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科士达UPS电源简介

来源:科士达UPS官网      2020-09-15 19:42:26      点击:
科士达UPS电源简介
UPS是针对中国电网环境和网络监控及网络系统、医疗系统等对电源的可靠性要求,克服中、大型计算机网络系统集中供电所造成的供电电网环境日益恶劣的问题,以全新的数字技术研制出的第三代工频纯在线式智能型UPS。直流电源,是维持电路中形成稳恒电流的装置。如干电池、蓄电池、直流发电机等。
UPS和直流电源是企业重要的供电保障设备,传统的维护管理包括:①日常巡检外观,定期更换电池、滤波电容、风机等易损件,大修时做电池活化等;②改造或采用换代设备,使用高级工具测试电池性能。这种管理方式企业投入成本高,维护人员工作量大,不易实时掌握设备运行状态和关键数据,设备事故预防能力低。实施在线维护管理可避免传统方式的不足之处,获得良好效益。
UPS的中文意思为“不间断电源”,是英语“Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply”的缩写,它可以保障计算机系统在停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘,使用户不致因停电而影响工作或丢失数据。
UPS电源系统由五部分组成:主路、旁路、电池等电源输入电路,进行AC/DC变换的整流器(REC),进行DC/AC变换的逆变器(INV),逆变和旁路输出切换电路以及蓄能电池。其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,对整流器来说就像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,而且,同时给储能电池充电;当突发停电时,UPS电源开始工作,由储能电池供给负载所需电源,维持正常的生产(如粗黑→所示);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。
当市电正常380Vac时,直流主回路有直流电压,供给DC-AC交流逆变器,输出稳定的220V或380Vac交流电压,同时市电经整流后对电池充电。当任何时候市电欠压或突然掉电,则由电池组通过隔离二极管开关向直流回路馈送电能。从电网供电到电池供电没有切换时间。当电池能量即将耗尽时,不间断电源发出声光报警,并在电池放电下限点停止逆变器工作,长鸣告警。不间断电源还有过载保护功能,当发生超载(150%负载)时,跳到旁路状态,并在负载正常时自动返回。当发生严重超载(超过200%额定负载)时,不间断电源立即停止逆变器输出并跳到旁路状态,此时前面输入空气开关也可能跳闸。消除故障后,只要合上开关,重新开机即开始恢复工作。
由于IT 设备不断增多、用电量加剧、机房面积紧张、低耗节能需求等客观因素的存在,高效率、高可靠性的UPS 技术倍受关注。为提高UPS 运行效率,高性能电力电子器件不断被研发成功并投入实际应用,如IGBT、MOSFET、GTR、智能功率模块IPM、MOS 控制晶闸管MCT 等,变流技术也需要随着电力电子器件而更新。此外,业界正逐步推广UPS 内部多模块冗余并联运行、甚至多台UPS 组成的系统冗余运行技术,在并联运行中,当单一模块或单机发生故障时,其功能则自动转由冗余单元承担,大大提高了UPS 供电系统的可靠性。
(2)大功率化、模块化
由于IT 行业迅猛发展,数据中心的数据量也在以爆炸式的速度持续增长,随之而来功率消耗增大。UPS 一方面朝着更大功率的方向发展,另一方面为应对不间断电源容量分期扩充的需求,产品模块化已是不可阻挡的趋势。更个性化的用户需求、更庞大的数据中心规模及更高的维护成本使得UPS 已不再是单纯的不间断供电设备,针对不同行业领域的全套电源供应与管理解决方案才将倍受市场青睐。
行业内针对模块化UPS 解决方案基本形成了两个方向:一是单机冗余化,即通过多模块冗余并联构成大功率单相或者三相UPS,其可用性指标得到了质的飞跃;二是全模块化结构,即一个模块是一台完整的UPS,通过冗余并联直接构成中等功率UPS,在兼顾可用性指标的同时还具有良好的性价比。
(3)高频化
相比传统的工频UPS,高频UPS 采用功率因数校正和高频软开关技术,省去了工频电能转换环节,因此运行效率更高、对电网的谐波污染及无功消耗极小,完全能够满足国内外相关电力行业的标准要求。此外,高频电能变换装置在减小磁性部件体积和重量、降低制造成本、遏制运行噪音、节能环保等方面效果显著,因此越来越受到用户认可。
(4)数字化、智能化、网络化
数字化技术的优势在当今信息社会中愈加明显。在UPS 产品的研发和制造过程中采用全数字化技术可有效缩小产品体积、降低生产成本、提高产品的可靠性及针对用户需求的匹配性;而数字化控制技术则会在UPS 系统运行过程中准确及时地进行信号采样、处理、控制(包括电压电流环等)、通信等工作,并将各环节的控制参数优化统一后发送给UPS 综合控制单元,从而使UPS 系统的运行更具效率,实现更简单、更稳定的通信与均流,并获取优良的电磁兼容指标。智能化主要贯穿于UPS 系统的控制、检测与通信过程中,完全由计算机管理。计算机及其外设能自主应付一些可预见的问题,进行自动处理和调整,发出预警、告警信息等。通信设施所处环境日趋复杂,增大了维护难度,对电源设备的网络化监控管理提出了新的要求。网络化技术可通过对UPS 配置与计算机互连的软硬件接口,实现计算机网络系统及数据资料的双重保护、网络远程事件记录和监测控制、故障告警、参数自动测试分析等功能,使维护人员更为轻松、安全、高效地通过互联网进行数据查询、控制等维护工作。
(5)绿色、节能、环保
在世界能源格局变化加剧,国际油价剧烈震荡,全球能源供应紧张的形势下,节能环保已成为UPS 厂商进行产品技术创新的指导原则。对UPS 而言,输入功率因数的高低表明其吸收电网有功功率的能力及对电网影响的程度。降低电源的输入谐波,不但能改善UPS 对电网的负载特性,减少给电网带来的严重污染,也能降低对其他网络设备的谐波干扰。已有许多UPS 厂商推出的产品功率因数接近1,可最大限度地减少无功功率的消耗。