ups电源知识总结[详细]
UPS电源的组成与基本原理
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1. UPS的基础知识
UPS的主要作用——电网中的骚扰 > 停电：短时间的、长时间的...
骚扰
特征
停电(Power outages)
间断(Micro-outages)
> 为了消除这些电网中的干扰，制定有关的供电标准：
–供电标准EN 50160 定义了欧洲配电系统中的如下一些正常波动：电压 +10% 到 -15% (每10分钟间隔的平均有效值)，其中每周95%的时间必须在±10%的 范围内； 频率 +4％ 到 -6% ，一年中有99.5%的时间在1%的范围内
– 国家标准《电子计算机场地通用规范》（GB/T-2887-2000）中关于机房供配电 要求如下： 频率：50Hz， 电压：380V／220V，相数：三相五线制或三相四 线制／单相三线制：
输出
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1. UPS的基础知识
UPS的定义
> UPS是电力电子技术的产品： 以电力为对象，以电子技术为手段实现控制的技术称为电力电子技术。 它的主要任务是利用电力和电子器件实现对电能的控制和转换。
– 从1956年第一只可控硅（SCR）诞生之日起，即进入了电 力电子技术的时代。70年代末期由微电子技术与电力晶体 管（GTR）技术相结合，进入了现代电力电子技术的时代。
UPS电源的组成与 基本原理
培训资料
目录
１.UPS的基础知识
> UPS的定义 > UPS的主要作用 > UPS的分类和拓扑结构 > UPS的基本组成
UPS基础知识
UPS基础知识[UPS作为一种不间断电源，在各个领域应用广泛。
本文着重介绍UPS基础知识及日常维护。
]目录第一章UPS电源概述 (3)1.1UPS电源概述 (3)1.2UPS的分类及工作原理 (4)1.3UPS高可靠性供电方案 (5)第二章UPS功率器件 (9)2.1UPS功率器件 (9)2.2UPS几种常用器件 (10)第三章UPS基本原理 (16)3.1UPS基本组成 (16)3.2整流器 (16)3.3逆变器 (17)3.4静态旁路开关 (18)3.5电池电路 (18)3.6工作模式 (18)第四章UPS电池 (22)4.1阀控式铅酸蓄电池的定义 (22)4.2阀控式铅酸蓄电池的分类 (22)4.3电池的结构及工作原理 (22)4.4阀控式铅酸蓄电池的性能参数 (24)4.5电池技术特性 (25)4.6电池使用与维护 (31)第五章UPS工程设计参考 (34)5.1UPS系统容量配置 (34)5.2UPS电缆的选配 (34)第六章UPS电源安全防护 (37)6.1UPS设备接地系统 (37)6.2雷电与UPS安全防护 (39)第七章UPS日常维护内容 (46)7.1日常维护和巡查内容 (46)7.2电池组定期维护（季度或半年1次） (46)7.3UPS定期维护（每年1次） (47)第一章UPS电源概述1.1UPS电源概述1.1.1什么是UPSUPS是一种利用电池化学能作为后备能量，在市电断电或发生异常等电网故障时，不间断地为用户设备提供电能的一种能量转换装置。
我们称之为不间断供电系统。
1.1.2UPS的发展过程UPS不间断电源起源于20世纪初的美国。
1903年，第一台UPS由艾默生公司制造，在当时的重工业中起到了重要作用，并为国家的快速发展奠定了基础。
这一阶段的UPS主要用于工业领域，为关键设备提供电力保护。
其次，随着技术的发展，UPS的功能和应用范围不断扩大。
在电网电压正常时，UPS利用电网电源充电；当电网出现异常时，UPS则释放存储于电池中的电能供负载使用。
UPS的基础知识
UPS的基本知识一、UPS的概况1、UPS的概念Uninteruptible Power System的英文字首简称为UPS，即我们所说的不间断电源系统，依照字面上的解释即为电力系统停止供电时，在极短的时间内取代原有的电力设备，继续供电给负载系统使用。
其工作原理：首先在正常时利用整流装置将交流输入整流成直流电力，然后一路对蓄电池充电，一路籍以将直流电力供给逆变器，逆变器将直流电力转换成稳定的交流电力输出经静态开关装置供给负载使用。
当输入电力中断时，由储存在蓄电池内的直流电力供应逆变器工作转换成交流电力供负载使用。
