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10KVA UPS 电源设计 摘要：UPS不间断电源按照工作方式分为在线式和后备式的，后式UPS中实际电路也含有各种保护、告警等控制回路，比较复杂实现了对负载的抗干扰供电具有优良的瞬时特性，较高的工作可靠性。保证任何情况下的正常供电，是冶金行业的重要基础。为此,除工业电网正常供电外，还需配备UPS供电系统。UPS电源是保障供电稳定和连续性的重要设备，因其主要机智能化程度高，储能器材采用免维护蓄电池，使得在运行中往往忽略了对该系统的维护与检修。其实维护的好坏，对电源的寿命和故障率有很大影响，下面根据我们使用中的具体情况和维护经验介绍UPS电源的使用注意事项和日常维护要求。 虽说各企业配置的UPS供电系统设备型号及系统容量有所不同，但其原理和主要功能基本相同。在UPS电源类型选择上各站都选择了在线式，这时因为在线式UPS电源系统具有对各类供电的零时间切换，自身供电时间的长短可选，并具有稳压、稳频、净化的特点。 当UPS电源系统本身出现故障时有自动旁路功能，当需要检修时可采用手动旁路，使检修、供电互不影响。在功率选择上，莱钢中小型棒材生产线选用了中功率系统。 P－电池放电功率A－UPS功率因数 按UPS的工作方式来分，可分为在线（on－line）式UPS和离线（off－line）式UPS。离线式UPS又称后各式UPS，它还可分为正弦波输出、方波输出、带稳压的或不带稳压的。后各式UPS 后各式UPS是指UPS中的逆变器只在市电中断或欠压失常状态（欠压值约在170V，即UPS投人电压）下才工作，向负载供电，而平时逆变器不工作，处于各用状态。图1为后式UPS电能流程图。市电供电正常时，市电一方面直接通过交流旁路支路转换开关，经滤波器输出至负载；另一方面通过电源变压器，经整流后变成直流电，再经充电回路向蓄电池组充电。当市电供电中断时，蓄电池储存的电能通过逆变器变成交流电，经滤波器继续向负载供电。 　　图1 后备式UPS电能流程图 　　在后各式UPS中实际电路也含有各种保护、告警等控制回路，比较复杂。 　　（2）在线式UPS 图2为在线式UPS电能流程图。市电供电正常时，市电经过电源变压器、整流器后，一路经逆变器、滤波器输出至负载；另一路经充电回路向蓄电池组充电。当市电中断，蓄电池组端电压低于设定值或逆变器故障时，市电就通过旁路支路经转换开关、滤波器向负载供电。由此可见，不管市电正常或中断，在线式UPS的逆变器总是在工作。 图2 在线式UPS电能流程图 　　（3）UPS的主要组成部分 UPS主要由逆变器、蓄电池、整流器／充电器和转换开关等组成。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。 　　（4）各类UPS的特点 　　在线式UPS的特点 　　a．在线式UPS都为正弦波输出，其最显著的特点是实现了对负载的真正不间断供电。 　　b．在线式UPS实现了对负载的抗干扰供电。因为在线式UPS无论由市电或蓄电池对负载供电，都要通过逆变器进行，这就可能从根本上消除来自市电电网上的所有电压波动和电干扰对负载的影响，UPS始终向负载提供一个稳压稳频的高质量交流电源。而且，在线式UPS的正弦失真系数最小。 　　c．与后各式UPS相比，在线式UPS具有优良的瞬时特性时，它在100％负载加载或减载时，其输出电压的变化小于4％，时间约10～40ms。 　　d．在线式UPS具有较高的工作可靠性。 　　后备式正弦波输出的UPS的特点 　　a．一般后各式正弦波输出的UPS电路中均采用抗干扰式分级调压稳压技术，当市电在180～250V的范围内时，能输出一个具有抗干扰的稳压的正弦波电压。 　　b．切换时间较短，约4ms，最短2ms。 　　c．其输出端的零线和火线是固定的，这是因为UPS中市电供电或逆变器对负载供电都是由同一电源变压器来完成。所以用户在连接这种UPS时，应符合厂家的规定。后各式正弦波输出的UPS都有零、火线判错电路，一旦发现输人端零、火线与UPS要求的不一致，UPS会自动保护，没有输出。还需指出的是，后各式UPS中220V输人的零线就是UPS控制线路的地线。 　　后式方波输出的UPS的特点 　　a．与后式正弦波输出的UPS一样，该线路中采用抗干扰式分级调压稳压技术，当市电在180～25