備用UPS

備用UPS是由蓄電池充電機、蓄電池、逆變器和UPS開關等部件組成的。 (1)蓄電池充電機 蓄電池充電機的功能是將市電交流輸入電源變換為直流電,對蓄電池充電和浮充電。 蓄電池充電機只對蓄電池充電,不帶其他任何負載,因此其容量較小。 (2)蓄電池 蓄電池是UPS的儲能裝置。市電正常時,由蓄電池充電機對蓄電池浮充電,市電中斷時,蓄電池對逆變器供電。 (3)逆變器 市電正常時逆變器不工作,市電停電或指標超過規定的容限時,逆變器啟動,將蓄電池供給的直流電變換為交流電。逆變器的輸出電壓有正弦波、方波,階梯波等幾種形式。 (4)UPS開關 UPS開關可以採用電子開關,也可以採用電子-機械開關。市電交流輸入電源正常時,UPS開關接通,由交流輸入電源向負載供電。市電電源中斷時,UPS開關斷開市電迴路,接通逆變器迴路,由逆變器繼續供電。

一、工作原理

備用UPS有正常工作方式和儲能工作方式。

1.正常工作方式

在正常工作方式下,負載是由市電交流輸入電源經UPS開關供電的。在市電供電迴路中可以增加一些附加的設備,例如鐵磁諧振變壓器,自動改變抽頭的變壓器等,進行電源調節,穩定交流輸入電源的電壓。此時蓄電池充電機將市電交流電變換為直流電,為蓄電池浮充電。逆變器不運行,處於冷備用狀態,此UPS實際上是“冷備用UPS”,通常可簡稱為“備用UPS”。

在正常方式下,此UPS的輸出電壓和頻率完全依從於市電輸入電源的電壓和頻率。輸出波形是與市電相同的正弦波,但市電電源上所有的干擾都會送到負載輸入端。

2.儲能工作方式

當交流輸入電源指標超出UPS預定的容限時,UPS進入儲能工作方式,即UPS開關斷開市電輸入迴路,並接通逆變器的輸出迴路;同時啟動逆變器,負載被轉換到由逆變器直接供電,或通過UPS開關(可以是電子開關或電子-機械開關)供電。

在儲能方式下,根據所採用的逆變器的設計,UPS系統的輸出波形可能是正弦波,也可能是非正弦波。

蓄電池/逆變器在儲能的時間間隔內連續為負載供電。當蓄電池的能量全部釋放時,負載將停電。或者在蓄電池放電到終止電壓之前,交流輸入電源恢復到UPS預定的容限內,或備用發電機組啟動供電,則負載將轉換回由交流輸入電源供電。

二、性能

備用UPS在正常時由未經調節的市電為負載供電,負載與市電的干擾未能隔離。備用UPS可以保護市電停電故障,即市電停電時轉入儲能方式,儲能方式下的輸出波形可能為正弦波或非正弦波。備用UPS在工作方式轉換時和負載突變時的輸出電壓瞬態特性都比較差,屬於3類瞬態特性,一般輸出電壓中斷時間可控制在10ms內。備用UPS不適用於重要的通信設施,一般僅用於小容量套用(2kVA以下)場合,例如單個的工作站、伺服器等。

備用UPS可以保護浪涌/尖峰、線路噪聲和斷電等干擾。

備用UPS的性能分類代碼為:VFD-SX-333或VFD-SY-333。

三、與老名稱“離線UPS”的關係

過去,這種類型的UPS常被稱為“離線UPS(offlineUPS)”,其本來的含意是“此UPS的逆變器僅在交流輸入電源的指標超出預定的容限時為負載供電;市電正常時不供電(即逆變器離線)”。但是,“離線(offline)”也表示“不在市電電源上(notonthemains)”,而實際上,在正常方式下負載是由市電電源供電的。老名稱的定義與實際運行狀況相反。

為了避免定義的混淆,IEC62040規定廢止“離線UPS”術語,而採用“備用UPS”術語。

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