待市电完成供电准备后，才停止由蓄电池输出转换。
二、UPS的组成概要依UPS内部构造可分为：电池组、充电器、逆变器及静态开关。
1、电池组UPS所用的电池种类相当多，其差别在于极板材质、构造及电解液成份的不同，目前广泛UPS采用的为铅酸免加水电池，其优点在于重量轻、寿命长。
电池容量单位为安培/小时（Ah），数值越大则表示电池的容量越大，一般UPS标准放电时间在满载状态下最长不超过15分钟，若使用者欲延长放电时间则需另外加长效型充电电路来使用，由于电池为UPS市电中断后的电力来源，故其电池的品质及可靠度是不容忽视的，所以电池的品牌亦是选择UPS 的指标，最好能尽量选世界知名品牌。
2、充电器电池充电器经由变压器与市电隔离，对电池充电及提供逆变器电力，此电源需有足够的容量，但又必需有一定限流装置电路来保护电池的寿命，一般而言，对已耗尽电力的电池进行充电，将花费其放电时间常数的 8～10倍才能回充至额定压的80％，故标准型小容量在线式每放一次电需8小时以上的充电时间才能恢复电力。
3、静态开关静态开关可由两个单向可控硅组成，以可控硅的高速开关特性来补偿输出继电器触点跳接时间，使AC与INV转换时，转换时间小于5ms，因为继电器的跳接时间不能满足UPS负载的要求（电脑允许断电的最短时间小于6ms）。
4、逆变器逆变器是一种电力转换电路，它所担任的工作是将直流电源转换成一般的交流电，在UPS 领域内利用整流器将交流电力整流成直流电力，然后再经逆变器转换成交流电力，即所谓的AC-DC-AC，使输出电源更为纯净，其具备如下功能：（1）反转：将整流器及电池组所供应的直流电源换成交流电源，波形失真小于5％。
UPS重点知识介绍
第五章不间断电源（UPS）第一节概述U PS是不间断供电电源系统(Uninterruptible Power System)的英文简称，是能够持续、稳定、不间断向负载供电的一类重要电源设备。
从广义上说，UPS包含交流不间断电源系统和直流不间断电源系统。
长期以来，电信业已习惯于把交流不间断电源系统称为UPS，故本章讨论的UPS也是界定在的交流不间断电源系统的范围。
随着计算机的普及和信息处理技术的不断发展，为了保证计算机的正确运算，控制信号不出现丢失，保证设备的安全运行，人们对供电电源质量提出了越来越严格的要求。
计算机类或其他敏感先进仪器设备，除要求供电系统具有连续可靠之外，还要求市电供电系统的输出，保持良好的正弦波形且不带任何干扰。
一、市电供电电源质量问题目前，我国市电供电电源质量一般为：电压波动±10%，频率50Hz±0.5Hz，有些地区，还达不到这个标准。
而市电电网中接有各式各样的设备，来自外部、内部的各种噪声，又会对电网形成污染或干扰，甚至使电网污染十分严重。
这些污染主要有以下几种。
（一）电压浪涌电压浪涌是指一个周期或多个周期，电压超过额定电压值的110%。
比如重型设备的关机，由于电网中电流突然消失，其线路电感（分布参量）反电势造成电压上升；另一方面，线路电阻上电压降的突然消失，也会造成电压上升。
（二）电压尖峰电压尖峰是指在二分之一周至100ms期间内，叠加达6000k V以上的电压脉冲。
这主要由雷电、开关操作，电弧式故障和静电放电等因素造成。
（三）电压瞬变电压瞬变是指在10ms至100ms期间，叠加在市电电压上达20 k V的脉冲电压。
它的产生大致和电压尖峰差不多，只是在量上有区别。
（四）噪声电压噪声电压是指叠加在工频电压上的低幅度，而频率范围很宽的高频分量。
这种现象，在电网中很普遍，它的产生一般是电机电刷打火，继电器动作，广播发射，微波空中传播，电弧焊接，远距离雷电等。
UPS01-UPS基础知识V
传统SCR整流UPS（工频）
优点：输入输出隔离、电网扰动不会影响负载、电池直接挂在母线上 缺点：体积大，重量大、成本高、输入谐波电流大、污染电网
异常、浪涌、噪声等，将直接输入到重要负载。
3 phase input
Neutral
AC AC
AC AC
AC DC
Delta inverter
Battery
Main inverter
AC DC
Battery
3 phase output
Neutral
在线式UPS的基本原理（一）
功率等级0.7-1500KVA左右
UPS － Uninterruptible 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。
