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1、总控站（后台）
由监控站、工程维护站、系统接口等构成，运用管理分析软件处理接收的数据并通过Web发布。工程维护人员登录服务器可查看全厂所有在线设备的运行状态以及完善的历史、实时数据分析统计。
2、现场设备控制站（ES）
根据现场设备需要，可选择监控功能仪或设备运行状态信息采集仪（EII）。EII通过RS-232/485端口与电能表、电池采集模块、直流屏、UPS等智能设备通信，将监测数据转换为符合通信协议的数据包，接入局域网，传送至主控室服务器。独立完整的ES包括以下部分。
2.1、系统主机。由下行串口通道、数据处理器、显示器、上行串口通道组成。下行串口通道通过RS-485总线访问电池电压采集模块，采集数据，管理电压采集模块，数据处理器完成数据解压、数据计算、存储管理，将处理后的数据一部分送往显示器，另一部分由上行串口通道发送至协议处理器，或传给上一层管理系统。
2.2、数据采集模块组。可根据用户需要确定采集数据要求及配置相应采集仪器，一般由电池电压采集模块、电流、温度、功率等组成，模块间隔离良好、绝缘性强，可靠性、安全性高。数据采集可分组，每个模块可对一定数量电池进行电压采集，可配备电流、温度传感器，模块间与系统主机一般采用RS-485连接。
2.3、协议处理器。具有协议处理程序的接口板，处理各种通信协议。可实现：①将主机发送的电池电压、电流、温度等信息按约定协议编码、打包、发送至远程服务器;②将远程服务器发出的遥控、遥调指令经过解码发给主机，实时控制。
2.4、放电模块。可快速测出电池直流内阻，瞬间测试电池性能，大功率放电模块可提供瞬间大电流冲击负荷。
2.5、远程服务器。实现局域网内计算机数据通信，通过局域岗远程访问现场的蓄电池监测系统，接收、分析数据，通过Web服务器发布数据。
3、通信网络
联网现场设备各分站（采集监控站），采用光纤作为数据通信主干线，组成全厂UPS和直流电源在线监控的局域网。
不间断电源(UPS)是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。它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如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应。
不间断电源广泛应用于：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、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、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。
UPS是针对中国电网环境和网络监控和网络系统、医疗系统等对电源的可靠性要求，克服中、大型计算机网络系统集中供电所造成的供电电网环境日益恶劣的问题，以全新的数字技术研制出的第三代工频纯在线式智能型UPS。直流电源，是维持电路中形成稳恒电流的装置。如干电池、蓄电池、直流发电机等。 UPS和直流电源是企业重要的供电保障设备，传统的维护管理包括：①日常巡检外观，定期更换电池、滤波电容、风机等易损件，大修时做电池活化等;②改造或采用换代设备，使用高级工具测试电池性能。这种管理方式企业投入成本高，维护人员工作量大，不易实时掌握设备运行状态和关键数据，设备事故预防能力低。实施在线维护管理可避免传统方式的不足之处，获得良好效益。
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，使用户不致因停电而影响工作或丢失数据。
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。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高频开关整流器，本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能，从而当外电发生变化时（该变化应满足系统要求），输出幅度基本不变的整流电压。净化功能由储能电池来完成，由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲。储能电池除可存储直流直能的功能外，对整流器来说就像接了一只大容量电容器，其等效电容量的大小，与储能电池容量大小成正比。由于电容两端的电压是不能突变的，即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰，起到了净化功能，也称对干扰的屏蔽。频率的稳定则由变换器来完成，频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定程度。为方便UPS电源系统的日常操作与维护，设计了系统工作开关，主机自检 故障后的自动旁路开关，检修旁路开关等开关控制。
