供给负载，当输入电源不符合要求时才由电池逆变出高质 量的的正弦波电源供电。在绝大多数时间内负载使用的是 经简单处理过的市电供 • 优点： – 效率高、低成本、部件少、有滤波特性、输出电压较好 • 缺点： – 市电/电池供电转换时间：4～10ms – 输入频率影响大，暂态反应能量差 • 主要应用对象：中小型仪器仪表、单台或多台计算机及相 关系统的断电保护
UPS的基本配置方法
• 单机系统 • 串联冗余系统 • 并联冗余系统
单机系统保护பைடு நூலகம்
Utility
( )
Battery
给负载，当输入电源不符合要求时才由电池供电。在绝大多 数时间内负载使用的是市电或经简单处理过的市电供电。
• 优点：
– 成本低、部件少、体积小、效率高
• 缺点：
– 市电/电池供电转换时间：4～16ms – 输出精度低、输出波形差、精度低
• 主要应用对象：单台计算机系统的断电保护
线路交互式UPS系统
• 正常工作时
• 应用系统及数据库系统无法及时将内存缓冲区内的数据真正物 理记录到磁盘等介质上，关闭打开的数据文件将会导致数据丢 失，文件损坏，应用程序及数据库系统无法正常使用。解决方 法：重新安装(配置)应用系统和数据库系统，丢失的数据将无 法弥补
电源故障所造成的影响
• 突然断电的影响－用电设备停止运行
– 对计算机等相关设备造成的影响：
• 供电质量问题所造成的影响－
– 对用电设备硬件造成的影响：
• 设备部分部件损坏 • 设备出现误操作 • 设备工作异常，仪表、仪器精度降低
– 对网络系统造成的影响
• 网络设备硬件的损坏或老化速度加快 • 数据传送误码率增加，网络流量增加。网络速率越
高，误码率越大 • 计算机设备死机
UPS的作用- 提高用电设备的供电质量
电压特性
成本/ VA
效率
后备式
0 -1
低
低 非常高
在线互动式
0.5 - 6 基于设计 中 非常高
双变换在线式 1 - 1500 高
高
低
逆变器 总在运行
转换时间
不 4～16 ms
不
4~10 ms
是
0
参数 技术 后备式
在线互动式 双变换在线式
输出波形(市电工作)
受输入影响大 受输入影响大
极好
输出稳定度
<± 10% <± 10% ± 1%~± 3%
浪涌电压吸收器 市电供电
滤波器
调压器 负载
电池 (充电中)
+-
双向转换器 （充电器）
DC AC
线路交互式UPS系统
• 电池工作时
浪涌电压吸收器 市电供电
滤波器
调压器 负载
电池 (放电中)
+-
双向转换器 （逆变器）
DC AC
线路交互式UPS的主要特点
• 功率范围： 0.7~20KVA，一般为0.7~6KVA • 工作特点：对市电进行滤波及一次或二次调压处理后直接
双变换在线式UPS系统
• 正常工作时
转换开关
浪涌电压吸收器 滤波器 市电供电
整流器 AC
DC
逆变器 DC
AC
负载
+-
双变换在线式UPS系统
• 电池工作时
转换开关
浪涌电压吸收器 滤波器 市电供电
整流器 AC
DC
逆变器 DC
AC
负载
+-
双变换在线式UPS的主要特点
• 功率范围： 0.7~1500KVA • 工作特点：市电经过整流转换为直流，由逆变器调制出
• 磁盘阵列等设备造成磁盘盘片划痕导致出现坏区(或 坏道)，降低磁盘容量甚至磁盘报废，存储的数据损 坏。解决方法：更换损坏的磁盘，损坏的数据将无 法恢复(除非配有容错机制或有数据备份)
• 网络连接设备寄存器中的数据将全部丢失，网络传 送的数据将出现无法预料的结构。解决方法：重新 发送所有的网络数据
电源故障所造成的影响
Motors
电磁干扰
现实环境中的供电质量
电源故障所造成的影响
• 突然断电的影响－用电设备停止运行
– 对计算机等相关设备造成的影响：
• 操作系统由于无法及时关闭打开的系统文件，保存系统内核配 置到特殊的文件系统将会造成系统启动区文件损坏，系统配置 文件损坏,系统崩溃，导致下次系统无法正常启动。解决方法： 重新恢复配置文件，重新修复启动引导文件，重新安装(或紧 急恢复)操作系统内核系统
后备式UPS系统
• 正常工作时
浪涌电压吸收器 市电供电
滤波器
转换开关
负载
电池充电器
AC/DC
电池 (充电中)
+-
逆变器 DC
AC
后备式UPS系统
• 电池工作时
浪涌电压吸收器 市电供电
滤波器
转换开关
负载
电池充电器
AC/DC
电池 (放电中)
+-
逆变器 DC
AC
后备式UPS的主要特点
• 功率范围： 100～1000VA • 工作特点：对市电进行简单的升降压及滤波处理后直接供
稳定的正弦波。
• 优点：
– 负载端与市电输入端处于优良的”电隔离“状态之中、 输出波形良好、输出质量高、无论负载突变或负载稳定 时均呈现优异的带载特性。
• 缺点： – 效率低、成本高
• 主要应用对象：计算机及网络系统、精密仪器仪表、 工业系统的断电保护
不同类型UPS的对比
技术
参数
功率范围 (kVA)
早期的UPS系统(2)
• 整流器＋电池＋电动机＋发电机的动态
UPS 整流器
市电供电
直流电动机
交流发电机
负载
电池组
主要应用与当时大型计算机系统的断电保护，电池的储能在断电时 为直流电动机提供电能，从而带动发电机继续工作。缺点：能耗高， 效率低，体积大，噪音高
现代UPS的分类、结构及工作原理
• 后备式UPS系统(Offline) • 线路交互式UPS系统(Line-Interactive) • 在线双变换式UPS系统(Online)
UPS相关基础知识
电工专业
理想的市电供电
造成电源故障的原因
电力输送过程中对供 电质量的的影响:
• 电站停机 • 高压电网 • 闪电 • 台风、洪水及人为破坏 • 变压器开关 • 配电柜开关 • ……..
“这么长的距离” 从
发电厂最终用户
造成电源故障的原因
电源的质量同样受到用电设备的影响...
UPS
市电
系统中断 数据丢失或被破坏 硬件损坏
UPS
市电
供电无中断 数据安全 硬件被保护
早期的UPS系统(1)
• 电动机＋发电机＋惯性储能飞轮的动态
UPS
市电供电
交流电动机
交流发电机
负载
惯性飞轮 储存动能
主要应用与当时大型计算机系统的断电保护，惯性飞轮储存的动能 带动交流发电机提供3～5秒种的电能，为计算机系统提供现场数据 保存时间。缺点：能耗高，效率低，体积大，噪音高，保护时间短