UPS(配置在线式应急电源)电源工作原理和维护

《UPS(配置在线式应急电源)电源工作原理和维护》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、一.引言　　保证任何情况下的正常供电，是用电重要的行业的重要基础.对于安全部门，还有一个特殊要求，就是切换主备电源的自动互投的过程中“保零秒”.互投时出现瞬间闪络停电，这对一般照明负荷影响不大，但是对发射机等上行和传输设备.服务器.编码器等设备，影响就很大.另外，在外线全部停电时，启动发电机需要时间.所以对于安全工艺机房内不允许瞬间闪络断电的负荷，必须配置在线式应急电源（UPS），并严禁其他非播出工艺负荷接入应急电源系统.UPS电源是保障供电稳定和连续性的重要设备，因其主要机智能化程度高，储能器材采用免维护蓄电池，使得在运行中往往忽略了对该系统的维护与检修.其实

2、维护的好坏，对电源的寿命和故障率有很大影响.　　虽说各个单位配置的UPS供电系统设备型号及系统容量有所不同，但其原理和主要功能基本相同.在UPS电源类型选择上各站都选择了在线式，这是因为在线式UPS电源系统具有对各类供电的零时间切换，自身供电时间的长短可选，并具有稳压.稳频.净化的特点.　　二.UPS电源系统　　1.UPS不间断电源的作用　　UPS的全称是UninterruptiblePowerSystem,即不间断电源.UPS是一种以逆变器为主要元件.稳压稳频输出的负载电源保护设备.它主要起到三个作用：一是提供后备电源，防止突然断电造成节目停播事故；二是消除“

3、污染”,改善电源质量，对电源系统中的浪涌.噪声.电压下降等现象它都能改进；三是对整个安全系统提供可持续不间断电力保护，使我们的安全系统及其整个网络运行更加稳定安全.　　2.UPS不间断电源装置的基本原理　　（1）基本构成和原理见如图1原理框图：该设备由可控整流部分.逆变器部分.逆变交流静态开关.旁路交流静态开关.可充电免维护铅酸电池.电池组开关.主机输入输出开关，逆变器故障旁路开关.应急及检修旁路开关等组成.其中电子部分统一受主机微电脑控制器控制.配套设备为蓄电池组和远地微机监测设备.　　UPS电源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

4、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

5、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，给负载供电如原理图所示，而且，同时给储能电池充电；当突发停电时，UPS电源开始工作，由储能电池工给负载所需电源，维持正常的生产；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.　　（2）可控整流部分：为三相可控整流装置，对输入电压.频率的变化范围，以及三相相序有着严格要求.输入电压.频率偏高或偏低会报警，输入相序错误逆变器将停止工作，因此进线电源或发电机组接入时必须保证相序正确（发电机组接入应保证顺相序）.　　由于流过可控整流器的电流波形为非正弦波，其谐波成分将

6、对来电电源产生严重污染，所以进线端一般要加隔离滤波装置，部分减轻污染.整流后分两路输出，一路通过充电智能化控制电路向蓄电池充电，另一路供给逆变器.　　（3）三相逆变器部分：平时外线供电时，将整流后的直流转变成50赫兹三相交流电输出，在外电停电时，蓄电池提供电源，依靠逆变来保证不间断供电.这两种情况下，逆变器均具有自动稳压.稳频输出的功能.　　由于是三相交流电，所以设备内有三个逆变器.每相逆变器设两个IGBT（具有CMOS场效应管特性的双极型大功率开关管）.在主机微电脑控制电路输出的一定频率和幅度的触发脉冲驱动下，进行脉宽调制（PWM），产生幅度按照正弦曲线连续变

7、化的方波，积分成正弦包络输出.触发开关的频率越低，方波越宽，包络线上锯齿毛刺越明显，包络曲线的平滑连续性越差，输出的直流成分和奇次谐波成分越多如图2示.触发IGBT开关的频率越高，方波越窄，包络线上锯齿毛刺越不明显，包络曲线越接近平滑的标准正弦波形，输出的直流成分和奇次谐波成分越少如图2示.　　使用高频触发，就要求使用高频IGBT.　　整机输出特性要比低频调制的高出很多，在技术上更难，因此成本也会高出不少.目前只有少数UPS厂家IGBT开关触发频率达到20–23千赫.多数厂家产品IGBT开关触发频率只有6-9千赫.这些厂家都极力回避IGBT开关频率问题，不敢提供

8、输出电压波形的真实照片.