电池组与充电器- 逆变器与输出III.不间断电源的分类与选择- 按工作原理分类- 按应用场景分类- 选择不间断电源的因素IV.不间断电源的应用领域- 数据中心- 国防与金融- 家庭与个人设备V.不间断电源的维护与注意事项- 日常维护- 故障处理- 使用注意事项VI.结论- 总结不间断电源的重要性和应用前景正文：I.引言不间断电源（UPS）是一种为电子设备提供稳定、持续电能的设备，其作用是在电网停电或电压波动时，及时切换到电池供电，确保电子设备正常运行。
UPS 广泛应用于数据中心、国防、金融、家庭等领域，为人们的工作和生活提供便利。
本文将为您详细解析不间断电源的工作原理、分类、应用和维护等方面的知识。
II.不间断电源的工作原理不间断电源的工作原理主要包括三个部分：电源输入与转换、电池组与充电器、逆变器与输出。
1.电源输入与转换：UPS 通过输入开关接收电网电源，经过整流、滤波后，将交流电转换为直流电，为后续设备提供稳定的电源。
2.电池组与充电器：UPS 的电池组在直流电的作用下储存能量。
当电网停电时，电池组立即为逆变器提供直流电，保证输出电压的稳定性。
充电器则在电网正常时，对电池组进行充电，确保电池组始终处于满电状态。
3.逆变器与输出：逆变器是将直流电转换为交流电的关键设备。
在电网停电时，逆变器立即切换到电池供电，将直流电转换为交流电，保证输出电压和频率的稳定性。
III.不间断电源的分类与选择根据工作原理和应用场景，不间断电源可分为以下几类：1.离线式UPS：适用于对电源质量要求不高的场景，结构简单，成本较低。
2.在线式UPS：适用于对电源质量要求较高的场景，具有较高的转换效率和输出电压质量。
3.互动式UPS：结合了离线式和在线式的优点，适用于对电源质量有一定要求的场景。
在选择不间断电源时，需要考虑以下因素：1.设备类型和功率：根据需要保护的设备类型和功率，选择合适的不间断电源。
rstoneelectronics不间断电源说明书
rstoneelectronics不间断电源说明书rstoneelectronics不间断电源使用说明书第一章: 引言感谢您选择使用rstoneelectronics品牌的不间断电源。
本说明书将为您提供有关该产品的详细信息，并帮助您正确地使用和维护不间断电源。
在使用之前，请仔细阅读本手册并按照说明进行操作，以确保您的设备安全运行，并实现最佳的电力保护效果。
第二章：产品概述2.1 产品特点rstoneelectronics不间断电源采用先进的技术设计，具有以下特点：- 大容量电池组，可以提供长时间的备用电力- 高效能转化，提供稳定可靠的电力输出- 多层过滤器，保护连接到不间断电源的设备免受电力波动的影响- 可调节电流输出，适应不同设备的需求- 具有自动切换和自动启动功能，保证设备在停电情况下能够持续供电- 提供电池状态监控和故障显示功能，方便维护和保养2.2 主要部件rstoneelectronics不间断电源主要由以下部件组成:- 输入插座和电源线：用于将电源连到主电源- 电池组：存储备用电力供给- 逆变器和变压器：将直流电源转换为交流电源- 输出插座：用于连接需要供电的设备- 控制面板和显示屏：显示电池状态、输出功率、故障信息等- 风扇和散热装置：保持设备正常工作温度第三章：安装与操作3.1 安装在安装不间断电源之前，请确认以下事项:- 选择一个干燥、通风良好的环境，避免阳光直射和潮湿环境- 确保输入电源符合设备要求，并正确插入插座- 确保设备的负载不超过不间断电源额定功率- 保持设备的周围空间畅通，避免堆积杂物- 确保设备与其他电子设备的安全距离，避免干扰3.2 连接设备和电源- 将需要供电的设备连接到不间断电源的输出插座上- 将主电源连接到不间断电源的输入插座上- 确保连接牢固，避免松动可能引起的火灾和电击风险3.3 启动和关机- 按下不间断电源的电源开关，启动电源供应- 可以在控制面板上查看电池状态和输出功率信息- 在停电或其它突发情况下，不间断电源会自动切换到备用电源，无需手动操作- 当主电源恢复时，不间断电源会自动切换回主电源- 在关机时，先关闭连接到不间断电源上的设备，然后关闭不间断电源的电源开关第四章：维护与保养为确保不间断电源的正常运行，请定期进行以下维护和保养操作：4.1 清洁定期清洁不间断电源的外部表面，可使用柔软的布擦拭，避免使用湿布和化学溶剂。
不间断电源工作原理
不间断电源工作原理
不间断电源(UPS)是一种用于保护电子设备免受电力故障和中断影响的装置。
UPS工作原理如下：
1. AC-DC转换：UPS将交流电源转换为直流电源。
电源插座连接到UPS的输入端，UPS内部的整流器将交流电转换为直流电。
2. 充电：UPS还包含一个电池组，将直流电源用于充电。
