不间断电源
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不间断电源范文第1篇
关键词：不间断电源；UPS系统；安装与应用
随着经济和科学技术的发展，不间断电源UPS技术的应用越来越广泛。不间断电源UPS技术是指在输入电源中断的时候能够供应电力，同时在电源输入正常时，能够对品质较差的电源进行稳压、稳频、防雷击等，在工业中的应用十分广泛[1]。但是在UPS系统的使用中应该注意其选型及安装调试，否则将会导致UPS性能下降甚至损坏。UPS系统分为3种，包括离线式、在线式和在线交互式。
1 UPS系统工作原理
1.1 将交流电转换为直流电
通过整流器的作用将输入的交流电转换为直流电压，这样能够保证供电的稳定性。
1.2 稳定提升电压
直流转换器能够为功率因数校正进而倍压式提升电压，同时保证输入的交流电流与输入的电压同步；在提升电压功能中能够稳定的将电压提升到400V直流输出。
1.3 输出交流电压
通过逆变器的作用，将直流电压转变为交流电压并输出，同时与输入的市电同步，逆变器的工作原理为半桥电路。
1.4 旁路输出
在静态旁路电路中能够选择旁路输出或者通过逆变器输出，在关闭逆变器的时候则以旁路输出。
1.5 接受市电输入
通过接受市电输入能够保证对电池充电直流电压，从而使电池保持慢电状态，最大充电电流为2.6A。
1.6 监控电路工作
控制电路能够对各部分电路进行监控并控制。
1.7 提供电气隔离和多重输出
在UPS开机时，输入的交流电在经过滤波器后分为2路输出，其中1路被送至交流变直流转换器，在转换为直流电之后通过半桥电路逆变器将电流转换为交流电，从而实现交流输出；另外1路则成为旁通路径。一般情况下，开机之后UPS系统会进行自检，在一切正常的情况下，旁通开关会通过逆变器输出为交流电，这就是在线式输出；当输入电源断电的情况发生时，整流器与充电器则停止工作，这是直流转换器会正常工作，将电池电压通过逆变器转换为交流电压后输出，此种模式为电池输出模式[2]。
2 UPS的选型与安装调试
2.1 对场地和环境的要求
⑴场地要求。场地的地面应该为工业要求下的硬质洋灰型地面，且地面应为水平，不能有较大坡度。若场地地面为活动防静电地板则应考虑到地板的负荷量，同时应为UPS设备设计制作装备托架。
⑵运行环境的要求。UPS系统的安装环境要求通风良好、凉爽且具有较低的湿度。在条件允许的情况下应保持工作环境温度为35℃之下，最高不能高于40℃，最低不能低于0℃，推荐温度为25～35℃。相对湿度控制应该在50%左右。
⑶空气质量要求。UPS系统运行环境应避免具有金属导电尘埃，以免设备短路造成安全威胁。
2.2 安装技术参数
UPS系统的输出功率为30/40/60/80/120/200/300/400（KW）；交流输入电源为380/400/415（V），+10%、-15%；最大输入电流为60/80/120/150/230/390/570/765（A）。
2.3 设备品牌选择
在品牌选择上，首选必然是专业厂家的产品，不仅设备指标有保证，同时在售后服务上也较非专业厂家要好。
3 使用要点
3.1 避免带载开关机
不具有延迟启动功能的UPS，带载开机时在启动瞬间易造成逆变器烧毁。在开机瞬间，瞬间的浪涌电流会导致元件烧毁。带载关机与开机原理相似，因此应避免带载开关机。
3.2 观察要点
在逆变器正常工作时，严禁使用示波器观察控制电路的波形。UPS系统工作的核心部件为逆变器，在逆变器运行中一旦出现表笔与临近点接触，同时还会影响电路的工作状态，一旦电路异常，会导致元件烧毁。故应避免在工作中用示波器观察控制电路波形。
3.3 后备式UPS严禁加大市电输入保险丝的容量
后备式UPS在逆变器供电时，一般都没有过载和短路自动保护功能，但在市电时，一般靠输入交流保险担当过载保护任务，所以用户不可轻易地加大市电输入保险丝的容量；否则，一旦UPS输出发生短路事故时，有可能出现输入保险烧不断，印制板上的印制线却被烧毁的危险。
综上所述，在UPS的使用过程中应注意，再好的装备也有寿命，也会出现各类故障，不要因为高智能、免维护而忽略了本应举行的维护事情，预防不论什么时候都是安全运行的重要保障。目前专业技术人员对UPS的安装和使用技术问题上正在深入研究，提高其可靠程度，增强其适应能力。
[参考文献]
[1]潘学科.彭水电站不间断电源（UPS）系统的可靠性分析[J].水电与新能源，2013，S1（03）：1064-1067.
不间断电源范文第2篇
关键词：不间断电源 变频器 蓄电池
中图分类号：TM61 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（a）-0007-02随着科学技术的高速发展及人民生活水平的不断提高，人们对电质量的要求及依赖性也越来越高。尤其是对一些不允许间断供电的重要负荷的场合提出了更高的要求，比如：转炉、氧枪提升等转动设备以及电力、冶金、石化等行业的冷却系统中的水泵、油泵等类负载，一旦断电将导致运行中的机组停运，会给企业造成巨大的经济损失。交流变频型不间断电源的出现为这些场合提供了可靠的电源保障。
1 设计思想
电机硬启动对电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流对设备、管路的使用寿命都不利。而变频器的软启动功能可以使输出电压和频率均从零开始，即限制了启动电流，甚至小于额定电流电机都可以正常启动，这样不但减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，而且还延长了设备的使用寿命。
目前常用的电压型变频器，其中间直流环节的电压约为510～620 V，如果在市电停电后能为变频器的中间环节提供一路这样的直流电压，其逆变器就能不间断地输出三相正弦交流电压，而且其电压及频率均能连续可调。由此只要配套一组蓄电池，就可实现对负载的不间断供电。
2 系统组成和工作原理
由图1可以看出，交流变频型不间断电源主要由矢量变频器、蓄电池组、高频开关充电模块、监控模块和隔离变压器构成。
当交流供电正常时，由三相正弦交流电给变频器负荷提供电源且电池不接入变频器，同时交流电源由隔离变压器经充电模块对电池依电池状态处于浮充或均充工况，使充电安全且满容量充电，确保可靠后备电源；当交流输入电源中断时，电池投入变频器直流电源侧使变频器有可靠后备电源，继续提供三相变频电源输出。
3 实例应用
辽宁凌源钢铁项目现场要求变频器输出功率为15 kW，交流事故停电后由电池继续给变频器供电，保证负载能连续工作，且后备时间为10 min以上。
3.1 矢量变频器
变频器选取西门子6SE70系列，对应额定功率15 kW选取即可。电机制动时（事故刹车），其由惯性产生的能量需要被消耗掉，所以需配备相应的制动单元。制动单元实质上是一个斩波器，它根据直流母线上电压值的大小判断制动的状态从而进行投入和切除。同时它还可以监控制动电阻上流过的电流，使其正常、安全的工作。为了加大制动功率或提高长时间制动功率，可以再外接一个与其匹配的制动电阻。
3.2 蓄电池组
该设备采用阀控式密封铅酸免维护蓄电池（VRLA）作为后备电源，其具有寿命长、无污染、体积小、放电性能好、维护量小等优点。
3.2.1 电池只数的确定
根据变频器直流额定工作电压范围：510 V（-15%）-650（+10%），计算变频器正常工作电压的上限和下限值，即： V； V。
变频器的直流工作电压取其平均值，即：
由此得，取N=42只。
即： V
此电压值在变频器工作电压范围内，所以电池按42只选取即可。
Un为变频器直流输入电压；Uf为单体蓄电池浮充电电压。
