UPS电源的基本知识

时间：2022-09-02

目测自20世纪90年代以来，我国电力系统建设无法满足各行业快速发展的要求，特别是近年来国家电力供应不足，导致大规模停电，严重限制了数字建设的步伐和质量。例如，由于电力限制，许多工厂无法全速运行，户外无线通信业务由于电力限制无法全速运行经常运行，金融信息网络系统由于电网质量导致数据传输缓慢、异常或部分关闭，**信息建设因停电不得不统的供电质量和可靠性在数字建设中起着至关重要的作用。

因此，系统工程师在设计数字系统时必须充分考虑电源系统的可靠性。目前，更可靠的方法是使用高质量的不间断电源UPS。UPS当电网正常时，电源可以为各种信息设备提供高质量的交流电源。当电网异常时，备用电池组的直流能量可以转换为稳定的交流电源，提供负载设备，以确保电网断电过程中的不间断输出，并确保信息设备的安全运行。大量的现场运行数据和理论分析也表明，介绍UPS除了解决上述交流电源中断的影响外，电源还可以消除高频杂波、电压浪涌、坠落、瞬时断电等电源干扰对信息设备的危害，确保信息网络的安全运行。可以看出，为了确保数字建设的顺利进行，采用了高度可靠的方法UPS电源解决方案是较有效、较可靠的电源解决方案。

UPS电源的基本知识，然后分析三种改进方法UPS在设计电源方案时，系统工程师应参考供电可靠性的系统技术方案。

UPS电源由整流器、逆变器、电池和控制电路组成，在有限的时间内提供纯稳定的波形。

UPS电源具有以下功能：

①除了输出纯净、稳定、连续的交流电源外，电网电压正常时，电池还可以充电并储存储备能量。

②当电网异常（欠压、过压、断电、干扰等）时，电池组的能量为电气设备提供不间断的交流输出，一般指输出电压波形不**过10ms。

因而，UPS即使在恶劣的电网条件下，电源也能保证计算机等信息设备的安全正常运行。

2.UPS分类及主要特点

从UPS从电源技术的特点来看，UPS电源的分类一般通过输出逆变器的工作方式来区分，通常可以分为两种类型：后备电源和在线电源。近年来，后备电源中的一个特殊情况被独立，称为在线互动，但严格地说，它仍然是后备电源。

从近年来UPS广泛使用，UPS电源逐渐从原来的室内使用发展到全天候应用环境，室内出现UPS电源和室外UPS差异UPS 在适应环境温度、防潮、防水、防盗等方面进行了全面的质量改进，以确保UPS在各种恶劣的户外环境条件下，电源正常工作。

以下仍然从UPS从电源电路拓扑结构的角度进行阐述UPS电源分类及技术特点。

（1）在线式UPS：

A、输出电压稳定性好 ±3%

B、波形失真度小THD《3%

C、零中断

D、全隔离输入输出能量形式

（2）后备式UPS：

A、电网正常时整机效率高95%

B、电网正常时无噪音

C、切换时间《10ms

D、价格较低

（3）互动式UPS：它具有与备用电源相同的特性，并有效地将充电器和逆变器合并为一体

虽然系统成本降低到逆变器，但控制难度增加。

从上述原理框图可以看出，UPS电源本身具有双向电源备份和较高的系统可靠性，可以满足一般信息设备对电源可靠性的要求。然而，随着近年来信息数据几何倍数的快速增长和高度重要性，在省级以上银行数据中心、通信数据中心、证券交易等特别重要的场合，UPS为了保证这些重要数据和网络的安全，电源供电不能满足客户对电源可靠性的要求。

以下三种方法可以有效地提高应用的可靠性：串联备份供电模式、输出主备份模式、冗余并联备份供电模式。上述三种供电方案的改进将提高供电系统的可靠性，并将系统的可靠性翻倍MTBF该值基本上可以在工程应用中实现真正的零电源故障。因此，用户可以根据负载供电要求选择合适的高可靠性供电方案。

如上图3所示，两种在线工作模式UPS，备机（UPS2)主机输出（UPS1)旁路备份输入，当主机主逆变器输出故障转向旁路时，负载仍在备用UPS双备份供电模式的可靠保护。