这些电池通常是铅酸电池，当电网供电正常时，电池组会持续充电以保持满电状态。
3. DC-AC转换：当电网供电中断时，UPS会立即切换到电池供电模式。
直流电池供电通过逆变器将直流电转换为交流电。
逆变器的输出电压和频率必须与交流电网的标准匹配。
4. 电源切换：在电网供电恢复后，UPS会自动将电源切换回来，从而实现无缝过渡。
这个过程可以在毫秒级内完成，保证设备不会感受到中断。
5. 延迟关机：UPS通常还具有延迟关闭功能，以延长电池寿命。
当电网供电中断后，UPS可以继续供电一段时间，以便用户有足够的时间保存工作和关闭设备。
总之，不间断电源的工作原理是通过交流电-直流电-交流电的转换过程，使设备能够在电网供电中断时继续工作，并能在电
网恢复后无缝切换回来。
这样可以保护设备免受电力故障和中断的影响。
UPS不间断电源知识详解
UPS的作用
UPS中文为“不间断电源”。是一种含储能装置，以整流器、 逆变器为主要组成部分，为变电站内监控系统、自动化仪表、 远方通信系统等设备提供恒压恒频的不间断电源。
UPS系统的主要作用有两方面：
（1）做为重要设备的交流供电电源，防止市电突然断电而影 响正常工作，给设备造成损害；
（2）消除市电中的电涌、瞬间高/低电压、电线噪声和频率偏 移等“电源污染”，改善电源质量，为计算机等提供高质量的 电源。
（4）由于变电站有 220V或 110V 直流系统，并有直流充电屏给蓄电池 充电。所以电力专用UPS自身不带蓄电池，直接使用直流系统作为UPS 的直流输入，并且不需要具备充电功能。
（5）电力专用 UPS 的直流输入端一般要求装有反灌杂讯抑制器，如逆 止二极管等，使 UPS 对直流母线的影响尽量小；
3）备用电源模式：
当逆变器发生异常状况如逆变器保险丝熔断、短路等故障时，逆变器会ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ自动切断以防止损坏，若此时旁路交流电源正常时，静态开关会将电源 供应转为由旁路备用电源输出给负载使用。
（4）维护旁路模式：
当 UPS要进行维修或更换电池而且负载供电又不能中断时，可以先切断 逆变器开关然后激活维修旁路开关，再将整流器和旁路开关切断。交流 电源经由维护旁路开关继续供应交流电给负载，此时，维护人员可以安 全地对UPS 进行维护。
UPS的分类
UPS系统主要有有三种类型：后备式、互动式、在线式。
（1）后备式：具备自动稳压、断电保护等功能，转换时间 10ms左右，逆变输出的交流电是方波，结构简单，价格便宜；
（2）互动式：具有滤波功能，抗市电干扰能力强，转换时间小 于4ms，逆变输出为模拟正弦波，价格远低于在线式；
（3）在线式：结构较复杂，性能完善，能够持续不中断输出纯 净正弦波交流电，能够解决尖峰、浪涌、频率漂移等全部的电源 问题；价格高，通常应用在关键计算机和网络设备等对电力要求 苛刻的环境中。
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2020/6/28
整流器
DC/DC升压环节
DC BUS
IGBT充电环节
电 池
IGBT逆变 器
图4.4 UPS高频机系统结构图
▪ 逆变器主电路结构选择和实例
电力电子装置及系统
2020/6/28
第4章 不间断电源(UPS)
4.2.4 逆变、市电的切换
4.2.5 滤波电路
4.2.6 旁路控制电源和系统辅助电源 4.2.7 接地、保护、报警 4.3 UPS输出电压控制 ▪ UPS输出波形控制
▪ UPS同步锁相技术
▪ UPS交流电压幅值的快速检测 *4.4 UPS的模块化及串并联冗余技术
电力电子装置及系统
2020/6/28
4.1.3 典型UPS的比较
典型UPS的性能
UPS 类型
容量范围 （kVA）
输出电压质量
输入功率因数
稳压精度：±4％～7
后备式
＜2
％
低
有波形畸变和干扰
双变换 在线式
0.7～完全不受电网干扰
根据有无 功率因数校正
措施而定
在线互 动式
电力电子装置及系统
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工频整 市电输入 流滤波
高频PWM 逆变
高频隔离 变压器
高频整 流滤波
蓄电池
(a) DC/DC高频隔离形式UPS
高频SPWM 滤波
工频 滤波
逆变器输出
工频整 市电输入 流滤波
蓄电 池组
电力电子装置及系统
高频 逆变
高频隔离 变压器
高频整流 工频滤波
工频 逆变
▪ 按有无机械运动分
动态型－－市电＋电动机＋飞轮储能＋交流发电机＋柴油发电机
静态型－－逆变器＋变压器＋蓄电池
▪ 静态型UPS的分类
按输出功率分：小、中、大