在电网电压工作正常时，给负载供电如图所示，而且，同时给储能电池充电；当突发停电时，UPS电源开始工作，由储能电池供给负载所需电源，维持正常的生产（如粗黑→所示）；当由于生产需要，负载严重过载时，由电网电压经整流直接给负载供电（如虚线所示）。
典型的UPS系统框图如图1所示，它的基本结构是一套将交流电变为直流电的整流器和充电器，以及把直流电再变为交流电的逆变器，电池在交流电正常供电时贮存能量且维持在一个正常的充电电压上，一旦市电供电中断时，蓄电池立即对逆变器供电以保证UPS电源交流输出电压。下面几种简图示意了UPS的各种工作情况(以在线式UPS电源为例)。
（1）市电在UPS所允许的范围内正常供电时，如图2所示，粗线描绘了电源能量的流向。
（2）主电源故障即市电被切断后，电源将瞬间改由逆变器提供能量如图3所示。
（3）当所带负载过大或电源内逆变器出现故障时，UPS将打开旁路由主电源直接供电，如图4所示。
（1）单台UPS电源能够供给全部负载，连接图如系统的原理图，连接方法较简单。
（2）总负载功率需要二台或更多台UPS电源供给，如图5所示，这种连接方式称作并联无备份方式。
（3）二台或二台以上UPS电源其总容比负载总容里要多，但该系统比负载总容量必须多一台UPS电源的容量，任何一台UPS电源故障时，其余仍能供给全部负载，如图6所示。这种连接方式称作并联有备份方式。
（4）整个UPS电源系统出现故障后，市电将UPS电源脱开，直接接通负载，且不影响UPS电源系统的维修，这种线路设计如图7所示。
当UPS电源系统无故障时，维修开关打开，输入开关、输出开关闭合；当UPS电源系统故障时，维修开关闭合，输入开关、输出开关打开。这样，保证了用电负载的正常工作，而又不影响对UPS电源系统故障的在线维修。
随着计算机应用系统对电源的要求越来越高UPS日益受到重视，并逐渐发展成为一种具有稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰、防电压冲浪等功能的电力保护系统。尤其是在电网的线路及供电质量不太高、抗干扰的技术落后，同时计算机系统对电源的要求又比较高的情况下，UPS的作用就显得更加明显。
UPS的保护作用首先表现在对市电电源进行稳压，UPS的输入电压范围比较宽，一般情况是从170V到250V，而输出电源的质量是相当高的，后备式的UPS输出电压在5%~8%，输出频率稳定在1Hz；如图1，在线式UPS输出电压稳定在3%以内，输出频率稳定在0.5Hz。在市电正常时，UPS电源相当于交流市电稳压器；同时市电对蓄电池进行充电，此时也相当于充电器。在市电突然掉电的情况下，UPS自动切换到蓄电池供电，使计算机维持正常工作，保护软硬件不受损害。
2013年9月，在高端UPS市场取得巨大成功的国际品牌艾默生，经久投入研发成功的GXE小机产品重磅推出上市，抢滩小功率市场。一场改变UPS市场竞争格局的硝烟之战即将在2013年下半年打响。前瞻产业研究院发布的《2013-2017年中国不间断电源（UPS）行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》分析认为，2013年，UPS市场注定是不平凡的一年，国内国际厂商原有的既定格局有可能在这一年被打破。
前瞻产业研究院发布的《中国不间断电源(UPS)行业市场前瞻与投资战略规划分析报告前瞻》分析认为，2013年，UPS市场注定是不平凡的一年，国内国际厂商原有的既定格局有可能在这一年被打破。从产品本身来说，低功率市场的产品同质化日趋严重，一些国内厂商将研发重点转向大功率UPS，以实现差异化竞争。从市场需求来说，由单一UPS向整体解决方案转型已迫在眉睫，既不再单纯依靠UPS，而是为客户提供包括制冷、机柜、布线、PDU、软件管理等一体化的解决方案。
从目前国内市场上销售的品牌和厂家来看，销售排名前列的UPS制造商主要有国际品牌施耐德、艾默生、山特、伊顿，大陆本土品牌科华恒盛、冠军、科士达以及台商品牌中达电通。而销售前三名分别是伊顿、施耐德和艾默生，这三家的市场份额超过60%，市场集中度高。虽然本土UPS厂家科华恒盛、科士达等不断采取调整产品结构等策略，并且华为于2012年进入UPS行业，但是三大国际品牌在中国市场上的份额短期内很难打破。
UPS根据新标准IEC（国际电工委员会）按其结构和运行原理分为以下3类：
（1）被动后备式UPS电源
指逆变器并联连接在市电与负载之间仅简单地作为备用电源使用。此种UPS电源，在市电正常时，负载完全而且是直接地市电供电，逆变器不做任何电能变换，蓄电池由独立的充电器供电；当市电不正常时，负载完全由逆变器提供电能。
被动后备式UPS具有结构简单、价格最廉等优点，运用于某些非重要的负载使用，如家用计算机等。但市电断电时，继电器将逆变器切换至负载，切换时间较长，一般需几个毫秒的间断，所以稍微重要的计算机设备不应选用被动后备式UPS电源。
（2）在线互动式UPS电源
指逆变器并联连接在市电与负载之间，起后备电源作用，同时逆变器作为充电器给蓄电池充电。通过逆变器的可逆运行方式，与市电相互作用，因此被称为互动式。此种UPS电源，在市电正常时，负载由经改良后的市电供电，同时逆变器作为充电器给蓄电池充电，此时逆变器起AC/DC变换器的作用；而当市电故障时，负载完全由逆变器供电，此时，逆变器起DC/AC变换器的作用。
