ups供电方案的改进探讨

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1、论UPS供电方案的问题与变革张广明2008年4月内容1、传统UPS供电系统存在的问题2、对UPS供电系统技术发展的探讨科学发展的历史性：在一定的历史阶段,技术发展被人们的传统意识、行业规范、行业标准束缚着，因而会延缓技术变革的过程科学发展和技术进步最终会遵照它自身规律中心思想：应用型科学发展和技术进步的规律发展方向和和变革的过程是由技术应用的需要决定的市电1市电2ATS柴油发电机ATS交流输入系统UPS主机；输入输出配电；输入输出滤波器；输出STS转换开关；线缆传输；变压器；电池阻UPS供电系统负载一，UPS供电系统现状和值得思考的问题当前UPS供电系

2、统典型结构示意图逆变器工作波形AC/DC（6脉冲）5、7次无源滤波配电DC/AC全桥或半桥PWC控制配电滤波器变压器UPS输出电压AC220V/50HZ负载电流PF=0.6CF>3UPS输入电流PF=0.7THDI≥30%直流母线电压DC300V±20%计算机负载器件电压：全桥380V半桥760V传统UPS系统结构电池组找问题：1、能源的两次变换2、两个电流谐波源3、备用能源-电池不能直接保护负载当前UPS供电系统运行中存在的问题（1）系统可靠性问题；系统复杂、单路经故障点多、维护难度大等。（2）系统电流谐波干扰问题；系统中存在两个谐波源,对电网和系统

3、本身形成干扰、增加滤波设备、降低输入功率因数和能源利用率、对地线系统提出苛刻要求等。（3）系统成本和能源消耗问题；能源两次转换降低了效率、系统复杂性提高了购置成本和运行成本、电流谐波的存在增加了滤波设备、输入功率因数的低下降低了系统设备容量利用率。（4）系统标准化问题；系统复杂为标准化带来困难，系统设计建造停留在手工业阶段。（5）系统的灵活性和可扩展、变更问题；以计划容量一次性投入、难以变更和扩展，缩短了生命周期。（6）系统使用维护难度问题。要求较高的维护水平，多供应商和非标准化使故障修复困难。与安全有关的两大问题一,系统的可用性：设备可靠性低，造成系

4、统不可遇见的突发性故障二，谐波干扰：造成系统隐性故障UPS供电系统的谐波治理谐波治理是UPS设备性能改进和供电系统配置研究的重要的课题。治理措施：增大电力系统的供电容量和传输电缆、开关等设备容量；改变变压器的配置和不同的方式联接方式；在系统中和设备内部配置无源滤波器；在UPS设备输入端采用输入功率因数校正电路-PFC在系统或设备输入端配置有源滤波器降低和治理系统谐波电流方法之一：12脉冲整流+无源滤波器逆变器工作波形配电DC/AC全桥或半桥PWC控制配电滤波器变压器UPS输出电压AC220V/50HZ负载电流PF=0.6CF>3直流母线电压AC/DC

5、12脉冲整流11次无源滤波PF=0.95THDI≤10%DC300V±15%计算机负载器件电压：全桥380V半桥760V电池组存在问题：1，增加系统成本；2，负载减轻时，无源滤波效果不好降低治理系统谐波电流方法之二：PFC高频整流逆变器工作波形配电DC/AC全桥或半桥PWC控制配电滤波器变压器UPS输出电压AC220V/50HZ负载电流PF=0.6CF>3直流母线电压PFC整流PF=0.99THDI≤5%DC300V±15%计算机负载器件电压：全桥380V半桥760V电池组1，与UPS配套2，当前的器件水平可做到120KVA降低治理系统谐波电流方法之三

6、：混合型有源滤波器APF可放在UPS前端，也可放在整个系统前端逆变器工作波形AC/DC（6脉冲）有源滤波配电DC/AC全桥或半桥PWC控制配电滤波器变压器UPS输出电压AC220V/50HZ负载电流PF=0.6CF>3UPS输入电流PF=0.7THDI≥30%直流母线电压PF=0.99THDI≤5%DC300V±15%计算机负载器件电压：全桥380V半桥760V电池组提高UPS供电系统的可用性方法之一：单机冗余并机系统方法之二：双总线冗余并机系统方法之三：单机模块化UPS方法之四：集成化UPS供电系统结构框图方法之五：提高智能监控与管理功能UPS的可靠

7、性与可用性失效率：式中：ns试验开始时正常工作的样品数;n在运行（t1-t2）时间间隔内出现故障的样品数；可靠度：平均无故障时间：平均维护时间：可用性：提高系统可用性方法之一：单机冗余并机系统AC/DC（6脉冲）5、7次无源滤波DC/AC全桥或半桥PWC控制配电配电滤波器变压器计算机负载AC/DC（6脉冲）5、7次无源滤波DC/AC全桥或半桥PWC控制并机控制电池组电池组配电配电滤波器变压器计算机负载AC/DC（6脉冲）5、7次无源滤波DC/AC全桥或半桥PWC控制配电配电滤波器变压器AC/DC（6脉冲）5、7次无源滤波DC/AC全桥或半桥PWC控制并

8、机控制STS电池组电池组提高系统可用性方法之二：双总线冗余并机系统提高系统可用性方法之三：单机