市电或燃油发电机
UPS主机
蓄电池
用户设备
什么是UPS
电 源：
利用电能变换技术将市电或电池 第一次电能转换成适合各种用电对象 的二次电能的系统或装置。
四种架构UPS性能对比
市电模式下 逆变器状态
输出电源质量
切换时间 功率范围
成本
在线式
工作
最高
（不停电、稳压、 净化功能）
零 >1 kVA
高
Dalta变换
互动式
85％能量直接市电 提供，
较高，无法解决电 网谐波污染等问题
零 10KVA 较高
热备
中等
（不停电、 近似稳压功能）
4ms左右 0.5－5 kVA
电能变换体现：变压、调压、整流、滤波、稳定、变换 电能变换技术：线性稳压、相控、变频、PWM、SPWM 、软开关PWM、移项谐振、无功补偿、功率因素校正等
常用UPS基础知识
UPS小知识一、为什么需要UPS？一方面，UPS不间断电源，顾名思义在市电发生停电时为我们提供一定能力的备用持续供电，使我们的电脑或设备等的工作不致中断。
而人们往往会忽略的是，在为我们提供电力的公共电网中，上面连接着不计其数各式各样的负载，其中的一些较大的感性、容性、开关电源等负载不仅从电网中获取电能，反过来也会对电网本身造成影响，造成市电电压波形畸变或频率漂移，恶化电网或局部电网的供电品质。
而一些意外的、人为的或自然的情形，如地震、雷击、输变电系统断路或短路，对于整个电网来说，随时都可能发生或存在，也就会同时危害到电力系统的正常供应，影响电力供应的品质，从而影响到负载的正常工作。
市电供电电源质量一般为：电压波动±5%，频率50Hz±0.5 Hz。
而通常的情况是，有的地方，有时甚至大部分时间都达不到这个标准，尤其以我国偏远地区为甚。
各种来自内部和外部的因素对我们所处的电网形成污染或干扰，有时这种污染甚至十分严重。
也就是说，我们的电脑或设备的硬件和信息、资料等，随时都在遭受威胁。
造成这些污染和干扰的因素具体分为：1．电压浪涌：指输出电压有效值高于额定值110％，而且持续时间达一个或数个周期。
电涌主要是由于在电网上连接的大型电气设备关机时，电网因突然卸载而产生的高压。
2．电压尖峰：指二分之一周期至100ms期间内，叠加达6000kV以上的电压脉冲。
这主要由雷电、开关操作、电弧式故障和静电放电等因素造成。
3．电压瞬变：指峰值电压高达 20KV，但持续时间界于百万分之一秒至万分之一秒的脉冲电压。
其主要原因及可能造成的破坏类似于电压尖峰，只是在量上有区别。
4．噪声电压：指射频干扰(RFI)和电磁干扰（EFI）以及其它各种高频干扰。
马达的运行、继电器的动作、马达控制器的工作、广播发射、微波辐射、以及电气风暴等，都会引起线噪声干扰。
5．过压：指超过电网电压正常有效值一定百分比的稳定高电压。
2024年版UPS电源知识点
2024年版UPS电源知识点1.UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分，具有稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰，防电压峰谷浪涌等功能的电源保护系统。
其主要功能是在正常、异常和供电中断的情况下，向重要用电设备及系统提供安全可靠、稳定不间断、不受倒闸操作影响的交流电源。
2、UPS按工作方式可分为后备式、在线式和在线互动式三大类。
(1)后备式后备式UPS市电正常时直接由市电供电，当市电电压超出其正常范围或停电时，通过转换开关转换为电池逆变供电。
其输入电压范围窄，输出电压稳定度差，有切换时间。
(2)在线式在线式UPS市电正常时，由市电整流供给逆变器；市电异常时，由电池提供能量，逆变器始终处于工作状态，保证无间断输出。
其输入电压范围宽，无切换时间，且输出电压稳定度高。
(3)在线互动式在线互动式UPS市电正常时，直接由市电供电；市电电压偏低或偏高时，通过UPS内部稳压线路稳压后输出；市电异常或停电时，通过转换开关转为电池逆变供电。
其输入电压范围宽，但存在切换时间。
3、UPS按输入/输出方式分为单相输入/单相输出;三相输入/单相输出；三相输入/三相输出。
4、UPS由整流器、逆变器、隔离变压器、静态开关、手动旁路开关等设备组成。
5、在线式UPS超载、旁路命令、逆变器过热或机器故障时，UPS一般将逆变输出转为旁路输出，即由市电直接供电。