在线互动式UPS具有结构较简单、实施方便、且易于并联、便于维护和维修、效率高、运行费用低、整机可靠性高等优点，性能满足某些负载要求，特别适用于网络中某些计算机设备采用分布式供电的系统。此种电源缺点是稳压性能不高，尤其动态响应速度低，其次抗干扰能力不强，电路会产生谐波干扰和调制干扰。
（3）双变换式UPS电源
指逆变器串联连接在交流输入与负载之间，电源通过逆变器连续地向负载供电。此种UPS电源其供电方式如下：市电正常时，市电经过整流器、逆变器向负载供电；市电不正常时，由蓄电器经逆变器向负载供电。
双变换式UPS是UPS电源的主流产品，具有性能好、电压稳定度与频率稳定度高、功能强、具有热备份连接和并联冗余联结的功能等优点，其不足之处是当容量少于10kVA以下，其整机效率不高，一般在85%左右。
UPS不间断电源的基本参数:
(1)负载
负载可分三类，10kV·A以下为小负载，10～60kV·A为中负载，60kV·A以上为大负载；
(2)输出电压的谐波含量(失真)
谐波电压对电路中的参考电压及低电压工作的逻辑电路会造成噪声；
(3)阶跃负载
当一部分负载接通或断开时，都会使负载产生阶跃变化。由于UPS不能瞬时更正这种突然变化的电流，输出电压就会产生相应的变化。小负载由于只接很少的设备，有时会出现100%的阶跃负载。中等负载出现的阶跃不超过50%。而大负载只有在不正常的运行状态下才可能出现超过z5%的阶跃负载。一般的逆变器设计都能满足小于25%的阶跃负载；
(4)非线性负载
指电感性负载或电容性负载。在计算机系统中，非线性负载主要是主机、打印机(特别是激光打印机)和显示终端等；线性负载主要是磁盘和磁带设备。一般小负载是非线性负载；中负载是线性与非线性负载相近或其中一种稍大；而大负载一般是线性负载，因为大负载由多台设备构成，运行中此起彼伏，宏观看起来总负载比较稳定；
(5)效率
对于一个大系统来说，效率必须足够高。比如一个125kV·A的UPS，若只有85%的效率，那么每年多消耗的费用相当于初始投资的30%；
(6)体积
中小型UPS要求体积要尽可能小；
(7)噪声
UPS不间断电源的噪声水平不应超过它所在环境要求的噪声水平。
新型UPS中的逆变器大多采用了PWM技术，同时采用了石英晶体振荡控制逆变器的频率，通过电压负反馈电路确保输出电压的稳定。它具有开关电源的一系列优点，通过精确调整脉冲宽度，保证功率稳定输出，同时．开关电源技术的应用，也使其自身损耗大大降低。主要技术指标如下：
（1）额定输出功率和最大输出功率；
（2）切换时间；
（3）输出电压稳定度，参考值±0.5%~±2%；
（4）输出频率稳定度，参考值±0.01%~±0.5%；
（5）输出波形纯正(正弦波输出)，电压畸变小于1%，不存在潜波失真的问题；
（6）效率高、损耗低。参考指标高于90%；
（7）无故障工作时间。由于微处理器监控技术和先进的IGBT驱动型SPWM等高技术的采用，目前的UPS已达到了极高的可靠性水平，对于大型UPS电源来讲，其单机的年均无故障工作时间(MTBF)已超过20万小时。如果采用双总线输出的多机“冗余”型UPS供电系统，其MTBF甚至可达1000万小时数量级。
当市电正常380Vac时，直流主回路有直流电压，供给DC-AC交流逆变器，输 出稳定的220V或380Vac交流电压，同时市电经整流后对电池充电。当任何时候市电欠压或突然掉电，则由电池组通过隔离二极管开关向直流回路馈送电能。从电网供电到电池供电没有切换时间。当电池能量即将耗尽时，不间断电源发出声光报警，并在电池放电下限点停止逆变器工作，长鸣告警。不间断电源还有过载保护功能，当发生超载（150%负载）时，跳到旁路状态，并在负载正常时自动返回。当发生严重超载（超过200%额定负载）时，不间断电源立即停止逆变器输出并跳到旁路状态，此时前面输入空气开关也可能跳闸。消除故障后，只要合上开关，重新开机即开始恢复工作。
（1）安时数(AH)
反映电池容量大小的指标之一，其定义是按规定的电流进行放电的时间。相同电压的电池，安时数大的容量大;相同安时数的电池，电压高的容量大。通常以电压和安时数共同表示电池的容量，如12V/7AH、12V24AH、12V/65AH、12V/100AH。
（2）避雷器
用来吸收雷击波的器件，工作原理是，雷击产生瞬间高电压进入电路，引起避雷器导通吸收雷击电流，将电路电压箝位在安全范围之内。可做为避雷器件的元件有多种，如压敏电阻、放电管等。 注：雷击电压是大气与大地之间的高压放电，因此，避雷器要有良好的接地才能起作用。
（3）保险丝
一种过热熔断型的小型器件，超载或负载短路时引起电流过大会烧断保险丝，保护电子设备不受过电流的伤害，也可避免电子设备因内部故障所引起的严重伤害。因此，每个保险丝上皆有额定规格，当电流超过额定规格时保险丝将会熔断。
注：如使用的不是原厂所规定的同规格保险丝有可能造成机器故障，或是引起线路起火，危害自身的安全。最好是使用原厂所规定的同规格保险丝，既可保护设备也可保护确保人身安全。
（4）变压器
