UPS電源的組成

?UPS電源系統組成：一個完備的UPS系統，是由UPS主機、電池、市電（發電機)、后臺監控或網絡監控軟/硬件等單元共同組成的。

??? UPS是英文 Uninterruptable PowerSupply 的縮寫，中文譯為“不間斷電源”；它是能夠實現兩路電源之間不間斷地相互切換的電氣裝置。

??? UPS：利用電池化學能等作為后備能量，在市電斷電等電網故障時，不間斷地為用戶設備提供（交流）電能的一種能量轉換裝置。UPS的價格之所以昂貴，就是貴在這種不間斷切換的特點上。

UPS的主要作用：

??? ①兩路電源之間的無間斷相互切換；

??? ②隔離作用：將瞬間間斷、諧波、電壓波動、頻率波動以及電壓噪聲等電網騷擾阻擋在負載之前，即使電網中的騷擾不影響負載，又使負載對電網不會產生騷擾：
??? ③電壓變換作用：輸入電壓等于或不等于輸出電壓，如380V/380V，380V/220V，包括穩壓作用：

??? ④頻率變換作用：輸入頻率等于或不等于輸出頻率，如50Hz/50Hz，50Hz/60Hz，包括穩頻作用：

??? ⑤提供一定的后備時間：UPS的電池貯存一定的能量，在電網停電或間斷時繼續供電一段時間來保護負載；后備時間為10分鐘、30分鐘、60分鐘或更長。

①和⑤是保證對負載供電的連續性；②、③和④是保證對負載供電的質量。

UPS的基本拓撲結構：

GB/T7260.3描述了UPS的三種分類方法和拓撲結構：

VFD級-被動后備式(Passive Standby-“Off-line” )：負載的電壓V和頻率F取決于電網電源(Depends)；電壓和頻率都沒有經過調整。

VI級-線交互式(Line Interactive)：負載的電壓V與電網電源無關(Independent)；頻率沒有經過調整。

VFI級-雙轉換式(Double Conversion-“On-Line” )：負載的電壓V和頻率F都與電網電源無關(Independent)；負載的電壓和頻率都是經過“再生”調整的(re-generated)。

IEC 62040-3/GB 7260.3定義：

（1）被動后備式-VFD(Passive Standby，也稱離線式OFF-Line)

組成：充電器，逆變器，電池，濾波器/調壓器；

應用：小于2KVA的UPS；

優點：電路簡單，價格便宜；

缺點：頻率不能調節，切換時有間斷。

（2）線交互式-VI (Line Interactive)

組成：靜態開關，雙向逆變器，電池，旁路開關。

應用：此種配置不太適合中-大功率和為敏感性負載的供電，因為無法進行頻率的調節。

優點：電路簡單，效率高；

缺點：頻率不能調節，動態特性差。

對間斷敏感的負載，有另外一種結構的UPS，特別提到靜態開關作用（防止逆變器的電流進入電網）。

（3）雙轉換式-VFI (Double－ Conversion，又稱為在線式On-Line)

基本組成：整流器/充電器，逆變器，靜態旁路開關，手動維修旁路開關，電池。

逆變器串聯在交流輸入與負載之間。

UPS的不同運行方式：

1.單機系統：

優點：系統配置簡單，硬件購置成本低；UPS系統得到充分的利用，因為UPS的容量和系統負載的容量接近。

缺點：UPS出現問題時系統的可用性降低。對UPS進行維護時系統將直接切換到市電供電；如果UPS故障，系統沒有冗余；多單點故障系統。

2.串聯運行：

提高UPS可靠性的方法－串聯熱備份：

可由兩臺不同容量的UPS組成，主機帶重要負載，備機帶次要負載或不帶載；主機到備機的切換無間斷。

優點：可靠性高；連接簡單。

缺點：不能增容；過載能力不能增大；UPS不能充分利用。

3.并聯運行：

提高UPS可靠性的方法-直接并聯。

由2到4臺單機型UPS組成，每臺UPS具有各自的靜態旁路，可實現：

并聯冗余；并聯增容。

優點：并聯簡單；不增大占地；價格適當；負載均分。是目前使用最多的運行方式。

4.公共旁路并聯運行：

提高UPS可靠性的方法-公共旁路并聯。

由2到6臺同等容量的并聯型UPS組成，采用大容量的公共靜態旁路開關柜，以便實現：并聯冗余；或并聯增容。

優點：公共旁路過載能力大；可靠性高。

缺點：占地面積稍大；價格較貴。