3.2.2 电池终止电压的确定
根据变频器直流额定工作电压范围：510 V（-15%）-650（+10%），即当电压低至 V时，变频器仍然可以正常工作。
根据变频器最低工作电压，由此推算单只电池的放电终止电压为： V。
蓄电池放电电流的计算公式为：。
P为变频器功率，Pt为变频器功率因数，η为变频器效率，U为放电后电池组端电压 A。
对照阳光电池放电表（见表1），得知：终止电压在1.75 V时，放电15 min，大于32.96 A的电流值为46 A，即对应的电池为32 AH。由此可知15 kW的变频器，至少需要配备32 AH的电池。
3.3 充电模块的选择
充电模块采用新型大容量IGBT功率器件及先进的PWM脉宽调制技术，使其具有大功率输出的特点。同时充电模块采用独特结构，对小容量的电池也能做到稳定的恒流充电，不会过充或欠充。因此具有良好的稳压、稳流精度，确保用电安全和延长电池使用寿命。而且该IGBT充电模块带有内部温度检测，当温度高时，自动开启风扇散热。在此基础上采用抗干扰能力极强的计算机、串行A/D、D/A转换器等新型器件，实现模块的智能控制，确保其对电池进行恒压限流充电。通过通信接口还可对模块进行启/停控制、参数设定、运行状态检测等操作。
3.3.1 充电模块电压的确定
即
Ur为充电装置的额定电压；n为蓄电池单体个数；Ucm为充电末期单体蓄电池电压（阀控式铅酸蓄电池为2.4 V）。
根据，得出 V考虑到电网电压的波动及交流变直流时的占空比，为了提高电池和变频器的可靠性，在此基础上还需考虑一个可靠系数，即充电模块需输出的电压为： V，由此可知充电模块的输入电压为500 V，输出电压为605 V。
4.3.2 充电模块电流的确定
充电模块的主要作用就是给电池充电，而铅酸蓄电池充电电流为0.1C10，即为 A由此，充电模块额定电流为10 A，同时为了保证系统的可靠，一般充电模块都为冗余设计，即10 A充电模块2个。
3.4 监控模块
具有人机操作界面的监控模块是整个设备的信息处理中心，它分为监控单元和检测单元两部分。其功能为：通过内部通信总线与检测单元、充电模块等进行信息交换，获得各种运行参数，实施各种控制操作，从而实现电源系统的“四遥”功能，即遥信、遥测、遥控、遥调；根据获得的信息进行处理，并通过无源接点输出报警信息或给充电模块发出相应的控制命令；根据对交流进线电压的监测，控制双路交流输入的切换；按照预设的充电曲线控制充电模块对电池的充电；提供RS-232、RS-422或RS-485接口与后台计算机通信；监测交流输入电压、输出过压、输出电流、电池充电电压、电池充电电流。
3.5 变压器容量的确定
国内的供电电源一般都是380～400 V，而现在充电模块输入需要的交流电压为500 V，所以需要使用隔离变压器将电压由380 V升压到500 V，充电模块是给电池提供直流充电电压和电流的，电池已选定32 AH，那么根据铅酸阀控式电池的充电特性，充电电流按照0.1倍的电池容量，由此得到电池的充电电流为3.2 A。
由此得出变压器容量：
即
UE为整流变压器二次线电压；IE为整流变压器二次线电流；ID为直流侧电流
变压器选用/Y-11型，即变压器为 2.5 kVA，380/500 V/Y-11。
4 结语
此设备在现场运行良好，期间曾多次因为停电为现场提供了稳定可靠的电源，使现场设备能够正常运行，得到用户一致的认可。
参考文献
[1] 电力行业标准.电力工程直流系统设计技术规程[M].北京：中国电力出版社，2006.
不间断电源范文第3篇
【关键词】双机热备冗余 电力专用UPS电源
1 改造原因
皂市水电站UPS装置原配置为一台南京欧亚玛创力电子有限公司生产的V系列10kVA逆变电源装置，安装于中控室。所带负荷均为厂内重要的负荷，包括监控系统主机电源、中控台电源、网络柜电源、调度数据网电源、远动通讯机电源及保护信息管理系统柜电源等。
由于一台UPS装置长期不间断运行，不便于对其进行维护保养。此台装置故障，将导致UPS电源装置所带负荷将全部停电，直接影响电站运行人员正常监视和机组运行控制、省调传输数据中断、影响计算机监控系统上位机的正常运行。
为提高不间断电源的可靠性，根据电力行业标准DL/T 5065-2009《水力发电厂计算机监控系统设计规范》中对计算机监控系统不间断电源的规定，需配置双机热备冗余结构的电力专用UPS电源装置，以保障重要负荷供电的可靠性。
2 改造技术方案的分析论证
双机热备冗余结构的电力专用UPS电源装置可分为串联或者并联两种方式，串联备份技术是一种比较早期、简单而成熟的技术，它被广泛地应用于各个领域。备机UPS的逆变器输出直接接到主机的旁路输入端，在运行中一旦主机逆变器故障时能够快速切换到旁路，由备机的逆变器输出供电，保证负载不停电。UPS串联的特点是：两台UPS均为完整的具有独立旁路的在线式UPS单机，两台UPS除了电源线的连接外不需要其他信号的连接，在正常情况下，主机100%的给负载供电，从机的负载为零。
并联备份技术是近年来发展起来的采用更复杂技术的一种备份方式，并联备份解决了串联备份主从UPS电源老化不一致的问题，并且能够实现增容功能。UPS并联备份的特点是：两台或多台UPS的输出端直接短接在一起，同时给负载供电，每台UPS均分负载，没有主从机之分。当一台UPS的逆变器出现故障时，立即自动脱机，负载由余下的UPS均分，不存在切换问题。
通过以上分析，结合电站UPS电源装置所带负荷特点，电站采用并联备份技术，建立双机并联备份冗余结构，以保障当其中一台UPS电源装置故障时，另一台UPS可独立承担负荷不间断供电，不影响监控系统上位机、调度数据网、远动通讯机等重要负荷的正常运行。电站经过询价，通过技术评审和商务评审，最终选择的产品为由深圳思凡贝特科技公司提供的型号为HR8610的不间断电源装置。
3 项目实施过程控制
由于UPS装置所带负荷均为厂内重要的负荷，包括监控系统主机电源、中控台电源、网络柜电源、调度数据网电源、远动通讯机电源及保护信息管理系统柜电源等。为缩小此次改造过程中对电站相关业务的影响范围，电站根据负荷性质及分布情况组织编写了详细的施工方案，先对新UPS装置进行安装和调试，新UPS装置上电试验正常后，再对原UPS装置上的负载进行转移接带，所有负载转接运行正常最后才退出原UPS装置。在对原UPS装置上的负载进行转移接带时，对采用双电源供电的大部分设备，在实施改造前将双电源供电设备的其中一路电源转接至市电供电，保障在转接过程中不停电保证运行。对单电源供电的保护信息管理系统柜、调度数据网柜内交换机、MIS系统服务器从机等设备，因在转移负荷时必定有短时间停电，将影响与省调间的实时数据传输（机组与水调数据）以及AGC、AVC数据下达，故向调度申请零点消缺。单电源供电设备在由原UPS供电转至新UPS供电时，施工前做好充分准备，以尽量缩短停电时间。
现场安装屏柜基座时，将新购的两台UPS不间断电源装置柜安装固定，设备整体安装整齐，保障设备基础和设备屏柜可靠接地。敷设UPS不间断电源装置柜的电源输入、电源输出、信号输出等电缆时，做好电缆两端标示牌的悬挂。电缆敷设在电站中控室进行，应做好电缆的保护，防止误动设备。敷设完成后进行绝缘检测和导通测试，保障电缆的电气性能。
新安装UPS不间断电源装置柜后进行设备性能调试，对单机供电进行切换检查、并机运行、信号核对、输出电源及供电负荷检查（采用模拟负载检查设备供电情况）等，并做好调试记录，通过试验检查确认新安装设备功能是否运行正常。检查设备运行正常后，逐步将负荷接至新UPS装置，检查各设备运行情况，确认设备运行正常后，最后拆除原UPS电源装置及现场清理。
4 总结分析