利用电磁感应原理，由铁芯和线圈构成，可分为一次侧线圈与二次侧线圈两个部分，一次侧输入电压，二次侧就有感应电压输出，从而进行电能传递。二次侧可提供多种电压输出，有升压，降压功能，因此变压器在电路中可以满足多种不同电压的电力需求。
（5）稳压精度
指输出端电压的相对变化量，为一百分数，越小越好。当输入电压或负载发生变化时，UPS的输出电压也会升高或降低，变化越小说明稳压精度越高。
（6）不间断电源
UPS[Uninterruptible Power System (or Supply)]：是由电池组、逆变器和其他电路组成，能在电网停电时提供交流电力的电源设备。
（1）UPS采用模块化在线并机扩容功能。目前多数大功率段的UPS均已经具备冗余并机功能，UPS内部多模块冗余并联运行、甚至多台UPS组成的系统冗余运行技术，在并联运行中，当单一模块或单机发生故障时，其功能则自动转由冗余单元承担，大大提高了UPS供电系统的可靠性。
（2）高效率、高可靠性。提高UPS自身能效，优化负载效率曲线，降低输入电流谐波，提高功率因数。
（3）UPS的数字化、智能化。
（4） UPS的绿色、节能、环保。节能环保已成为UPS产品技术创新的指导原则。对UPS而言，输入功率因数的高低表明其吸收电网有功功率的能力及对电网影响的程度。
使用不间断电源是为了应对电网可能出现的以下情况：
停电（电网停止工作，无电压输出）
压降（亦称下陷，电压1 0%以上，时间持续数秒）
持续欠压
持续过压
线噪（因线路屏蔽差而引入的射频或电磁干扰）
频率漂移（发电机不稳定造成的电网频率偏差）
开关瞬态（亦称暂态，由电气设备开关或放电造成的电压偏差，有时可高达20000伏，但是持续时间极短，仅数纳秒）
谐波（电网中由非线性特性的电气设备产生的对交流电正弦波形的干扰）
针对以上各种电力问题，有几种不同解决方式，见下表
| 后备式 | 在线互动式 | 纯在线式 | |
| 电涌 | × | ×/△ | ○ |
| 高压突波 | × | ×/△ | ○ |
| 暂态过电压 | × | ×/△ | ○ |
| 电压下陷 | × | ×/△ | ○ |
| 噪声干扰 | × | ×/△ | ○ |
| 频率飘移 | × | ×/△ | ○ |
| 谐波 | × | ×/△ | ○ |
| 电压过低 | × | ×/△ | ○ |
| 市电中断 | ○ | ○ | ○ |
| ○代表有较佳保护△代表有限或视状况保护 ×代表没有保护 | |||
在使用电池的时代之前，不间断电源曾经使用飞轮和内燃机为负载提供电能供应，这种不间断电源被称为飞轮式或旋转式不间断电源。飞轮式不间断电源由整流器、直流电动机、飞轮、柴油机（或汽油机）及发电机等组成。在电网供电的情况下，由整流器提供的直流电驱动电动机 带动飞轮旋转，并且带发电机为负载供电。由于飞轮的惯性作用，发电机转速可以保持均衡，此时不间断电源起过滤电网干扰的作用。当电网断电后，飞轮继续带动发电机的转子旋转，同时启动柴油机带动发电机发电，替代原有电网为负载供电。
由于飞轮式不间断电源使用内燃机提供电力，会产生较大的噪音同时体积也较大，因此目前一般仅被用于应急情况和一些自然状况恶劣的场合，通常情况下不间断电源会使用蓄电池来提供电力。
自二十世纪六十年代美国通用电气公司研究生产不间断电源以来，不间断电源一直在被改进，但是其基本原理没有重大变化。
现代的不间断电源由电池组、逆变器和控制电路组成，一端连接电网另一端连接电器负载。在电网电压正常的情况下，不间断电源利用电网电源为自身充电，在电网出现异常的时候，不间断电源将存储于电池中的电能释放，供负载使用。它按工作方式通常分为在线式和后备式（亦称为离 线式）两种；按输出波形可分为正弦型、近似正弦型（用阶梯方波来拟合正弦波）等。
UPS按工作原理分成后备式、在线式与在线互动式三大类
其中，我们最常用的是后备式UPS，如四通HO系列与SD系列，它具备了自动稳压、断电保护等UPS最基础也最重要的功能，虽然一般有10ms左右的转换时间，
逆变输出的交流电是方波而非正弦波，但由于结构简单而具有价格便宜，可靠性高等优点，因此广泛应用于微机、外设、POS机等领域
在线式UPS结构较复杂，但性能完善，能解决所有电源问题，如四通PS系列，其显著特点是能够持续零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；由于需要较大的投资，通常应用在关键设备与网络中心等对电力要求苛刻的环境中
另外四通、APC等厂商还提供在线互动式UPS，同后备式相比较，在线互动式具有滤波功能，抗市电干扰能力很强，转换时间小于4ms，逆变输出为模拟正弦波，所以能配备服务器、路由器等网络设备，或者用在电力环境较恶劣的地区。
不间断电源现已广泛应用于：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、数据存储设备等领域。