6、UPS系统投入运行前的检查内容：(1)检查盘内清洁无杂物，绝缘符合要求；(2)检查系统接线相序、极性正确，接头无松动；(3)检查整流器电源输入电压正常；(4)检查旁路调压器升降调节灵活；(5)检查各元件完好，开关均在断开位置。
7、UPS系统投入运行的操作步骤：(1)合上系统控制、保护及信号电源小开关(或熔断器)。
(2)合上正常输入工作电源开关，装上电源熔断器。
(3)按下整流器充电按钮，充电器投入指示灯亮。
(4)合上蓄电池组开关，装上直流电源熔断器，对应指示灯亮。
(5)按下逆变器运行按钮，灯亮、大约10秒后向负荷供电。
UPS电源知识总结
UPS电源知识总结1. UPS的中文意思为“不间断电源”，是英语“Uninterruptible Power Supply”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，使您不致因停电而影响工作或丢失数据。
它在计算机系统和网络应用中，主要起到两个作用：一是应急使用，防止突然断电而影响正常工作，给计算机造成损害；二是消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电线噪声和频率偏移等“电源污染”，改善电源质量，为计算机系统提供高质量的电源。
从基本应用原理上讲，UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件，稳压稳频输出的电源保护设备。
主要由整流器、蓄电池、逆变器和静态开关等几部分组成。
1)整流器：整流器是一个整流装置，简单的说就是将交流（AC）转化为直流（DC）的装置。
它有两个主要功能：第一，将交流电（AC）变成直流电(DC)，经滤波后供给负载，或者供给逆变器；第二，给蓄电池提供充电电压。
因此，它同时又起到一个充电器的作用；2)蓄电池：蓄电池是UPS用来作为储存电能的装置，它由若干个电池串联而成，其容量大小决定了其维持放电（供电）的时间。
其主要功能是：１当市电正常时，将电能转换成化学能储存在电池内部。
２当市电故障时，将化学能转换成电能提供给逆变器或负载；3)逆变器：通俗的讲，逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置。
它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成；4)静态开关：静态开关又称静止开关，它是一种无触点开关，是用两个可控硅（SCR）反向并联组成的一种交流开关，其闭合和断开由逻辑控制器控制。
分为转换型和并机型两种。
转换型开关主要用于两路电源供电的系统，其作用是实现从一路到另一路的自动切换；并机型开关主要用于并联逆变器与市电或多台逆变器。
目前，主流的UPS厂商有APC、山特等，都提供各种级别的UPS满足不同用户群的需要。
一类型（一）UPS电源按其工作原理可分为后备式(离线式)、在线式以及在线互动式三种。
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4)静态开关:静态开关又称静止开关,它是一种无触点开关,是用两个可控硅(SCR)反向并联组成的一种交流开关,其闭合和断开由逻辑控制器控制.分为转换型和并机型两种.转换型开关主要用于两路电源供电的系统,其作用是实现从一路到另一路的自动切换；并机型开关主要用于并联逆变器与市电或多台逆变器.
目前,主流的UPS厂商有APC、山特等,都提供各种级别的UPS满足不同用户群的需要.
2)蓄电池:蓄电池是UPS用来作为储存电能的装置,它由若干个电池串联而成,其容量大小决定了其维持放电(供电)的时间.其主要功能是:１当市电正常时,将电能转换成化学能储存在电池内部.２当市电故障时,将化学能转换成电能提供给逆变器或负载；
3)逆变器:通俗的讲,逆变器是一种将直流电(DC)转化为交流电(AC)的装置.它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成；
2交流UPS电源由三个基本单元组成.分别是整流器、蓄电池和逆变器.其原理结构方框图如下:
其工作过程是:当市电正常时,电流通过整流器、逆变器向负载供电,同时整流器给蓄电池充电.电流路径是1路:市电——整流器——逆变器——负载,2路:市电——整流器——蓄电池.当市电故障或整流器故障时,通过控制电路自动切换使电池为负载供电,电流流向为蓄电池——逆变器——负载.