通过此次改造，电站较好的解决了单台UPS工作的风险，实现了双机并联备份冗余，提高了电源的可靠性。在项目实施过程中，编制了较为科学合理的施工方案，对项目实施过程中可能出现的危险点、危险源进行了分析，确保了施工人员安全和设备安全。通过施工前的充分准备，使项目在实施过程中未出现工作间断，保证了工作的连续性，提前完成改造工作，并减少了改造工作对电站安全生产的影响。目前装置运行稳定，人机接口界面良好，设备维护工作量较小，达到了改造的目的。
参考文献：
不间断电源范文第4篇
【关键词】UPS；故障分析；处理
所谓的UPS，即不间断电源，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。本文就UPS不间断电源供电故障与处理进行了分析，详细研究了故障产生的原因以及提出了一些有效的处理方案，以期能为类似的供电故障与处理提供参考。
1 UPS工作原理介绍
某某IDC机房供电采用2套UPS设备并联共用1套蓄电池的结构，正常情况下，2套UPS互为备用，其中1套正常工作即可满足使用工况。UPS供电模式分为以下3种。
（1）主电源供电模式。主电源供电模式为UPS正常工作模式，在此模式下，负载由电源l经整流充电器和逆变器供电，整流充电器同时给蓄电池组浮充充电。
（2）静态旁路供电模式。电源2回路称为静态旁路，作为电源1的后备。在UPSI和UPSZ的逆变器电压输出故障时，静态开关自动导通，负载不间断切换为电源2回路供电模式。
（3）蓄电池供电模式。此种模式为应急工作模式，当电源1和电源2供电中断时，供电流程转换为蓄电池组经逆变器给负载输出电力；当2套UPS同时为蓄电池组供电模式时，将触发安装在负载开关1上的时间继电器，蓄电池组持续向外供电半小时后，时间继电器发出信号断开负载开关1，以保证负载开关2下的通信系统等设备的电力供应，以此实现负载优先级的设置。
2 故障现象及原因分析
该机房发生过2次因UPS系统供电电源中断而导致的停产事件。事件发生时，该机房电网工作正常，2套UPS均为蓄电池供电模式，负载开关处于分闸位置。
该机房的UPS为艾默生Liebert NX-120KVA型产品。在主电源正常的情况下，2套UPS同时转换为蓄电池供电模式，表明2套UPS充电器同时发生了故障，但事后检查充电器无异常，重新启动2台充电器，均可正常运行。为了彻底查清原因并解决问题，技术人员和UPS厂家工程师对产品的性能和使用工况进行了一次全面的数据收集和调研，进而确定故障的具体原因。下面介绍排查工作的具体步骤。
（1）参数设置和记录跟踪
运用TLS软件与UPS系统进行在线通信，对机组PLC模块内的基本参数设定值和在线测量数据进行检查，无异常发现。在报警记录的检查中，发现“电源2相位超限”报警频繁出现，出现频率约为每小时10次，报警状态持续时间约4～8s，在此报警产生的时间内UPS自动切换到电源2带载的功能将被禁止。又由于此报警为自动复位式报警，因此UPS系统会在此报警自动复位消失后恢复电源2的正常工作状态。
（2）波形采集及分析
用FLUKE43B电网分析仪对电源1和电源2的输入波形。电源2的输出波形以及逆变器的输出波形进行取样分析，波形分析结果无异常。
（3）局域电网结构分析
UPS电源1和电源2的供电电源均为平台电网，单台发电机工作时的电网最大输出有功功率为4000kW，日常带载量约为1600kW。平台电网具有网小但工况复杂的特点，电网内设备种类（包括变压器。马达。变频器和海缆等）相对较多，设备的突加突卸现象较频繁。对电网进行分析后，结合上面两步的分析结果，初步认定相对大功率设备的频繁启动可能是UPS“电源2相位超限”报警频繁产生的原因。
（4）故障原因确定与验证
在假定了报警原因为大功率设备频繁启动的前提下，决定在大功率设备旁进行蹲点测试，选取1台l07kW的空调制冷压缩机（星三角启动）进行实测。实测发现在压缩机每次启动时，UPS便产生“电源2相位超限”报警，报警持续4～8s，与电机启动时间相符。从而确定。电源2相位超限。报警产生原因：当平台大功率设备启动时，电源2的输人输出电压产生畸变，导致相位超限并报警。由此进一步推论，如果在短时间内有多台大功率设备先后启动，那么电源1的输人波形和电源2的输人输出波形将产生畸变，且畸变率逐渐增高，畸变持续时间增长；电源2的畸变导致“电源2相位超限”报警的自动复位时间加长；电源1的高畸变率会使整流充电器误判为输人电压异常，而使整流充电器保护性停止工作；电源1和电源2的同时故障，使负载只能切换到蓄电池带载模式，电池放电结束，DCS系统失电。这样就出现了UPS故障导致平台停产时电网工作正常的工况，且一年约一次的出现频率也与推论中的极端工况相符。
3 系统故障分析及解决办法
实际工况决定了故障不大可能从根本上杜绝，因此决定将UPS报警信号接人中控DCS系统，以便设备产生故障报警后，在状态可控前提下，通过中断报警工况来阻止事态进一步扩大。具体处理思路如图1所示。
4 技术改造方案选择及实施
4.1 方案选择
要实现上面所描述的预防控制功能，需将UPS的报警信号接人中控DCS系统，UPS机组能提供的接入方案有2种。
（1）方案1：通过UPS通信卡件端口接入中控。UPS系统，并在DCS电脑上安装UPS厂家工程师软件以实现远程在线监控。该方案优点在于能读取UPS设备的所有信息及数据；缺点在于中控DCS系统和UPS分属不同厂家，不能认证加装在DCS电脑上的UPS厂家工程师软件，这对DCS系统的稳定性有影响，DCS系统配合难度较大，风险不可控。
（2）方案2：串联UPS机组报警输出卡件上的开关触点，将各类报警综合为1对公共故障报警信号接入DCS系统。该方案接入DCS系统的为无源开关信号，DCS系统在工程设计中预留有开关信号接人功能的卡件，因此硬件接入条件满足；软件方面需在DCS系统内添加报警记录和报警输出界面，对此仅利用DCS系统自身的软件就可实现。这种施工方案简单且接人的信号不影响DCS系统的稳定性，缺点在于不能读取UPS系统详细的信息和数据。
从实际需求和改造难度综合考虑后，认为方案2改动工作操作难度小、风险可控、功能满足既定目标，更具可行性。
4.2 方案实施
方案的确定，使检修工作进人了最后的图纸设计和现场施工阶段，软硬件的配置是决定改造方案的基本条件，主要涉及以下几方面。
（1）UPS报警输出卡件上均为无源常开和常闭触点，触点电气参数为220VAC/5A，DCS系统卡件电压为24VDC，触点电气参数满足接人条件。
（2）串人的公共报警信号包括低电量关机警告、电池负载、维护配置、通用报警、逆变器负载等，功能上最大限度地涵盖了各类输出报警工况。
（3）“电池负载”报警输出点已被占用，故需加装中间继电器进行扩展。
根据以上实际条件和需要实现的功能，在原图纸中进行了改动设计，接线如图2所示。虚线为本次改动的接线，除U11～U14，U21～U24外，其余均为添加的新线，R1和R2为新添加的中间继电器。
在改动设计中，将5类报警信号串联为1对开关信号接入DCS系统。在UPS正常工作时，DCS接收到的为常闭开关信号；一旦有故障报警信号产生，串联回路就断开，DCS接收到的常闭开关信号消失，触发DCS系统产生报警信号。为保证接线改动影响UPS系统的稳定性和功能，利用UPS自身的输出电源作为中间继电器的驱动电源，整个报警回路则遵循失电安全型规则。改动中，新加中间继电器2个，涉及到接线18根，其中新加接线10根，原有接线改向8根。
改造完成后，对各种报警信号进行现场实际模拟测试，每次均能将报警信号及时传人中控DCS系统，动作及时可靠。
5 结束语