UPS( Uninterruptible Power System ），即不间断电源，是一种含有储能装置 ，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。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提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断( 事故停电）时， UPS 立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS作为保护性的电源设备，它的性能参数具有重要意义，应是我们选购时的考虑重点。市电电压输入范围宽，则表明对市电的利用能力强（减少电池放电）。输出电压、频率范围小，则表明对市电调整能力强，输出稳定。波形畸变率用以衡量输出电压波形的稳定性，而电压稳定度则说明当UPS突然由零负载加到满负载时，输出电压的稳定性。还有UPS效率、功率因数、转换时间等都是表征UPS性能的重要参数，决定了对负载的保护能力和对市电的利用率。性能越好，保护能力也越强，总的来说，离线式UPS对负载的保护最差，在线互动式略优之，在线式则几乎可以解决所有的常见电力问题。
电网存在至少九种问题：断电、雷击尖峰、浪涌、频率震荡、电压突变、电压波动、频率漂移、电压跌落、脉冲干扰；因此从改善电源质量的角度来说给电脑配备一台UPS是十分必要的。
另外，精密的网络设备和通信设备是不允许电力有间断的，以服务器为核心的网络中心要配备UPS是不言而喻的，即使是一台普通电脑，其使用三个月以后的数据文件等软件价值就已经超过了硬件价值，因此为防止数据丢失而配备UPS也是十分必须的。
根据设备的情况、用电环境以及想达到的电源保护目的，可以选择适合的UPS；例如对 内置开关电源的小功率设备一般可选用后备式UPS，在用电环境较恶劣的地方应选用在线互动式或在线式UPS，而对不允许有间断时间或时刻要求正弦波交流电的设备，就只能选用在线式UPS。
首先要确定您的设备是多大功率的，一般来讲普通PC机或工控机的功率在200W左右，苹果机在300W左右，服务器在300W与600W之间，其他设备的功率数值可以参考该设备的说明书。
其次应了解UPS的额定功率有两种表示方法：视在功率（单位VA）与实际输出功率（单位W），由于无功功率的存在所以造成了这种差别，两者的换算关系为：视在功率*功率因数=实际输出功率
后备式、在线互动式的功率因数在0.5与0.7之间，在线式的功率因数一般是0.8。
给设备配UPS时应以UPS的实际输出功率为匹配的依据，有些经销商有意或无意会混淆（VA）与（W）的区别，这点要提请用户注意。
根据使用环境选择可以分为工业级UPS和商业级UPS，工业级UPS适应于环境比较恶劣的的地方，商业级UPS对环境的要求比较高。
UPS通常分为工频机和高频机两种。工频机由可控硅SCR整流器，IGBT逆变器，旁路和工频升压隔离变压器组成。因其整流器和变压器工作频率均为工频50Hz，顾名思义叫工频UPS。
高频机通常由IGBT高频整流器，电池变换器，逆变器和旁路组成，IGBT可以通过控制加在其门极的驱动来控制IGBT的开通与关断，IGBT整流器开关频率通常在几K到几十KHz，甚至高达上百KHz，相对于50Hz工频， 称之为高频UPS。
随着电力电子技术的发展和高频功率器件不断问世。中小功率段的UPS产品正逐步高频化，高频UPS有功率密度大、体积小、重量轻的特点。但在高频UPS功率段向中大功率过渡推进的过程中。高频拓扑UPS在使用过程中暴露出一些固有缺点，并影响到UPS的安全使用和运行。
| 高频机 | 工频机 | |
|---|---|---|
| 1 | 采用IGBT整流技术，根据统计数据，IGBT整流故障率远高于可控制硅整流 | 采用可控硅整流技术，系统可靠性高 |
| 2 | 输出有高次谐波，高频谐波耦合在零线上，可能抬升零地电压。很难满足IBM,HP等服务器厂家对零地电压小于1V的场地需求 | 输出配置隔离变压器，零地电压增量为零，更可靠保证负载运行 |
| 3 | 逆变器直接挂接负载，抗负载冲击能力弱，降低逆变器的可靠性 | 输出隔离变压器自身短路阻抗的作用及高频衰减隔离特性，使得工频机具有很好的抗负载冲击能力，降低负载突变和短路对UPS的影响 |
| 4 | 逆变器直接带载，带不平衡负载能力弱 | 通过变压器的负载重新分配，提高了UPS带不平衡负载的能力。 |
| 5 | 负载直挂，带非线性负载的能力弱 | 输出变压器具有3N次谐波电流的隔离能力，带非线性负载的能力强； |
| 6 | 无输出隔离变压器，在UPS故障的情况下存在输出直流电压损坏负载的风险 | 即使在UPS故障的情况下也不存在输出直流电压的风险，负载更加安全可靠； |
| 7 | 主路旁路N线必须相同，因此无法实现主旁路不同源配置 | 可以实现主旁路不同输入源的配置方案，满足高可靠性场地的配电要求； |
| 8 | 某些厂家的高频机输入零线中断时，UPS无法正常工作，当市电和柴油发电机切换时，因零线短时“缺失”可能出现“零偏”故障，造成输出闪断，负载掉电的重大故障 | 隔离变压器重新生成中心点，UPS输入零线中断时可正常工作。 |
| 9 | 采用专用充电器，充电能力弱。只能满足短时间（5-10分钟）后备电池的充电能力，长延时配置时电池充电能力不足，电池寿命严重缩短 | 电池直接挂接母线，在负载不足满载时可将剩余的整流器容量用于充电，特别适应中国客户长延时配置后备电池的需求 |