UPS电源
UPS的中文意思为“不间断电源”,是英语“Uninterruptible Power Supply”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,使您不致因停电而影响工作或丢失数据.它在计算机系统和网络应用中,主要起到两个作用:一是应急使用,防止突然断电而影响正常工作,给计算机造成损害；二是消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电线噪声和频率偏移等“电源污染”,改善电源质量,为计算机系统提供高质量的电源.
(三)从备用时间分,UPS分为标准型和长效型两种.
一般来说,标准型机内带有电池组,在停电后可以维持较短时间的供电(一般不超过25分钟)；长效型机内不带电池,但增加了充电器,用户可以根据自身需要配接多组电池以延长供电时间,厂商在设计时会加大充电器容量或加装并联的充电器.
此外,UPS的分类还有其他一些简单的分类,比如从组成原理分为旋转型UPS和静止型UPS；从应用领域分为商业用UPS和工业用UPS；从输出电压的相数分为单相UPS和三相UPS；从容量分为大容量UPS(大于100KVA)、中容量UPS(10-100KVA)和S从结构上一般分为直流UPS(DC-UPS)和交流UPS(AC-UPS)两大类.
1直流UPS直流不间断电源由两个基本单元组成.分别是整流器、蓄电池.其原理结构方框图如下:
其工作过程是:当市电正常时,电流通过整流器向负载供电,同时整流器给蓄电池充电.电流路径是1路市电——整流器——负载,2路路市电——整流器——蓄电池.当市电故障或整流器故障时,通过控制电路自动切换使蓄电池为负载供电,电流流向为蓄电池——负载.
一 类型
(一)UPS电源按其工作原理可分为后备式、在线式以及在线互动式三种.
1后备式UPS:平时处于蓄电池充电状态,在停电时逆变器紧急切换到工作状态,将电池提供的直流电转变为稳定的交流电输出,因此后备式UPS也被称为离线式UPS.后备式UPS电源的优点是:运行效率高、噪音低、价格相对便宜,主要适用于市电波动不大,对供电质量要求不高的场合,比较适合家庭使用.然而这种UPS存在一个切换时间问题,因此不适合用在关键性的供电不能中断的场所.不过实际上这个切换时间很短,一般介于2至10毫秒,而计算机本身的交换式电源供应器在断电时应可维持10毫秒左右,所以个人计算机系统一般不会因为这个切换时间而出现问题.后备式UPS一般只能持续供电几分钟到几十分钟,主要是让您有时间备份数据,并尽快结束手头工作,其价格也较低.对不是太关键的电脑应用,比如个人家庭用户,就可配小功率的后备式UPS.
从基本应用原理上讲,UPS是一种含有储能装置,以逆变器为主要元件,稳压稳频输出的电源保护设备.主要由整流器、蓄电池、逆变器和静态开关等几部分组成.
1)整流器:整流器是一个整流装置,简单的说就是将交流(AC)转化为直流(DC)的装置.它有两个主要功能:第一,将交流电(AC)变成直流电(DC),经滤波后供给负载,或者供给逆变器；第二,给蓄电池提供充电电压.因此,它同时又起到一个充电器的作用；
2在线式UPS:这种UPS一直使其逆变器处于工作状态,它首先通过电路将外部交流电转变为直流电,再通过高质量的逆变器将直流电转换为高质量的正弦波交流电输出给计算机.在线式UPS在供电状况下的主要功能是稳压及防止电波干扰；在停电时则使用备用直流电源(蓄电池组)给逆变器供电.由于逆变器一直在工作,因此不存在切换时间问题,适用于对电源有严格要求的场合.在线式UPS不同于后备式的一大优点是供电持续长,一般为几个小时,也有大到十几个小时的,它的主要功能是可以让您在停电的情况可像平常一样工作,显然,由于其功能的特殊,价格也明显要贵一大截.这种在线式UPS比较适用于计算机、交通、银行、证券、通信、医疗、工业控制等行业,因为这些领域的电脑一般不允许出现停电现象.