综上所述，UPS对许多行业的安全生产起到重要的作用。UPS在实际的运行中，存在着各种各样的故障问题，影响到UPS系统的稳定性和可靠性。所以，为了及时处理UPS在日常运行中出现的故障，就要提高理论知识，结合实际采取相应有效的措施处理故障，从而确保UPS的正常运行。
【参考文献】
不间断电源范文第5篇
【关键词】棉花滩水电厂；UPS；接地；故障
1 概述
随着水电厂对事故照明和设备控制电源的重视，不少电厂配置不间断电源（UPS）以满足需要。UPS的中文意思为“不间断电源”，是英语“Uninterruptible Power Supply”的缩写，它可以保障电力系统设备在停电之后继续工作一段时间以使电厂能满足应急照明和部分要求供电可靠性高的设备或开关能正常工作。它在电厂应用中，主要起到两个作用：一是应急使用，防止突然断电而影响正常工作，给设备损害，或提供应急照明电源，以便于事故处置；二是消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电线噪声和频率偏移等“电源污染”，改善电源质量，为设备提供高质量的电源。
从基本应用原理上讲，UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件，稳压稳频输出的电源保护设备。主要由整流器、蓄电池、逆变器和静态开关等几部分组成。逆变器主要由晶体三极管、变压器和控制回路等组成，其作用是变直流为交流输出，它是UPS的核心部分，UPS的技术性能、质量主要取决于它。蓄电池是UPS储能装置。UPS中的蓄电池应具有良好的大电流放电特性，能经得住反复地充放电，寿命要长，目前UPS常用的是免维护密封式铅酸蓄电池。整流器/充电器是把市电变成直流电，为逆变器和蓄电池提供电能的装置。转换开关（静态开关）的作用是通过瞬时的高速检测回路，当市电有干扰或出现大的浪涌时，把UPS迅速转到旁路输出，以保护UPS；它的第二个作用是提供维修通道。对转换开关要求切换时间快、过载能力大。
棉花滩电厂采用长沙东工科技开发有限公司EUPS10KVA电源装置作为电厂中控事故照明母线及#1-#4机机旁盘#1、#2动力柜电源，为保证可靠供电，共配置两套相同的EUPS10KVA电源装置，互为备用，并能实现无扰动却换。
为保证供电可靠，电厂设置了EUPS10KVA电源装置四种运行方式，以满足不同情况的需要：
（1）正常情况：在正常情况下，交流输入电源通过整流电路后提供一个直流电源，直流电源经逆变器调制成高频SPWM脉宽波，经高频变压器和电容整形输出220V/50HZ交流电源。
（2）厂用电故障：不论厂用电电源何时切断（含电压过低，电压过高），只要220V直流电源正常，交流电源都能由逆变器立即转换不间断供给。
（3）旁路供电：直接由交流输入电源供电，出现下列情况时自动转到旁路运行：
1）过载。
2）逆变器故障。
3）在按下面板逆变启动开关ON后，大约20秒的时间内。
4）在按下面板逆变关闭开关“OFF”后。
（4）大旁路供电：作为EUPS检修或EUPS故障暂时无法恢复时使用，以保证对负荷的正常供电，切至大旁路时会造成不间断电源中断。10kVA EUPS维修旁路2K4开关在直流室EUPS馈线柜面板上，有三个位置，分别为逆变、断开、大旁路，正常投逆变位置，大旁路电源取自电厂厂用电源。
2 异常现象及分析
在正常情况下，10kVA EUPS系统#1柜、#2柜互为备用，正常时两柜均处于逆变运行状态，并投任意一个柜主用，当主用柜故障时，自动却换为备用柜主用，保证供电可靠。但在投产初期，当主用的EUPS10KVA电源装置故障，或人为进行主/备用柜却换时，却经常出现装置逆变故障，切换为旁路输出。对10kVA EUPS装置进行检查，发现故障原因多样：如故障为转换继电器吸合不到位；EUPS装置主控板的负载平衡电位器异常；EUPS装置控制电路板上电子元件异常；触发板上的电阻烧断；EUPS装置PLC端子松动或光隔问题等。而当厂用电供应正常，保持，10kVA EUPS装置单柜运行时，则该系统运行正常。经厂家技术人员和本厂维护人员多方查找和分析，都暂无法分析出EUPS10KVA电源装置主/备用柜却换出现故障的原因。
2004年4月25日10kVA EUPS系统由#2柜主用却换为#1柜主用时，又一次出现#1柜装置逆变故障，切换为旁路输出。后将#1柜退出主用后对经初步检查，I柜逆变器输出电压基本正常，但是I、Ⅱ柜输出电压对旁路电源之间，偶尔出现不正常电压，有时幅值高达300V左右，初步分析后认为是这个异常电压引起切换过程中逆变器故障关机。对#1柜断电后，检查I柜上联机控制器，发现控制器驱动电路有元件损坏，驱动旁路静态开关动作的电路中的一个开关管呈不完全击穿状态，漏源极间电阻为固定1KΩ左右，这相当于开关管变成了一个1KΩ的电阻，12V电源通过这个电阻给旁路静态开关的一个可控硅控制极供电导致可控硅导通。但是由于驱动电阻值变成了1KΩ加100Ω，所以系统小旁路输出时，虽然输入端电压为正常的225V左右，但经过旁路静态开关后，输出电压变成了175V左右，另外由于损坏了一个开关管的旁路静态开关，有一个可控硅长期处于半导通状态，使主用输出的EUPS与旁路电源处于同时向负载供电状态，当出现转负载或两路电源同步偏差较大时，两路电源之间产生很大环流，导致逆变器过流或过电压保护动作，出现故障关机现象。故障点找到后，经现场对控制器进行修复，更换了损坏的元件，系统恢复目前运行正常。
同时对Ⅰ、Ⅱ柜输出电压对旁路电源之间，偶尔出现不正常电压进行再深入分析，在无意中用万用表测量对Ⅰ、Ⅱ柜电源输出端对地电压时，发现测量出的对地电压不同，且会漂移；为此，更是进行多次认真测量，发现两柜测量出的对地电压都不尽相同，会在220V和300V左右跳动，有时相差近100V；初步分析后断定是#1、#2柜工作地未接在同一接地端，导致#1、#2柜逆变器输出对地电压不尽相同，出现漂移。再深入分析，发现原设计时EUPS10kVA#1、#2柜是与直流系统设备放置在同一房间，因调试时发现时EUPS10kVA#1、#2柜运行时对直流充电装置干扰较大，故临时将EUPS10kVA#1、#2柜安装到现有房间，因是临时改变设计，导致安装柜子时，只是将柜体与厂房接地系统接触，作为保护接地，而未将厂房接地系统和柜内工作接地铜排直接连接，致使#1、#2柜对地电压因基准点不一致，出现漂移。在#1、#2柜进行主/从切换时，输出的电压不一致，当压差较大时，就会在切换过程中对EUPS10KVA电源装置造成电压冲击，导致逆变失败，严重时导致设备元件损坏。
在分析是出这个原因可能是导致事故的原因后，我们立即着手验证，将厂房接地系统与#1、#2柜工作接地系统连接，实现柜内设备工作地连入厂房接地系统。在完善接地系统后，10kVAEUPS系统运行正常，未再出现主备用柜切换时报逆变装置故障，而在此后多年运行切换正常，未再出现装置电子元件损坏事故。
3 结语
从这件事中，可以看出电力系统工作接地的重要性，工作地为信号回路接地，屏蔽接地，作用是提供一个统一的参考点位，消除干扰，保障设备正常工作。在设备安装中，一定要将设备的工作地连接良好，只有将设备的全方位考虑周全，才能维持设备正常可靠工作。
参考文献：
不间断电源范文第6篇
引 言
??嵌入式系统是当今计算机工业发展的一个热点。随着超大规模集成电路的迅速发展，半导体工业进入深亚微米时代，器件特征尺寸越来越小，芯片规模越来越大，可以在单芯片上集成上百万到数亿只晶体管。如此密集的集成度使我们现在能够在一小块芯片上把以前由CPU和若干I/O接口等数块芯片实现的功能集成起来，由单片集成电路构成功能强大的、完整的系统，这就是我们通常所说的片上系统SoC（System on Chip）。由于功能完整，SoC逐渐成为嵌入式系统发展的主流。
??SoC相比板上系统，具有许多优点：