| 10 | 电池与逆变器之间增加了电压变换电路，降低了电池放电时系统效率，同等负载时需配置更多的电池。且系统可靠性降低 | 电池直接挂接母线，逆变效率高，节省电池的配置容量 |
不间断电源系统
不间断电源系统
不间断电源系统 UPS (Uninterruptable Power Supply) 一． 定义： UPS 系统是连接在输入电源和负载之间，为重要负载提供不受电网干扰、稳压、稳频的电力供 应的电源设备，在市电掉电后， UPS 可继续给负载提供一段时间的供电，为通信、能源、化工、医疗 等重要负载提供足够的后备时间。 二． 应用范围： UPS 系统适用于不间断用电场合，主要作为各种计算机机房的不间断电源系统，广泛应用于金 融证券、邮电通信、政府机关、能源化工、交通运输等各行各业。 三．系统组成： UPS系统主要包括由整流模块 (REC)和逆变模块 (INV) 组成的 AC-DC-AC 变换主回路、 由两组反 向并联的可控硅组成的旁路静态开关、维修旁路空开 Q3BP、输出隔离变压器和静态开关、蓄电池组 以及输入 /输出空开 Q1/Q5 等，如图 1 所示。 图 1 UPS 原理框图 UPS系统
不间断电源系统概要
不间断电源系统概要
不间断电源系统 UPS (Uninterruptable Power Supply) 一． 定义： UPS 系统是连接在输入电源和负载之间，为重要负载提供不受电网干扰、稳压、稳频的电力供 应的电源设备，在市电掉电后， UPS 可继续给负载提供一段时间的供电，为通信、能源、化工、医疗 等重要负载提供足够的后备时间。 二． 应用范围： UPS 系统适用于不间断用电场合，主要作为各种计算机机房的不间断电源系统，广泛应用于金 融证券、邮电通信、政府机关、能源化工、交通运输等各行各业。 三．系统组成： UPS系统主要包括由整流模块 (REC)和逆变模块 (INV) 组成的 AC-DC-AC 变换主回路、 由两组反 向并联的可控硅组成的旁路静态开关、维修旁路空开 Q3BP、输出隔离变压器和静态开关、蓄电池组 以及输入 /输出空开 Q1/Q5 等，如图 1 所示。 图 1 UPS 原理框图 UPS系统
不间断电源容量大小选择错误将会出现什么问题？错误地估计了数据中心不间断电源容量大小，将会引发爆炸。
不间断电源容量估计小了，问题很明显。当数据中心负载超过电源承受力，不间断电源容量将会关闭电源进入旁路模式。IT工作负载将对大部分时间都是良好的未过滤的公用电源起作用。现代计算机设备没有上一代的版本灵敏度高，这就是经济模式不间断电源容量受欢迎的原因。
不间断电源容量超额导致了资金上的浪费：在多余的不间断电源容量上追加资本，其中有从未停止为不需要的电源支付的账单以及在热点处进行冷却的花费。不间断电源容量大小超出20%-30%是正常的，也是可以接受的。在新的IT系统设备更新时，超出的不间断电源容量为IT系统容量峰值以及短期并行操作提供了额外空间。但是当不间断电源容量大小超出预期增长的3-4倍时就产生了浪费。
不间断电源容量大小的误算真正关心的是冗余系统。额外的不间断电源容量是作为备用的。如果你的不间断电源容量是30%，你就使用了100KW设计容量的70%，但是实际上仅仅是总体150KW的47%。
不间断电源容量和工作负载是1:1.70KW的工作负载平均每个100KW的不间断电源容量分到35KW，仅仅是UPS容量额定功率的35%，这就是我们为什么只需要一个不间断电源容量而且要采用模块化的原因，为了避免更多的多余电源容量。为2N的不间断电源容量增加50%的容量意味着每个电源仅有25%的电源容量在使用中。这将是效率曲线上的可怕的一点。
不间断电源-如何延长UPS的供电时间？
延长不间断电源系统的供电时间有两种方法：
1．外接大容量电池组：可根据所需供电时间外接相应容量的电池组，但须注意此种方法会造成电池组充电时间的相对增加，另外也会增加占地面积与维护成本，故需认真评估。
2．选购容量较大的不间断电源系统：此方法不仅可减少维护成本，若遇到负载设备扩充，较大容量的不断电系统仍可立即运作。
UPS电源系统开、关机
第一次开机
(1）按以下顺序合闸：储能电池开关→自动旁路开关→输出开关依次置于“ON"。
(2）按UPS启动面板“开”键，UPS电源系统将徐徐启动，“逆变”指示灯亮，延时1分钟后，“旁路”灯熄灭，UPS转为逆变供电，完成开机。
经空载运行约10分钟后，按照负载功率由小到大的开机顺序启动负载。
日常开机
只需按UPS面板“开”键，约20分钟后，即可开启电脑或其它仪器使用。通常等UPS启动进入稳定工作后，方可打开负载设备电源开关（注：手动维护开关在UPS正常运行时，呈“OFF"状态）。
关机
先将电脑或其它仪器关闭，让UPS空载运行10分钟，待机内热量排出后，再按面板“关”键。
一、保持适宜的环境温度。影响蓄电池寿命的重要因素是环境温度，一般电池生产厂家要求的最佳环境温度是在20－25℃之间。虽然温度的升高对电池放电能力有所提高，但付出的代价却是电池的寿命大大缩短。据试验测定，环境温度一旦超过25℃，每升高10℃，电池的寿命就要缩短一半。目前UPS所用的蓄电池一般都是免维护的密封铅酸蓄电池，设计寿命普遍是3年，这在电池生产厂家要求的环境下才能达到。达不到规定的环境要求，其寿命的长短就有很大的差异。另外，环境温度的提高，会导致电池内部化学活性增强，从而产生大量的热能，又会反过来促使周围环境温度升高，这种恶性循环，会加速缩短电池的寿命。
