发布时间:2025-07-24 10:20:28 人气:
UPS(不间断电源)基础知识详解!
UPS(不间断电源)基础知识详解
一、UPS的作用
UPS,中文为“不间断电源”,是一种含有储能装置,以整流器、逆变器为主要组成部分的电源设备。它主要为变电站内监控系统、自动化仪表、远方通信系统等重要设备提供恒压恒频的不间断电源。UPS系统的主要作用体现在以下两方面:
作为重要设备的交流供电电源:防止市电突然断电而影响设备的正常工作,避免设备受损。改善电源质量: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”,为计算机等设备提供高质量的电源。二、UPS的分类
UPS系统主要有三种类型:后备式、互动式、在线式。
后备式:具备自动稳压、断电保护等功能,转换时间约为10ms,逆变输出的交流电是方波。这种UPS结构简单,价格便宜。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。其价格远低于在线式UPS。在线式:结构较复杂,性能完善,能够持续不中断地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,通常应用于关键计算机和网络设备等对电力要求苛刻的环境中。三、UPS的结构
变电站内UPS系统一般由电力UPS主机、旁路稳压柜、输出馈线柜等三部分组成(小功率时也可三合一)。以下是UPS系统结构示意图(简化版):
整流器:主要有两个功能,一是将交流电(AC)变成直流电(DC),经滤波后供给逆变器;二是给蓄电池提供充电电压,起到充电器的作用。逆变器:将直流电(DC)转化为交流电(AC),供给负载使用。蓄电池:作为储存电能的装置,在市电失电时,可以将直流电逆变后,为负载提供不间断电源。其容量大小决定了其维持放电(供电)的时间。静态开关:又称静止开关,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。隔离变压器、稳压器:在输入或输出部分将交流与直流隔离,稳压器除了隔离之外还有稳定电压的作用。四、UPS的四种运行模式
UPS有四种运行模式,以下是简化后的示意图及说明:
正常操作模式:
在正常交流电源供应下,整流器将交流电转换为直流电,消除市电中的“电源污染”,并同时对蓄电池充电。
再供给逆变器将直流电转换为交流电,提供更稳定的电源给负载。
停电模式:
当交流电源发生异常或整流器、电抗器故障时,蓄电池组提供直流电给逆变器,使交流输出不会有中断,进而达到保护负载的作用。
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,逆变器会自动切断以防止损坏。
若此时旁路交流电源正常,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。
维护旁路模式:
当UPS要进行维修或更换电池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。
五、电力系统UPS的一些要求
高可靠性:由于监控系统和远方通信系统对变电站十分重要,因此作为电源的UPS系统的可靠性也有非常高的要求。三相/单相输入、单相输出:电力系统专用的UPS电源大多数要求为三相/单相输入、单相输出的中小型功率UPS,容量一般在60kVA范围之内。无间断切换:旁路静态切换开关应具有自动、手动两种工作方式,实现无间断切换。直流输入: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。反灌杂讯抑制: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。供电容量与维持时间:UPS电源在带满全部设备后,应留有40%以上的供电容量。UPS在交流电失电后,不间断供电维持时间不小于60分钟。综上所述,UPS作为电力系统中的重要设备,其基础知识对于保障电力系统的稳定运行具有重要意义。
变频器在电气图上的表示符号是什么?
变频器在电气图上的表示符号还没有标准,常见的有:VVVF,机床“U”,“BP”,英文缩写:INV,“V/F”,UF等。
变频器通常分为4部分:整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。
1、整流单元:将工作频率固定的交流电转换为直流电。
2、高容量电容:存储转换后的电能。
3、逆变器:由大功率开关晶体管阵列组成电子开关,将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。
4、控制器:按设定的程序工作,控制输出方波的幅度与脉宽,使叠加为近似正弦波的交流电,驱动交流电动机。
需要控制的电机及变频器自身
1、电机的极数。一般电机极数以不多于(极为宜,否则变频器容量就要适当加大。
2、转矩特性、临界转矩、加速转矩。在同等电机功率情况下,相对于高过载转矩模式,变频器规格可以降额选取。
3、电磁兼容性。为减少主电源干扰,使用时可在中间电路或变频器输入电路中增加电抗器,或安装前置隔离变压器。一般当电机与变频器距离超过50m时,应在它们中间串入电抗器、滤波器或采用屏蔽防护电缆
在实际使用中,逆变器和变压器的区别体现在哪
在实际使用中,逆变器和变压器有诸多区别。
工作原理方面,变压器基于电磁感应原理,通过改变线圈匝数比来改变电压大小,仅对交流电起作用。而逆变器是将直流电转换为交流电,先把直流电进行振荡处理,再通过电路转化为所需频率和电压的交流电。
功能用途上,变压器常用于电力系统中电压的升降,像在变电站将高压电降压供用户使用,或在发电厂将低压电升压以便远距离传输。逆变器则主要应用于需要将直流电源转变为交流电源的场景,如在停电时,不间断电源(UPS)中的逆变器可把电池的直流电转换为交流电,保障设备正常运行。
输出特性也不同。变压器输出的交流电频率与输入一致,电压大小由匝数比决定,输出波形取决于输入波形。逆变器输出交流电的频率和波形可灵活调整,常见输出为标准正弦波,能满足不同电器的用电需求。
效率和控制方式有差异。变压器结构简单,在额定负载下效率较高,其控制主要是通过调整匝数比来实现。逆变器的电路复杂,效率相对较低,控制方式多样,可通过改变电路参数、控制信号等调节输出的电压、频率和相位。
不间断电源是什么意思
1、UPS是不间断电源的英文简称,是能够提供持续、稳定、不间断的电源供应的重要外部设备。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应。
2、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。
3、目前UPS电源较为广泛的应用于:应急照明系统、铁路、航运、交通、电厂、变电站、核电站、消防安全报警系统、无线通讯系统、程控交换机、移动通讯、矿山、航天、工业、通讯、国防、医院、计算机业务终端、网络服务器、网络设备、数据存储设备、太阳能储存能量转换设备、控制设备及其紧急保护系统、个人计算机等领域。
交流供电设备的电压类型有哪些?
交流供电系统由以下几部分组成:
1. 变电站供给的交流电源(高压市电或低压市电):这是通信电源的主要来源,通常由两个变电站引入两路高压电源,以提高供电的可靠性。
2. 油机发电机供给的自备交流电源:为了在市电中断时能够继续供电,电信局内通常配备有油机发电机组。
3. 交流不间断电源(UPS):由整流器、蓄电池和逆变器组成,确保通信电源不中断、无瞬变。当市电正常时,市电经整流和逆变后,给通信设备供电,蓄电池处于并联浮充状态。市电中断时,蓄电池通过逆变器(DC/AC变换器)给通信设备供电,通过交流静态开关完成逆变器和市电的转换。
这些部分共同构成了通信电源的交流供电系统,保障了通信设备的稳定运行。
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