??① 充分利用IP技术，减少产品设计复杂性和开发成本，缩短产品开发的时间；
??② 单芯片集成电路可以有效地降低系统功耗；
??③ 减少芯片对外引脚数，简化系统加工的复杂性；
??④ 减少外围驱动接口单元及电路板之间的信号传递，加快了数据传输和处理的速度；
??⑤ 内嵌的线路可以减少甚至避免电路板信号传送时所造成的系统信号串扰。
??SoC的设计过程中，最具特色的是IP复用技术。即选择所需功能的IP（给出IP定义）核，集成到一个芯片中用。由于IP核的设计千差万别，IP核的连接就成为构造SoC的关键。片上总线（On-Chip Bus，OCB）是实现SoC中IP核连接最常见的技术手段，它以总线方式实现IP核之间数据通信。与板上总线不同，片上总线不用驱动底板上的信号和连接器，使用更简单，速度更快。一个片上总线规范一般需要定义各个模块之间初始化、仲裁、请求传输、响应、发送接收等过程中驱动、时序、策略等关系。
??由于片上总线与板上总线应用范围不同，存在着较大的差异，其主要特点如下：
??① 片上总线要尽可能简单。首先结构要简单，这样可以占用较少的逻辑单元；其次时序要简单，以利于提高总线的速度；第三接口要简单，如此可减少与IP核连接的复杂度。
??② 片上总线有较大的灵活性。由于片上系统应用广泛，不同的应用对总线的要求各异，因此片上总线具有较大的灵活性。其一，多数片上总线的数据和地址宽度都可变，如AMBA AHB支持32位~128位数据总线宽度；其二，部分片上总线的互连结构可变，如Wishbone总线支持点到点、数据流、共享总线和交叉开关四种互连方式；其三，部分片上总线的仲裁机制灵活可变，如Wishbone总线的仲裁机制可以完全由用户定制。
??③ 片上总线要尽可能降低功耗。因此，在实际应用时，总线上各种信号尽量保持不变，并且多采用单向信号线，降低了功耗，同时也简化了时序。上述三种片上总线输入数据线和输出数据线都是分开的，且都没有信号复用现象。
??片上总线有两种实现方案，一是选用国际上公开通用的总线结构；二是根据特定领域自主开发片上总线。本文就目前SoC上使用较多的三种片上总线标准——ARM的AMBA、Silicore的Wishbone和Altera的Avalon进行讨论，对三者特性进行分析和比较。
1 AMBA总线
??AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）总线规范是ARM公司设计的一种用于高性能嵌入式系统的总线标准。它独立于处理器和制造工艺技术，增强了各种应用中的外设和系统宏单元的可重用性。AMBA总线规范是一个开放标准，可免费从ARM获得。目前，AMBA 拥有众多第三方支持，被ARM公司90%以上的合作伙伴采用，在基于ARM处理器内核的SoC设计中，已经成为广泛支持的现有互联标准之一。AMBA总线规范2.0于1999年，该规范引入的先进高性能总线（AHB）是现阶段AMBA实现的主要形式。AHB的关键是对接口和互连均进行定义，目的是在任何工艺条件下实现接口和互连的最大带宽。AHB接口已与互连功能分离，不再仅仅是一种总线，而是一种带有接口模块的互连体系。
??AMBA总线规范主要设计目的如下：① 满足具有一个或多个CPU或DSP的嵌入式系统产品的快速开发要求；② 增加设计技术上的独立性，确保可重用的多种IP核可以成功地移植到不同的系统中，适合全定制、标准单元和门阵列等技术；③ 促进系统模块化设计，以增加处理器的独立性；④ 减少对底层硅的需求，以使片外的操作和测试通信更加有效。
??AMBA总线是一个多总线系统。规范定义了三种可以组合使用的不同类型的总线：AHB（Advanced High-performance Bus）、ASB（Advanced System Bus）和APB（Advanced Peripheral Bus）。
??典型的基于AMBA的SoC核心部分如图1所示。其中高性能系统总线（AHB或ASB）主要用以满足CPU和存储器之间的带宽要求。CPU、片内存储器和DMA设备等高速设备连接在其上，而系统的大部分低速外部设备则连接在低带宽总线APB上。系统总线和外设总线之间用一个桥接器（AHB/ASB-APB-Bridge）进行连接。
??AMBA的AHB适用于高性能和高时钟频率的系统模块。它作为高性能系统的骨干总线，主要用于连接高性能和高吞吐量设备之间的连接，如CPU、片上存储器、DMA设备和DSP或其它协处理器等。其主要特性如下：
支持多个总线主设备控制器；
支持猝发、分裂、流水等数据传输方式；
单周期总线主设备控制权转换；
32~128位数据总线宽度；
具有访问保护机制，以区分特权模式和非特权模式访问，指令和数据读取等；
数据猝发传输最大为16段；
地址空间32位；
支持字节、半字和字传输。
??AMBA的ASB适用于高性能的系统模块。在不必要适用AHB的高速特性的场合，可选择ASB作为系统总线。它同样支持处理器、片上存储器和片外处理器接口与低功耗外部宏单元之间的连接。其主要特性与AHB类似，主要不同点是它读数据和写数据采用同一条双向数据总线。
??AMBA的APB适用于低功耗的外部设备，它已经过优化，以减少功耗和对外设接口的复杂度；它可连接在两种系统总线上。其主要特性如下：
低速、低功耗外部总线；
单个总线主设备控制器；
非常简单，加上CLOCK和RESET，总共只有4个控制信号；
32位地址空间；
最大32位数据总线；
读数据总线与写数据总线分开。
2 Wishbone总线
??Wishbone最先是由Silicore公司提出的，现在已被移交给OpenCores组织维护。由于其开放性，现在已有不少的用户群体，特别是一些免费的IP核，大多数都采用Wishbone标准。
??Wishbone总线规范是一种片上系统IP核互连体系结构。它定义了一种IP核之间公共的逻辑接口，减轻了系统组件集成的难度，提高了系统组件的可重用性、可靠性和可移植性，加快了产品市场化的速度。Wishbone总线规范可用于软核、固核和硬核，对开发工具和目标硬件没有特殊要求，并且几乎兼容已有所有的综合工具，可以用多种硬件描述语言来实现。
??Wishbone总线规范的目的是作为一种IP核之间的通用接口，因此它定义了一套标准的信号和总线周期，以连接不同的模块，而不是试图去规范IP核的功能和接口。
??Wishbone总线结构十分简单，它仅仅定义了一条高速总线。在一个复杂的系统中，可以采用两条Wishbone总线的多级总线结构：其一用于高性能系统部分，其二用于低速外设部分，两者之间需要一个接口。这个接口虽然占用一些电路资源，但这比设计并连接两种不同的总线要简单多了。用户可以按需要自定义Wishbone标准，如字节对齐方式和标志位（TAG）的含义等等，还可以加上一些其它的特性。Wishbone的一种互连结构如图。
??灵活性是Wishbone总线的另一个优点。由于IP核种类多样，其间并没有一种统一的间接方式。为满足不同系统的需要，Wishbone总线提供了四种不同的IP核互连方式：
点到点（point-to-point），用于两IP核直接互连；
数据流（data flow），用于多个串行IP核之间的数据并发传输；
共享总线（shared bus），多个IP核共享一条总线；
交叉开关（crossbar switch）（图2），同时连接多个主从部件，提高系统吞吐量。
??还有一种片外连接方式，可以连接到上面任何一种互连网络中。比如说，两个有Wishbone接口的不同芯片之间就可以用点到点方式进行连接。
??Wishbone总线主要特征如下：
所有应用适用于同一种总线体系结构；
是一种简单、紧凑的逻辑IP核硬件接口，只需很少的逻辑单元即可实现；