二、定期充电放电。UPS电源中的浮充电压和放电电压，在出厂时均已调试到额定值，而放电电流的大小是随着负载的增大而增加的，使用中应合理调节负载，比如控制微机等电子设备的使用台数。一般情况下，负载不宜超过UPS额定负载的60%。在这个范围内，电池的放电电流就不会出现过度放电。
UPS因长期与市电相连，在供电质量高、很少发生市电停电的使用环境中，蓄电池会长期处于浮充电状态，日久就会导致电池化学能与电能相互转化的活性降低，加速老化而缩短使用寿命。因此，一般每隔2－3个月应完全放电一次，放电时间可根据蓄电池的容量和负载大小确定。一次全负荷放电完毕后，按规定再充电8小时以上。
三、利用通讯功能。目前，绝大多数大、中型UPS都具备与微机通讯和程序控制等可操作性能。在微机上安装相应的软件，通过串/并口连接UPS，运行该程序，就可以利用微机与UPS进行通讯。一般具有信息查询、参数设置、定时设定、自动关机和报警等功能。通过信息查询，可以获取市电输入电压、UPS输出电压、负载利用率、电池容量利用率、机内温度和市电频率等信息；通过参数设置，可以设定UPS基本特性、电池可维持时间和电池用完告警等。通过这些智能化的操作，大大方便了UPS电源及其蓄电池的使用管理。
四、及时更换废/坏电池。目前大中型UPS电源配备的蓄电池数量，从3只到80只不等，甚至更多。这些单个的电池通过电路连接构成电池组，以满足UPS直流供电的需要。在UPS连续不断的运行使用中，因性能和质量上的差别，个别电池性能下降、储电容量达不到要求而损坏是难免的。当电池组中某个/些电池出现损坏时，维护人员应当对每只电池进行检查测试，排除损坏的电池。更换新的电池时，应该力求购买同厂家同型号的电池，禁止防酸电池和密封电池、不同规格的电池混合使用。
在使用不间断电源系统的过程中，人们往往片面地认为蓄电池是免维护的而不加重视。然而有资料显示，因蓄电池故障而引起UPS主机故障或工作不正常的比例大约为1/3。由此可见，加强对66UPS电池的正确使用与维护，对延长蓄电池的使用寿命，降低UPS系统故障率，有着越来越重要的意义。除了选配正规品牌蓄电池以外，应从以下几个方面入手正确地使用与维护蓄电池：
(1)UPS电源在正常使用情况下，主机的维护工作很少，主要是防尘和定期除尘。特别是气候干燥的地区，空气中的灰粒较多，机内的风机会将灰尘带入机内沉积、当遇空气潮湿时会引起主机控制紊乱造成主机工作失常，并发生不准确告警，大量灰尘也会造成器件散热不好。一般每季度应彻底清洁一次。其次就是在除尘时，检查各连接件和插接件有无松动和接触不牢的情况。
(2）虽说储能电池组目前都采用了免维护电池，但这只是免除了以往的测比、配比、定时添加蒸馏水的工作。但外因工作状态对电池的影响并没有改变，不正常工作状态对电池造成的影响没有变，这部分的维护检修工作仍是非常重要的，UPS电源系统的大量维修检修工作主要在电池部分。
a.储能电池的工作全部是在浮充状态，在这种情况下至少应每年进行一次放电。放电前应先对电池组进行均衡充电，以达全组电池的均衡。要清楚放电前电池组已存在的落后电池。放电过程中如有一只达到放电终止电压时，应停止放电，继续放电先消除落后电池后再放。
b.核对性放电，不是首先追求放出容量的百分之多少，而是要关注发现和处理落后电池，经对落后电池处理后再作核对性放电实验。这样可防止事故，以免放电中落后电池恶化为反极电池。
c.平时每组电池至少应有8只电池作标示电池，作为了解全电池组工作情况的参考，对标示电池应定期测量并做好记录。
d.日常维护中需经常检查的项目有：清洁并检测电池两端电压、温度；连接处有无松动，腐蚀现象、检测连接条压降；电池外观是否完好，有无壳变形和渗漏；极柱、安全阀周围是否有酸雾逸出；主机设备是否正常。
e.免维护电池要维护，不是什么无稽之谈，应从广义的维护立场出发，做到运行、日常管理的周到、细致和规范性，保证设备（包括主机设备）保持良好的运行状况，从而延长使用年限；保证直流母线经常保持合格的电压和电池的放电容量；保证电池运行和人员的安全可靠。这就是电池维护的目的，也是电池运行规程中包括的内容和进行规则。
(3）当UPS电池系统出现故障时，应先查明原因，分清是负载还是UPS电源系统；是主机还是电池组。虽说UPS主机有故障自检功能，但它对面而不对点，对更换配件很方便，但要维修故障点，仍需做大量的分析、检测工作。另外如自检部分发生故障，显示的故障内容则可能有误。
(4）对主机出现击穿，断保险或烧毁器件的故障，一定要查明原因并排除故障后才能重新启动，否则会接连发生相同的故障。
(5）当电池组中发现电压反极、压降大、压差大和酸雾泄漏现象的电池时，应及时采用相应的方法恢复和修复，对不能恢复和修复的要更换，但不能把不同容量、不同性能、不同厂家的电池联在一起，否则可能会对整组电池带来不利影响。对寿命已过期的电池组要及时更换，以免影响到主机。
