哪位高手能解釋一下電廠(chǎng)UPS系統(tǒng)及各部件作用

【專(zhuān)家解說(shuō)】：">一、UPS及其作用

你是否有過(guò)那種經(jīng)歷：在電腦上辛辛苦苦做的工作由于突然停電而付之東流，原因僅僅是忘記或沒(méi)有來(lái)得及存盤(pán)，那種感覺(jué)真是太讓人懊惱沮喪了。那么，有沒(méi)有防止這種情況發(fā)生的辦法呢？有！那就是UPS！
UPS的漢語(yǔ)意思為“不間斷電源”，是英語(yǔ)“Uninterruptable Power Supply”的縮寫(xiě)，它可以保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在停電之后繼續(xù)工作一段時(shí)間以使用戶(hù)能夠緊急存盤(pán)，避免數(shù)據(jù)丟失

二、UPS的使用方法

UPS的使用方法是這樣的：將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其外部設(shè)備連接到UPS上，再將UPS與市電相連，當(dāng)市電中斷時(shí)，UPS便發(fā)出告警聲，此時(shí)用戶(hù)應(yīng)迅速存盤(pán)。


三、UPS分類(lèi)及工作原理

UPS按其工作方式分為離線(xiàn)式（off line）式、在線(xiàn)式（on line）和線(xiàn)上互動(dòng)式(Line-interactive）三類(lèi)。下面我們分別講講三種ups的工作原理：

1、離線(xiàn)式UPS

離線(xiàn)式UPS平時(shí)處于蓄電池充電狀態(tài)，在停電時(shí)逆變器緊急切換到工作狀態(tài)，將電池提供的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的交流電輸出，因此離線(xiàn)式UPS也被稱(chēng)為后備式UPS。然而這種UPS存在一個(gè)切換時(shí)間問(wèn)題，因此不適合用在關(guān)鍵性的供電不能中斷的場(chǎng)所。但實(shí)際上這個(gè)切換時(shí)間很短，一般介于2至10毫秒，而計(jì)算機(jī)本身的交換式電源供應(yīng)器在斷電時(shí)應(yīng)可維持10毫秒左右，所以個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一般不會(huì)因?yàn)檫@個(gè)切換時(shí)間而出現(xiàn)問(wèn)題。

2、在線(xiàn)式UPS

而在線(xiàn)式UPS則一直使其逆變器處于工作狀態(tài)，它首先通過(guò)電路將外部交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡偻ㄟ^(guò)高質(zhì)量的逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的正弦波交流電輸出給計(jì)算機(jī)。在線(xiàn)式UPS在供電狀況下的主要功能是穩(wěn)壓及防止電波干擾；在停電時(shí)則使用備用直流電源（蓄電池組）給逆變器供電。由于逆變器一直在工作，因此不存在切換時(shí)間問(wèn)題，適用于對(duì)電源有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合。

3、線(xiàn)上互動(dòng)式UPS

這是一種智能化的UPS，可自動(dòng)偵測(cè)外部輸入電壓是否處于正常范圍之內(nèi)，如有偏差可由穩(wěn)壓電路升壓或降壓，提供比較穩(wěn)定的正弦波輸出電壓。而且它與計(jì)算機(jī)之間可以通過(guò)數(shù)據(jù)接口（如RS-232串口）進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，通過(guò)監(jiān)控軟件，用戶(hù)可直接從電腦屏幕上監(jiān)控電源及UPS狀況，簡(jiǎn)化、方便管理工作，并可提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性。


四、UPS的發(fā)展方向

1、智能化、網(wǎng)絡(luò)化

全數(shù)字控制方式，通過(guò)UPS內(nèi)部的CPU對(duì)機(jī)器參數(shù)進(jìn)行編程控制；
一臺(tái)UPS可以同時(shí)連接多臺(tái)電腦系統(tǒng)；
可利用通訊接口與計(jì)算機(jī)通訊，并配合智能化監(jiān)控軟件及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議使用戶(hù)方便、高效的在本地甚至遠(yuǎn)程分析及管理整個(gè)計(jì)算機(jī)及UPS系統(tǒng)。