时序非常简单；
主/从结构的总线，支持多个总线主设备；
8~64位数据总线（可扩充）；
单周期读写；
支持所有常用的总线数据传输协议，如单字节读写周期、块传输周期、控制操作及其它的总线事务等；
支持多种IP核互连网络，如单向总线、双向总线、基于多路互用的互连网络、基于三态的互连网络等；
支持总线周期的正常结束、重试结束和错误结束；
使用用户自定义标记（TAG），确定数据传输类型、中断向量等；
仲裁器机制由用户自定义；
独立于硬件技术(FPGA、ASIC、bipolar、MOS等)、IP核类型（软核、固核或硬核）、综合工具、布局和布线技术等。
3 Avalon总线
??Avalon总线是Altera公司设计的用于SOPC（System On Programmable Chip，可编程片上系统）中，连接片上处理器和其它IP模块的一种简单的总线协议，规定了主部件和从部件之间进行连接的端口和通信的时序。
??Avalon总线的主要设计目的如下：① 简单性，提供一种非常易于理解的协议；② 优化总线逻辑的资源使用率，将逻辑单元保存在PLD（Programmable Logic Device，可编程逻辑器件）中；③ 同步操作，将其它的逻辑单元很好地集成到同一PLD中，同时避免复杂的时序。
传统的总线结构中，一个中心仲裁器控制多个主设备和从设备之间的通信。这种结构会产生一个瓶颈，因为任何时候只有一个主设备能访问系统总线。Avalon总线的开关构造使用一种称之为从设备仲裁（Slave-side arbitration）的技术，允许多个主设备控制器真正地同步操作。当有多个主设备访问同一个从设备时，从设备仲裁器将决定哪个主设备获得访问权。图3是一个多主设备同时访问存储器的例子。在此系统中，高带宽外设，如100M以太网卡，可以不需暂停CPU而直接访问存储器。通过允许存储访问独立于CPU。Avalon开关结构优化了数据流，从而提高了系统的吞吐量。
Avalon总线主要特性如下：
32位寻址空间；
支持字节、半字和字传输；
同步接口；
独立的地址线、数据线和控制线；
设备内嵌译码部件；
支持多个总线主设备，Avalon自动生成仲裁机制；
多个主设备可同时操作使用一条总线；
可变的总线宽度，即可自动调整总线宽度，以适应尺寸不匹配的数据；
提供了基于图形界面的总线配置向导，简单易用。
4 三种片上总线比较
??通过以上对三种总线特性的介绍，可以对三种总线作个比较，如表1所列。
表1 三种总线特性比较
AMBAWishbonAvalon互连方式共享总线交叉开关/共享总线/数据流/点到点共享总线/总线开关主控制器多个多个多个数据总宽度/位32～1288～6432地址空间/位326432数据传输方式字节/半字/字字节/半字/字字节/半字/字事务传输方式流水/分裂/猝发传输单字节读写/块/猝发传输单字节读写/块传输数据对齐方式大端对齐/小端对齐大端对齐/小端对齐大端对齐/小端对齐仲裁机制系统定义用户自定义系统生成独立性硬件技术/IP核类型/综合工具无关硬件技术/IP核类型/综合工具无关硬件技术/IP核类型无关??基于三种总线的特性，可以得出其应用的综合比较，如表2所列。
表2 三种总线应用综合比较
AMBAWishbonAvalon适用器件PLD，ASICPLD，ASICAltera系列PLD应用范围高性能嵌入式系统高性能嵌入式系统，型嵌入式系统用于Altera Nios软核的系统中可用资源ARM使用伙伴众多，提供了丰富的IP核对IP核没有特殊要求，而且oprncores.org中有许免费IP核Alter公司建立了AMPP（Altera Megafunction Partners Program）组织，提供了丰富的IP核价格ARM声黎免费，但需要授权协议完全免费Altera所有，需要授权协议??三种总线各有特点，决定了其应用范围的不同。AMBA 总线规范拥有众多第三方支持，被ARM公司90%以上的合作伙伴采用，已成为广泛支持的现有互连标准之一。Wishbone异军突起，其简单性和灵活性受到广大SoC设计者的青睐。由于它是完全免费的，并有丰富的免费IP核资源，因此它有可能成为未来的片上系统总线互连标准。Avalon主要用于Altera公司系列PLD中，最大的优点在于其配置的简单性，可由EDA工具快速生成，受PLD厂商巨头Altera极力推荐，其影响范围也不可忽视。
不间断电源范文第7篇
关键词：数码发电机；不间断供电；蓄电池；逆变器
中图分类号：TM13 文献标识码：B
文章编号：1004-373X(2009)01-078-03
Design of Uninterrupted Power Supply System Based on Digital Generator
KUANG Lijuan1,SHI Hongchang2,JIN Jianhang3
(1.College of Information & Engineer,Southwest University of Science & Technology,Mianyang,621002,China;
2.Equipment Design & Test Technology Institute,China Center of Air Dynamical Research & Development,Mianyang,621000,China;
3.Jinheng Power Technology Co.Ltd.,Hangzhou,310030,China)
Abstract：According to the users′ actually demand for uninterruptible power supply for loads,the internal structure of digital generator is analysed and the reason for its uninterruptible function can′t be achieved.A design of the uninterrupted power supply system which transformed from the digital generator is proposed.The system uses the inverter of generators,AC through inverter for loads,at the same time,charges the battery as AC is normal.Inverter the battery DC converters to AC for load,meanwhile,starting generator,when power failure.The system applies uninterruptible power for load,whether the AC is normal or abnormal,and design voltage and frequency stabilization,output zero-interrupted,battery charging and discharging management.Without requiring purchase an uninterruptible power supply separately,this design can avoid duplication of investment and wasting of resources.