UPS作为保护性的电源设备，它的性能参数具有重要意义，应是我们选购时的考虑重点。市电电压输入范围宽，则表明对市电的利用能力强（减少电池放电）。输出电压、频率范围小，则表明对市电调整能力强，输出稳定。波形畸变率用以衡量输出电压波形的稳定性，而电压稳定度则说明当UPS突然由零负载加到满负载时，输出电压的稳定性。
还有UPS效率、功率因数、转换时间等都是表征UPS性能的重要参数，决定了对负载的保护能力和对市电的利用率。性能越好，保护能力也越强，总的来说，离线式UPS对负载的保护最差，在线互动式略优之，在线式则几乎可以解决所有的常见电力问题。当然成本也随着性能的增强而上升。因此用户在选购UPS时，应根据负载对电力的要求程度及负载的重要性不同，而选取不同类型的UPS。
UPS不间断电源是针对中国电网环境和网络监控及网络系统、医疗系统等对电源的可靠性要求，克服中、大型计算机网络系统集中供电所造成的供电电网环境日益恶劣的问题，以全新的数字技术研制出的第三代工频纯在线式智能型UPS。直流电源，是维持电路中形成稳恒电流的装置。如干电池、蓄电池、直流发电机等。 UPS和直流电源是企业重要的供电保障设备，传统的维护管理包括:①日常巡检外观，定期更换电池、滤波电容、风机等易损件，大修时做电池活化等;②改造或采用换代设备，使用高级工具测试电池性能。这种管理方式企业投入成本高，维护人员工作量大，不易实时掌握设备运行状态和关键数据，设备事故预防能力低。实施在线维护管理可避免传统方式的不足之处，获得良好效益。 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，使用户不致因停电而影响工作或丢失数据。
1、总控站(后台) 由监控站、工程维护站、系统接口等构成，运用管理分析软件处理接收的数据并通过Web发布。工程维护人员登录服务器可查看全厂所有在线设备的运行状态以及完善的历史、实时数据分析统计。 2、现场设备控制站(ES) 根据现场设备需要，可选择监控功能仪或设备运行状态信息采集仪(EII)。EII通过RS-232/485端口与电能表、电池采集模块、直流屏、UPS等智能设备通信，将监测数据转换为符合通信协议的数据包，接入局域网，传送至主控室服务器。独立完整的ES包括以下部分。 2.1、系统主机。由下行串口通道、数据处理器、显示器、上行串口通道组成。下行串口通道通过RS-485总线访问电池电压采集模块，采集数据，管理电压采集模块，数据处理器完成数据解压、数据计算、存储管理，将处理后的数据一部分送往显示器，另一部分由上行串口通道发送至协议处理器，或传给上一层管理系统。 2.2、数据采集模块组。可根据用户需要确定采集数据要求及配置相应采集仪器，一般由电池电压采集模块、电流、温度、功率等组成，模块间隔离良好、绝缘性强，可靠性、安全性高。数据采集可分组，每个模块可对一定数量电池进行电压采集，可配备电流、温度传感器，模块间与系统主机一般采用RS-485连接。 2.3、协议处理器。具有协议处理程序的接口板，处理各种通信协议。可实现:①将主机发送的电池电压、电流、温度等信息按约定协议编码、打包、发送至远程服务器;②将远程服务器发出的遥控、遥调指令经过解码发给主机，实时控制。 2.4、放电模块。可快速测出电池直流内阻，瞬间测试电池性能，大功率放电模块可提供瞬间大电流冲击负荷。 2.5、远程服务器。实现局域网内计算机数据通信，通过局域岗远程访问现场的蓄电池监测系统，接收、分析数据，通过Web服务器发布数据。 3、通信网络 联网现场设备各分站(采集监控站)，采用光纤作为数据通信主干线，组成全厂UPS和直流电源在线监控的局域网。
组成
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。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高频开关整流器，本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能，从而当外电发生变化时(该变化应满足系统要求)，输出幅度基本不变的整流电压。净化功能由储能电池来完成，由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲。储能电池除可存储直流直能的功能外，对整流器来说就象接了一只大容器电容器，其等效电容量的大小，与储能电池容量大小成正比。由于电容两端的电压是不能突变的，即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰，起到了净化功能，也称对干扰的屏蔽。频率的稳定则由变换器来完成，频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定程度。为方便UPS电源系统的日常操作与维护，设计了系统工作开关，主机自检 故障后的自动旁路开关，检修旁路开关等开关控制。 在电网电压工作正常时，给负载供电如图所示，而且，同时给储能电池充电;当突发停电时，UPS电源开始工作，由储能电池供给负载所需电源，维持正常的生产(如粗黑→所示);当由于生产需要，负载严重过载时，由电网电压经整流直接给负载供电(如虚线所示)。
不间断电源容量简介