电气培训-UPS系统概述、组成、原理、运行规定分析.ppt

UPS概述 随着大容量、高参数机组的发展，电厂自动化水平的不断提高，各种自动控制设备成为机组安全运行必不可少的保证。同时对这些自动化设备的供电电源的电能质量和不间断供电提出了更高的要求。交流不停电电源装置就是为了满足这个要求而设置的。 不停电电源又称输出无瞬变的不间断电源，简称UPS系统。一般为单相或三相正弦波输出。为负荷提供与系统隔离防止干扰的、可靠的不停电交流电源。 UPS概述-功能 UPS装置具有下列功能： 给在正常和事故运行期间的重要负载提供稳定的正弦电压和频率。 使重要负载与电厂辅助系统产生的瞬变干扰隔离。 在正常和事故运行下交流电源故障时对重要负载的电源供应不中断。 能充分承受所带负载的冲击电流，并且切除支路故障时不会对系统产生不利的影响。 UPS概述-分类 按电路主结构分类可分为后备式、在线互动式及在线式三大类。 后备式UPS在市电正常时直接由市电向负载供电，当市电超出其工作范围或停电时，通过转换开关转为电池逆变供电。其特点是：结构简单，体积小，成本低，但输入电压范围窄，输出电压稳定精度差，有切换时间，且输出波形一般为方波。 UPS概述-分类 在线互动式UPS在市电正常时直接由市电向负载供电，当市电偏低或偏高时，通过UPS内部稳压线路稳压后输出，当市电异常或停电时，通过转换开关转为电池逆变供电。其特点是：有较宽的输入电压范围，噪音低，体积小等特点，但同样存在切换时间。 UPS概述-分类 在线式UPS在市电正常时，由市电进行整流提供直流电压给逆变器工作，由逆变器向负载提供交流电，在市电异常时，逆变器由电池提供能量，逆变器始终处于工作状态，保证无间断输出。其特点是，有极宽的输入电压范围，无切换时间且输出电压稳定精度高，特别适合对电源要求较高的场合，但是成本较高。目前，功率大于3KVA的UPS几乎都是在线式UPS。 UPS概述-分类 按输入/输出方式分类 根据输入/输出方式，可分为单相输入/单相输出UPS、三相输入/单相输出UPS和三相输入/三相输出UPS。 小功率UPS都采用单相输入/单相输出方式，而中、大功率UPS多采用三相输入/单相输出和三相输入/三相输出方式，对于用户来说，采用三相供电时市电配电和负载配电比较容易，每一相都承载一部分负载电流。 UPS概述-分类 按后备时间分类 （1）标准机：配备有内置蓄电池组的UPS称为标准机。一般配置蓄电池容量较小，用于短时间供电（如5-15分钟），使用户及时保存数据和系统正常关机。由于受体积和重量的限制，标准机仅局限于中、小功率的UPS。 （2）长效机：需外接蓄电池组的UPS称为长效机，长效机的容量从几百伏安到几十千伏安可供选择。在实际应用中长效机有着很大的机动性，用户可以根据自己所需后备时间的长短来确定采用何种容量的蓄电池。 UPS概述-分类 按输出波形分类 按输出波形，可分为输出波形为正弦波的UPS和输出波形为方波的UPS。输出波形为方波的UPS不适合带感性负载，因为感性负载会使方波产生瞬态尖波，从而给UPS和负载设备造成破坏。大多数后备式UPS的输出波形为方波。 UPS概述-分类 按输出容量分类 按输出容量，可分为微型UPS（输出功率小于或等于1kVA）、小型UPS（输出功率大于1kVA而小于5kVA）、中型UPS（输出功率大于5kVA而小于或等于30kVA）以及大型UPS（输出功率大于30kVA而小于或等于100kVA）。 UPS概述-配置 由于UPS功能的不同，其主电路结构和工作原理区别很大，但一般都包括以下组成部分。 1.整流充电器 整流充电器可以把市电或柴油机输出的交流电能变为直流电能，为逆变器和蓄电池提供能量，其性能的优劣直接影响UPS的输入指标。 (1)可控硅整流器：输出容量大，可靠性高，工作频率低，滤波器体积大，噪声大，适用于输入电压低、功率大的UPS。 (2)二极管与绝缘栅双极晶体管(IGBT)组合型整流器：工作频率高，具有功率因数校正功能，滤波器体积小，嗓声低，可靠性高，适用于中小功率UPS。 UPS概述-配置 2. 逆变器 逆变器用以把市电经整流后的直流电能或蓄电池的直流电能转换为电压和频率都比较稳定的交流电能，其性能的优劣直接影响UPS的输出性能指标。 二极管与绝缘栅双极晶体管（IGBT）组合型逆变器工作频率高，滤波器体积小，噪声低，可靠性高。 UPS概述-配置 3.旁路开关 旁路开关是为提高UPS系统工作的可靠性而设置的，能承受负载的瞬时过载或短路电流。因UPS的逆变器采用电子器件，如IGBT管的过载能力仅为125%，当UPS供电系统出现过载或短路故障时，UPS将自动切换到旁路，以保护UPS的逆变器不会因过载而损坏。UPS供电系统转入旁路供电后，是由市电直接供给负载的，因市电的系统容量大可提供足够的时间使过载或短路回路的断路器跳闸，待