Keywords：digital generator;uninterruptible power supply;battery;inverter
0 引 言
随着科学技术的发展以及计算机的广泛应用,人们对供电的质量提出了越来越严格的要求,计算机类或其他敏感设备,要求供电系统具有连续、可靠等性能。在许多重要场合均要求供电系统采用多路供电或自备发电机作为备用电源。
目前,柴(汽)油交流发电机的作用是在市电停电或者在没市电的环境中能为负载提供交流电的装置。目前市场上,一般要想利用发电机组成交流发电机不间断供电系统,首先想到的就是购买一台不间断电源［1］,该不间断电源在市电正常情况下跟踪市电相位,同时对蓄电池进行充电；当市电调电或异常时,一边由蓄电池所存储的直流电通过逆变器转换成交流电继续给负载供电,一边自动启动交流数码发电机,当发电机启动成功后,就由发电机给负载供电,保证供电的不间断［2］。
以上的方法固然可以组成交流发电机不间断电源,但是系统的成本大大增加,而且造成资源的浪费。这是因为数码交流发电机内部本身已经存在逆变器,需要组成交流发电机不间断电源无需再单独购买不间断电源,只要对数码发电机的内部结构进行改造即可完成相关的功能。如果对现有的交流数码发电机进行改造,利用其内部的逆变器实现在市电断电情况下,把蓄电池存储的直流电转换成交流电供负载使用,可以大大节约投资成本,无需单独购买不间断电源,避免重复投资和资源浪费。
1 目前市场上的数码交流发电机的结构简介
与普通发电机相比,数码交流发电机直接与发动机结合,取消了飞轮,因此,其尺寸和重量上减小了50%,数码发电机组还根据负载实际变化状况来自动调节转速的高低并且在此范围内均可输出恒定的50 Hz频率,既满足了对频率要求稳定的用电设备的需求,同时又有效地降低油耗,其油耗比普通机组要低20%～40%,运行时间更长,大大延长了整机的使用寿命,具有体积小、重量轻、效率高、电压、频率恒定等特点。
图1是现在市场上的数码发电机的内部结构简图。交流断电时,启动发电机模块1,通过控制步进电机控制油门6的大小,由控制/驱动模块5去控制发电机的输出电压,使其整流模块2的输出电压满足在380 V±20 V范围内,表示发电机启动成功,然后由逆变模块3进行逆变,最后输出经过LC滤波模块4向负载提供220 V±2%的交流电压。发电机的启动即使在正常的情况下也是需要几秒的启动时间,由于没有蓄电池给逆变器供电,所以在发电机启动的这段时间里,发电机对负载的供电是中断的。因此现在市场上的数码发电机没有达到对负载供电零中断的功能。
2 由数码交流发电机改造的不间断交流供电系统
该设计提供一种能够利用交流数码发电机改造成不间断电源的方案,对现有的数码交流发电机进行改造,重新进行设计,利用发电机内部原有的逆变器,在市电正常时,由市电经过逆变器给负载供电,同时给蓄电池充电；在市电断电时,一边启动发电机,一边由蓄电池的直流电通过逆变器转换成交流电供负载使用,实现无论市电正常还是异常,系统对负载提供不间断电源,同时再设计对市电进行稳压、稳频、输出零切换、蓄电池的充放电管理等新功能,实现对负载供电的不间断功能。
2.1 系统的基本工作原理
系统内部的单片机检测市电的输入电压,当市电输入电压在220 V±25％范围时表示市电正常,则由市电经过输入EMI滤波、PFC整流升压,最后经过逆变器逆变成AC 220 V±2％输出正弦波电压给负载供电。步进电机通过光耦与经过全桥整流的输入交流市电相连,当光耦处于“开”状态时,表示交流市电在正常的范围内,当光耦处于“关”状态时,表示交流市电异常,同时主控制器检测蓄电池的电压,当蓄电池提供的直流电压经过DC/DC升压后的电压为360 V,表示此时处于蓄电池给逆变器供电,系统处于直流输入状态,同时步进电机控制器发出信号启动发电机,步进电机油门控制器控制发电机油门大小［3-5］,当检测到发电机的输出电压在380 V±20 V时,表明发电机启动成功,则系统就通过电子转换开关切换到由交流发电机给负载供电。
2.2 系统的整体设计
交流发电机不间断电源,包括CPU主控制模块、市电输入模块、EMI滤波模块、PFC、直流升压模块、蓄电池充放电管理模块、逆变模块、输出滤波模块、发电机模块、步进电机的油门控制以及其发电机的控制/驱动模块。
图2是改造的数码交流发电机不间断电源系统电路结构示意图。
下面对图2交流发电机不间断电源作具体介绍,该系统是由以下模块组成的：CPU主模块7,市电输入模块1,EMI滤波模块2,PFC功率因数校正和直流升压模块3,输出滤波模块5,蓄电池充放电管理模块6,逆变模块4,发电机模块8,步进电机,油门控制11以及其发电机的控制、驱动模块10。主CPU模块7分别与蓄电池充放电模块6,逆变模块4,输出滤波模块5,PFC直流升压模块3相连。
在图2中,输入的市电经过EMI滤波处理后,经过PFC模块3进行功率因数校正和直流升压［6,7］,其输出一方面通过蓄电池充电管理模块6给系统内的蓄电池充电,另一方面PFC模块将电压升压至DC 360 V的经过逆变模块4进行逆变,最后经过LC滤波模块5输出220 V±2%的交流电。输入市电正常时,由上述过程给负载供电；当市电不正常时,系统自动启动发电机模块8,在发电机启动的过程中由蓄电池给逆变模块提供直流电,经过逆变模块后继续向负载提供零中断的交流电［4］。发电机的启动过程中通过控制步进电机控制油门11的大小,由控制驱动模块10去控制发电机的整流输出电压大小［8］,当发电机发出的电压经过整流模块9后的电压大于360 V时,表示发电机启动成功,由发电机给负载提供交流电源,实现对负载供电的不中断。在主控模块7检测到市电正常后,再由发电机供电切换到市电供电。在发电机供电切换到市电时,要进行相位检测与跟踪,采用移相技术,保证相位的随时同步。在全部的供电切换过程中即由市电向蓄电池切换、蓄电池向发电机、发电机向市电的切换中,系统对负载的供电都是零中断的。
