UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply),即不間斷電源,是將蓄電池(多為鉛酸免維護蓄電池)與主機相連接,通過主機逆變器等模塊電路將直流電轉換成市電的系統(tǒng)設備。主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)或其它電力電子設備如電磁閥、壓力變送器等提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應。當市電輸入正常時,UPS 將市電穩(wěn)壓后供應給負載使用,此時的UPS就是一臺交流式電穩(wěn)壓器,同時它還向機內電池充電;當市電中斷(事故停電)時, UPS電源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(xù)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電源設備通常對電壓過高或電壓過低都能提供保護。
電源電壓應力是保證電源可靠性的一個重要指標。在電源中有許多器件都有規(guī)定耐壓值,比如:場效應管的Vds和Vgs、二極管的反向耐壓、IC的VCC電壓以及輸入輸出電容的耐壓。
所以我們設計時必須要考慮到器件要承受的電壓。再根據(jù)電壓選擇適當器件,后再進行實際測試加以驗證。但在測試時我們必須測試電源所有工作狀態(tài)的電壓應力,以確保在惡劣的工作狀態(tài)下也能留出約10%的裕量。
UPS不間斷電源作為IT設備的應急備用電源,在業(yè)界得到了廣泛的應用。在實際設備方案中,采用UPS電源作為凈化電源,以保證后端設備的輸出電壓和輸出頻率,備份時間的長短取決于電池組的設備,電池組延遲的時間越長,所需的電池容量越長,元件越大。由于辦公大樓內中、小規(guī)模的UPS電源的分時運行,環(huán)境對長時間延遲要求的限制構成了一個一定的問題。
UPS電源負載的處理,一般采用兩種方法
蓄電池柜底部選用增加承載面積的方法,保證設備的。
選擇松動負載的方法,在一定范圍內,對松弛的軸承部件電池使用電池接線連接,不僅保證了后方設備的延遲要求,而且增加了軸承的操作次數(shù)。
工頻UPS電源硬件配置存在的優(yōu)點
1.從技術上,工頻UPS電源比高頻UPS電源多增加了輸入和輸出變壓器
(1)工頻UPS電源獨有標配的輸入/輸出變壓器,使電流隔離免受輸入影響。在工業(yè)環(huán)境中,有些外部設備是大的干 擾輸入,如泵、發(fā)動機等等。這些干 擾容易造成電流波動,影響負載的,因此,電流隔離對于這領域尤為重要。
(2)高頻UPS電源為了降低產品成本則不含這些組件,相應的電流穩(wěn)定性就不如工頻UPS電源。
2.對工業(yè)的苛刻環(huán)境有極強的適應性
工頻UPS電源主要設計在苛刻的工業(yè)環(huán)境下使用,防護等級達到了IP54,而高頻UPS電源不具備這種適應能力。
(1)工頻UPS電源設計的定位就是在工業(yè)環(huán)境中工作,如石化、電力、交通運輸行業(yè)等等。應用于各種苛刻的工業(yè)室外環(huán)境,防止外部輸入影響,如高溫、高濕、粉塵、震動、腐蝕、爆炸危險型氣體及一些無法預測的環(huán)境。
(2)高頻UPS電源不是專為工業(yè)環(huán)境設計,所以只能安裝在清潔的、較的、可預測的環(huán)境中。如安裝于空調房、低溫、無塵等環(huán)境。
(3)工頻UPS電源可適應高溫環(huán)境0~55℃,相對濕度0%~95%,防塵、防雨水。諸如中國海洋石油公司,中國石化公司這樣規(guī)模的大公司選擇使用的工頻UPS產品,就是因為它具備高可靠的苛刻工業(yè)室外環(huán)境適應能力。
3.工頻UPS電源設備零部件設計的特點
(1)工頻UPS電源的零部件可根據(jù)客戶的規(guī)格和需要設計,每個零部件都能承受較高的額定功率且具有較長的壽命,旨在確保用戶設備操作過程的與持久。
(2)高頻UPS電源在設計上旨在降低成本,所以其零部件僅符合的額定功率要求。
UPS電源作為備用電源的一種,由蓄電池、逆變器、充電器、穩(wěn)壓穩(wěn)頻器、轉換開關組成。當市電正常輸入時,UPS就將市電穩(wěn)壓后供給負載使用,同時對內置電池 組充電,把能量儲存在電池中;當市電中斷(事故停電)或輸入故障時,UPS立即將內置電池的能量轉換,瞬間以220伏交流電繼續(xù)供負載使用,使負載維持正 常工作并保護負載軟硬件不受損壞。
UPS電源在安防監(jiān)控系統(tǒng)中,不但可以改善供電質量,對整個系統(tǒng)乃至網(wǎng)絡數(shù)據(jù)保護,還可保證市電斷電和被人為破壞的特殊情況下,繼續(xù)工作。
由于安防監(jiān)控系統(tǒng)對供電要求較高,所以必須選擇在線式(正弦波,市電要求)UPS電源。
系統(tǒng)配備UPS電源時,首先應估算系統(tǒng)設備的用電功率,系數(shù)一般取1.2-1.5為宜,為供電系統(tǒng)留有充分的冗余量。其次根據(jù)系統(tǒng)要求延時供電時間,計算配置電池組。后,還應注意使用環(huán)境,防潮通風,注重降溫,延長平均無故障工作時間,提高系統(tǒng)的可靠性。