GE UPS電源定義
UPS,就是不間斷電源。通常是弱電機房工程子系統之一,是將蓄電池與主機設備相連接,主要用于給設備提供穩定、不間斷的電力供應。
當市電輸入正常時,UPS 將市電穩壓后供應給負載使用,此時的UPS就是一臺交流式電穩壓器,同時它還向機內電池充電;當市電中斷(事故停電)時, UPS 立即將電池的直流電能,通過逆變器切換轉換的方法向負載繼續供應220V交流電,使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。
UPS 設備通常對電壓過高或電壓過低都能提供保護。
二、GE UPS電源的作用
市電電網提供的電力供應,看上去正常,可是不可靠:表面正常的電力,實際上危機四伏。
電源中斷
數據丟失,通信中斷,商機延誤......
—— 直接損失以每分鐘5000-100000元計
設備停運,儀表失靈,手術中斷......
—— 間接經濟損失無法估量
電源污染
瞬態尖峰、電源浪涌、高壓脈沖
造成服務器、路由器、磁盤陣列 等設備硬件損壞
諧波污染、線間噪聲、頻率漂移
造成網絡傳輸誤碼率大增,數據傳輸速度低下
UPS的四大功能:
1.交流穩壓功能-不需要增加交流穩壓器;
2.具有瞬間電網斷網的保護功能,尤其是在線式UPS不存在逆變轉換時間;
3.具有后備直流供電功能,可以保障用電設備在斷電期間的電源供給,維持設備的正常工作;
4.凈化功能-具有一定的濾波功能,能夠濾除一些電網干擾信號,起著凈化電源的作用。
UPS系統的基本要求
1. 必須是在線式。
2. 必須保證沒有任何干擾信號的漏放, 確保不對電視設備的技術指標產生任何不良影響。
3.必須有較高的可靠性和穩定性。
4.配備一定的后備蓄電池組, 延長有效供電時間。
三、UPS的結構
變電站內UPS系統一般由電力UPS主機、旁路穩壓柜、輸出饋線柜等三部分組成(小功率時也可三合一)。結構示意圖如圖所示,簡單說說幾個比較重要的部分的用處。
整流器:
有兩個主要功能:
,將交流電(AC)變成直流電(DC),經濾波后供給逆變器;
第二,給蓄電池提供充電電壓,起到一個充電器的作用。
逆變器:
將直流電(DC)轉化為交流電(AC),供給負載使用。
蓄電池:
UPS用來作為儲存電能的裝置,使其在市電失電時,可以將直流電逆變后,為負載提供不間斷電源。其容量大小決定了其維持放電(供電)的時間 。
靜態開關:
又稱靜止開關,是用兩個可控硅(SCR)反向并聯組成的一種交流開關,其閉合和斷開由邏輯控制器控制。
隔離變壓器、穩壓器:
在輸入或輸出部分將交流與直流隔離,穩壓器除了隔離之外還有穩定電壓的作用。
四、UPS的四種運行模式
UPS有4種運行模式,將UPS系統結構簡化后示意圖如下:
1.正常操作模式
在正常交流電源供應下,整流器將交流電轉換為直流電,將市電中的“電源污染”消除,并同時對蓄電池充電。再供給逆變器將直流電轉換為交流電,提供更穩定的電源給負載。
2.停電模式
當交流電源發生異?;蛘髌?、電抗器故障時,蓄電池組提供直流電給逆變器,使交流輸出不會有中斷,進而達到保護負載的作用。
3.備用電源模式
當逆變器發生異常狀況如逆變器保險絲熔斷、短路等故障時,逆變器會自動切斷以防止損壞,若此時旁路交流電源正常時,靜態開關會將電源供應轉為由旁路備用電源輸出給負載使用。
4.維護旁路模式
當 UPS要進行維修或更換電池而且負載供電又不能中斷時,可以先切斷逆變器開關然后激活維修旁路開關,再將整流器和旁路開關切斷。交流電源經由維護旁路開關繼續供應交流電給負載,此時,維護人員可以安全地對UPS 進行維護。
五、UPS分類
根據電路結構的不同,UPS分為三種類型,即:后備式UPS、互動UPS 和在線UPS。
1.后備式UPS
工作原理:市電正常時,轉換開關接通旁路,市電經旁路向用電設備供電,充電器對蓄電池補充充電;當市電異常時,逆變器工作,蓄電池對逆變器供電,轉換開關接通逆變器,由逆變器向用電設備供電。
特點:電路簡單,價格低廉,頻率不可調,對市電的要求較高,逆變器輸出多為方波或準正弦波,存在切換時間,一般用于小容量的場合。
2.互動UPS
工作原理:在市電正常時,輸出功率以市電為主,雙向變換器工作在整流狀態對蓄電池組補充充電;市電異常時,由雙向變換器提供全部的輸出功率。
特點:電路簡單,價格低廉,逆變器可以雙向工作,充電能力強,切換過程需要時間,頻率不可調,對市電的要求較高。
3.在線式UPS
工作原理:無論市電是否正常,均由逆變器經相應的靜態開關向負載供電。市電正常時,整流器向逆變器供給直流電,并對蓄電池組補充充電;當市電異常時,蓄電池組放電向逆變器供給直流電。
特點:正常情況下,負荷由逆變器全部提供,電源輸出質量高,切換時間為0,可靠性高,但兩次轉換存在損耗,效率較低。
六、 UPS冗余方式
在通信機房常見冗余方式有以下幾種:
1.主從串聯熱備份
正常情況下主機帶載,從機空載,負荷不均分;主從機之間互換較困難,從機電池長期空載,設備老化不一致;從機需要有帶階躍性負載的能力,否則會出現主機切從機,從機切旁路情況;該方法目前基本不再使用。
2.并聯冗余
并聯冗余采用N+1方式,N為主用,1為備用,當N=1時,就構成1+1方式,兩臺機器各帶50%負荷,過載能力強,可靠性高,擴容較為方便,該方法應用普遍。
3,系統冗余
常見的是雙總線系統,系統內部設備獨立,配電系統獨立,是目前業內的及可行的工作方式,冗余方式發揮作用前提是負載設備配備雙電源模塊,且兩個電源模塊式負載分擔模式工作,該方法也被普遍采用。
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