如上图4所示， UPS以电源为例，两台UPS或者逆变器的输出同时送到冗余转换器，然后通过冗余转换器向负载供电；通常，冗余转换器允许主输入的电源 (例如UPS1）对于负载电源，当主输入电源故障时，冗余转换器将负载快速转移到备份输入电源，完成负载的冗余电源；主输入电源维护后，冗余转换器将负载转移回主输入电源供电模式。任何转换过程都是不间断的，以确保负载设备的稳定和安全运行。

如上图五所示UPS电源输出同时送到并联配电柜直接并联，共同分配负载电流，无主从关系。UPS发生故障时，机器将自动退出并联系统，其余**的负载电流为UPS电源供电，连续输出；故障机维修后可修复UPS单元在线并入，继续冗余供电负载，完成并联系统的在线热维护。

三、比较三种提高可靠性的方案

与项目系列备份供电模式输出相比，备份模式冗余并联供电可靠性一般从逻辑关系开始，不易更换，需要厂家完成，易于更换，用户可以完成并联控制模式；可能，不能更换。

ms5ms0ms相互通信不需要有线并行；无线并行调试时，工作后可取消增容、无增容、无增容，特别是增强冲击载荷启动能力。

产品老化程度存在主从机老化不一致、主从机老化不一致、无负分为**，不均分为**。一般电流不平衡小于5%。电池寿命一般需要定期更换。一般需要定期更换电池或主机，以保证电池寿命不需要更换。可维护性差，一般需要停机、在线热维护、在线热维护。

备份模式一般为1 1，增加时没有实际意义。一般来说，1 1或1 2可以形式N m形式灵活，系统成本低，一般适用于3-10负荷KVA 负载0.5-3KVA 负载10KVA上述连续电源UPS通过不同的方式，是数字化建设的可靠电源解决方案UPS电源供电方案的设计可以将交流供电系统的可靠性提一个新的水平，满足数字化建设对交流电源质量的任何要求。

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词条说明
太阳能蓄电池和普通蓄电池有什么区别
太阳能蓄电池和普通蓄电池有什么区别1、种类不同车用蓄电池采用了铅钙合金做栅架，所以充电时产生的水分解量少，水分蒸发量也低，加上外壳采用密封结构，释放出来的硫酸气体也很少，所以它与传统蓄电池相比，具有不需添加任何液体，对接线桩头，电量储存时间长等优点。太阳能蓄电池是‘蓄电池’在太阳能光伏发电中的应用，目前采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池，胶体蓄电池和碱性镍镉蓄电池四种。2、特点不同太阳能蓄电
施耐德APC SUVTP30KHS
输出输出功率容量32.0 K瓦数 / 40.0 kVA较大可配置功率(瓦)32.0 K瓦数 / 40.0 kVA额定输出电压400V 3PH输出电压注释可配置用于 380、400 或 415 V 3 相额定输出电压满负载效率0.96输出电压失真满负荷时低于 5%输出频率(与主频率同步)47 - 53 Hz（50 Hz 标称值）输出频率(不同步)50Hz +/- 0.1
施耐德APC SUA1500R2ICH_smart-ups1500
输出输出功率容量1.98 K瓦数 / 2.2 kVA较大可配置功率(瓦)1.98 K瓦数 / 2.2 kVA额定输出电压230V输出电压注释可设置为220、230或240 输出电压输出电压失真满负荷时低于 5%输出频率(与主频率同步)47 - 53 Hz（50 Hz 标称值）, 57 - 63 Hz（60 Hz 标称值）拓朴在线互动式波形类型正弦波输出连接(8) IE
施耐德APC SY300K500DR-PD
输出输出功率容量400.0 K瓦数 / 400.0 kVA较大可配置功率(瓦)500.0 K瓦数 / 500.0 kVA额定输出电压400V 3PH , 480V 3PH输出电压失真低于 2%输出频率(与主频率同步)50 Hz, 60 Hz输出频率(不同步)60Hz +/- 0.1%，额定 60Hz, 50Hz +/- 0.1%，额定50Hz其它输出电压415负载高峰