按输出波形分：方波、梯形波、正弦波
按输出相数分：单相、三相
按逆变频率分：高频机、工频机
按电路结构分：
后备式(Off-Line)
在线式(On-Line)（双变换式、互动式、双变换电压补偿式）
电力电子装置及系统
2020/6/28
4.1.2 UPS的类型及其工作原理
1、后备式（Off-Line)UPS
输入 滤波
稳压器
转换开关 输出
充电器 电池
逆变器
市电正常
市电故障
图4.2 后备式UPS系统结构图
特点：市电正常由市电直接供电
优点：结构简单、效率高、输出能力强、可靠性高、成本低
缺点：波形质量差、转换时间长、
电力电子装置及系统
2020/6/28
4.1.2 UPS的类型及其工作原理
2、双变换在线式UPS
旁路
市电 滤波
整流器
逆变器
转换开关 输出
充电器
电池
市电正常
电池工作
旁路工作
图4.3 双变换在线式UPS系统框图
特点：AC/DC/AC两次变换、逆变器供电为主
UPS高频机
优点：供电质量好、零转换时间
缺点：效率低、成本高、对负载有限制（如过载能力、功率因数）
旁路
Delta变压器 市电输入
转换开关 输出
Delta变换器 蓄电池
电力电子装置及系统(b)系统框图
主变换器
特点：
串并联功率传输、 双向变换
优点：
市电利用率高、功率因 数校正、谐波电流抑 制、零转换时间、效 率高、输出能力强
缺点：
主电路和控制电路复杂
2020/6/28
4.1.3 典型UPS的比较
典型UPS对电网的适应能力
电力电子装置及系统
2020/6/28
4.1.1概述
电网供电质量
电力电子装置及系统
电网电压常见干扰类型
2020/6/28
4.1.1概述
UPS的定义(Uninterruptible Power Supply)
UPS (Uninterruptible Power Supply)是一种含有储能的装 置（通常蓄电池储能），以逆变器为主要组成部分的恒压、 恒频电源设备，主要用于给单台计算机、计算机网络系统或 其他电力电子设备提供不间断、高质量的电力供应，以及作 为机场、电站、医院等重要部门的备用电源。
UPS的最基本要求：高质量、高可靠性
S2
UPS的主要功能：
公 用
稳压器
1、后备功能
电 网
2、隔离功能
电 源
3、电压变换功能
S 整流器 UD 逆变器
充电器
蓄电池组
S1
交 流 负
载
4、频率变换功能
电力电子装置及系统
图4.1 典型UPS结构图
2020/6/28
4.1.2 UPS的类型及其工作原理
UPS的分类：
第4章不间断电源总结
第4章 不间断电源(UPS)
4.2 UPS的组成和设计 4.2.1蓄电池组 ▪ 蓄电池的种类、工作原理和性能指标 ▪ 蓄电池的充电和维护 ▪ UPS蓄电池容量的选择 4.2.2整流器和PFC电路 ▪ 整流器和充电器 ▪ 功率因数校正（PFC） 4.2.3逆变器 ▪ 逆变器的作用和类型
(b) 高频链逆变形式UPS
图4.7 高频隔离UPS系统结构框图
逆变器输出
返回
2020/6/28
4.2 UPS的组成和设计
整流器 直流滤波器
~
+
逆变器
~
交流滤波器 静止开关2 交流输出
+
蓄
油机
整流器触发
电
逆变器触发
静止开关
控制电路
池
控制电路
控制电路
辅助电路
组 辅助电路
旁路电源
电力电子装置及系统
0.7～20
稳压精度：±20％ 有波形畸变和干扰
由负载决定
Delta 变 换式
10～480
电力电子装置及系统
稳压精度：±1％ 波形畸变率小 受电网干扰小
高
切换 时间
效率和 过载能力
长
高
无
低
短
高
无
较高
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4.1.4 UPS的发展方向
UPS的技术发展 静 态－－－动 态 晶闸管－－－I G B T 模 拟－－－数 字 计算机－－－多领域
增加了抗干扰能力、结构简单、成本低、可靠性高
缺点：电压稳定度差、电能质量较差、输入功率因数和输入电流
电力电谐子波装置取及系决统于负载性质
2020/6/28
4.1.2 UPS的类型及其工作原理
4、双变换电压补偿在线式UPS（Delta变换式UPS）
交 流 电
T
L1
UD
源
L2
C2
S2
变换器1
变换器2
(a)主电路图
电力电子装置及系统
2020/6/28
4.1.2 UPS的类型及其工作原理
3、在线互动式UPS
输入L1
1 2 3
4
T1
D1
T3
D3
5
L0
T
C1
输出 5 7 T2
D2 T4
D4
N6 8
变压器 继 输出 市电输入 电器阵
双向变 换器
蓄电池
特点：双向变换器、热备份、并联功率调整
优点：市电利用率高、输出能力强、比后备式UPS切换时间短、