3 结 语
针对当前数码发电机在启动过程中对负载供电是中断的,达不到对负载供电的零间断能力,提出了一种方案,可以在原有数码交流发电机结构的基础上,进行重新设计,改变数码发电机原有的软、硬件结构,但保留内部的逆变器,来组成交流发电机不间断供电系统,实现对负载供电的零中断功能。同时系统还增加了市电整流、滤波、PFC、直流升压以及蓄电池充放电管理模块,不仅可以向负载提供不间断的交流电,还对市电进行稳压、稳频,对负载提供纯净的正弦交流电［9,10］。同时系统的成本得到了大幅度的降低,体积和重量更小,蓄电池包可以方便地进行维护和更换。
参考文献
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作者简介匡莉娟 女,1985年出生,江苏盱眙人,硕士在读。研究方向为UPS电源、通信电源、测控自动化。
不间断电源范文第8篇
【关键词】 USP电源 广播电视 重要性 维护
UPS，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。作为卫星地面站保持供电系统持续断供电的一个关键的设备，UPS 电源能够充分保障机房供电的不间断性，避免由于断电而影响到广播电视节目的顺利播出。现阶段在使用过程中，一般不太注重检修与维护UPS电源，当发生故障的时候，甚至会影响到整个工作系统的顺利运行。鉴于此，本文研究了UPS电源对广播电视播出设备的重要性，并指出使用注意事项以及维护策略，以期为有效使用UPS电源，确保广播电视节目顺利播放提供指导和借鉴。
一、UPS电源的重要性
1、电压稳定。市电电压易受电力输送线路品质的影响，离变电所较近的用户电压较高约400～420V，离变电所较远的用户电压较低约320～360V，太高或太低会使用户设备缩寿命，严重时会烧毁设备，使用在线式UPS可提供稳定的电压电源，电压变动不到2V，可延长设备寿命及保护设备。
2、停电保护和高低电压保护。首先，瞬间停电时立即由UPS不间断电源将电池直流电源转换成交流电继续供电。其次，市电电压过高或过低时UPS内建稳压器将做适当的调整，使市电的电压保持在可使用的范围，若电压过低或过高超过可使用范围，UPS将电池直流电源转换成交流电继续供电，以保护用户设备。
3、频率稳定。市电频率分为50Hz/60Hz两种。发电机运转时受到客户端用电量的突然变化造成转速的变动将使转换出来的电力频率飘移不定，UPS不间断电源转换的电力可提供稳定的频率。
4、波形失真处理。由于电力经由输配电线路传送至客户端，各种机器设备特别是非线性设备的使用，往往造成市电电压波形的失真，因为波形失真将产生谐波而损坏设备，同时会使电力系统变压器温度升高，一般要求输入总电流谐波失真率
5、其他方面。第一，监控电源。配合UPS的智能型通讯接口及监控软件可纪录市电电压频率停电时间及次数来达到电源的监控，并可安排UPS不间断电源定时开关机的时间表来节约能源。第二，抑制共模噪声。共模噪声产生在火线/中性线与地线之间。第三，抑制横模噪声，横模噪声产生在火线与中性线之间。第四，突波保护，UPS不间断电源会加装突波吸收器或尖端放电设计吸收突波，以保护用户设备。
二、使用过程中需要注意的事项
1、注意工作环境。UPS 电源对工作环境具有非常高的要求，室内必须没有灰尘同时保持干燥，这是由于主机上进入灰尘在潮湿条件下将造成主机工作不稳定，严重导致死机。温度最好处于15到30摄氏度范围内，太低将会对蓄电池容量产生干扰，太高将对对主机正常运转产生影响，并且使电池寿命降低，20摄氏度附近为最佳温度。因此在UPS 电源室适合使用立式主、备空调机。
2、做好绝缘措施。因组合电池组电压非常高，具有或多或少的危险，所在故障检修过程中，检修工作者应当注意绝缘，无论是人或者工具均应当保持充分的绝缘，防止触电事故发生。
3、注意相关参数与额定功率。首先，通常情况下，电源主机的相关参数均为厂商人员按照客户要求提前设定的，因此不要盲目将其改变。尤其的电池组的参数，否则将造成主机工作紊乱，使电池寿命降低。其次，由于其额定功率均为提前根据播出系统负载设置的，通常其功率余量相对较小，因此不能随意增加大功率的设备，由于系统工作于不间断状态下，增加大功率负载，将导致出现主机故障，甚至能够将电源击毁。
4、禁忌带负载启动，禁忌大电流充放电。首先，要是直接通过UPS 电源供电给播出系统，需要先将一切负载电源开关关闭之后再将UPS 电源开启，等到后者正常启动之后才将负载开关开启。究其根源，负载瞬间供电过程中将产生非常高的电流，一些负载的冲击电流将导致电源过载，甚至将其损坏。其次，禁忌大电流充放电，以防电池过热变形，其内阻提高，其容量和寿命降低。
三、UPS电源的维护对策
1、做好防除尘维护。正常使用时， UPS 电源主机的维护工作重点是防除尘。机中风机的转动将吸入空中灰尘而积聚，与潮湿空气相遇的时候将在电路板粘结，导致主机工作紊乱，因此可以每季度清除灰尘1次。
2、定期核对主机参数、查看告警菜单。首先，经常核对主机各参数，当发现问题时尽快与厂商联系，尽快做出纠正。其次，经常性的查看告警菜单，有效把握其运行状况，建议每天查看1次同时认真进行记录。
3、加强电池维护，科学应对故障。至少半年对电池放电1次。平时维护过程中应当认真对电池进行检查，注意其完好与否，是否出现渗漏与壳变形，是否出现锈蚀等，当电池组电池出现问题时，应当尽快将其更换掉。这个环节中切忌将型号、性能、容量等不同的电池进行连接，以防影响到电池组的功能。发生故障时，需要先将原因弄清楚，这样才能有的放矢的、尽快的将其排除。
四、结束语
综上所述，随着广电事业的日益发展，UPS电源将逐渐普及，其在各个系统中具有非常重要的功能，为充分发挥其功能，今后应重视对UPS电源的维护，切实加强日常的管理和维护。
参 考 文 献