2、高可靠性與安全性

自動(dòng)偵測(cè)：開(kāi)機(jī)時(shí)UPS即開(kāi)始進(jìn)行元件（逆變器、電池等）負(fù)載的檢查，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，避免產(chǎn)生任何疏失；
自我保護(hù)：通過(guò)自我保護(hù)設(shè)計(jì)，不論是UPS超載、短路、電池電壓太低或UPS溫度太高，UPS皆會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)；
直流開(kāi)機(jī)：充分發(fā)揮UPS的緊急備用功能；
極強(qiáng)的過(guò)載能力：即使在大過(guò)載情況下仍能工作較長(zhǎng)時(shí)間；
雙機(jī)熱備份功能：為局域網(wǎng)絡(luò)提供雙重的電源保護(hù)，即使一臺(tái)UPS發(fā)生故障，也不會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中斷。


五、UPS的選用

如果你的電腦只是在家中玩游戲上網(wǎng)看VCD的話(huà)，那你也許根本就不需要UPS，因?yàn)檫@些都不是什么特別重要的事情，除非你是一個(gè)不能容忍游戲數(shù)據(jù)丟失的狂熱的游戲玩家，那么你可以選購(gòu)一臺(tái)普通的離線(xiàn)式UPS；但如果你是一個(gè)作家或一個(gè)設(shè)計(jì)師，做的工作很重要，那你一定得選購(gòu)一臺(tái)優(yōu)質(zhì)的離線(xiàn)式UPS，以確保你的勞動(dòng)成果不因停電而斷送；而如果是銀行、民航等對(duì)數(shù)據(jù)安全性有嚴(yán)格要求的企業(yè)，就要配備智能化網(wǎng)絡(luò)化程度極高的在線(xiàn)式或線(xiàn)上互動(dòng)式UPS了。
UPS系統(tǒng)
UPS屬于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)體安全部分，DCAS顧問(wèn)參加了深圳市經(jīng)濟(jì)特區(qū)關(guān)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)體安全技術(shù)要求的起草工作，在該規(guī)范文件中對(duì)防雷接地做了如下規(guī)定：

5.2 備用電源
5.2.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)建立不停電供電系統(tǒng)，建議采用柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源的供電系統(tǒng)加UPS電源的供電方式。
5.2.2 機(jī)房配備不間斷電源設(shè)備，其容量應(yīng)保證機(jī)房設(shè)備和關(guān)鍵交易
設(shè)備在市電斷電情況下連續(xù)供電，后備時(shí)間在無(wú)發(fā)電機(jī)時(shí)能夠持續(xù)供電4小時(shí)以上；有發(fā)電機(jī)時(shí),后備時(shí)間能維持到發(fā)電機(jī)起動(dòng)正常5時(shí)間的兩倍以上。
5.2.3 不間斷電源的性能指標(biāo)應(yīng)與市電、發(fā)電機(jī)、電池匹配良好，其
充電電流應(yīng)為電池安時(shí)數(shù)的1/15~1/10，以保證電池充電時(shí)間在容許范圍。
5.2.4 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)全部配用不間斷電源時(shí)，建議供主要設(shè)備的不間
斷電源采用冗余熱備份。
5.2.5 不間斷電源輸入、輸出以及電池輸出應(yīng)設(shè)隔離開(kāi)關(guān),安裝時(shí)應(yīng)考慮樓層荷重。
5.2.6 不間斷電源地線(xiàn)應(yīng)連接系統(tǒng)專(zhuān)用地線(xiàn)。
5.2.7 不間斷電源容量計(jì)算時(shí)，應(yīng)充分考慮設(shè)備功率因素，按0.7～0.8取值。
5.2.8 已安裝不間斷電源的容量計(jì)算方法, 若是單相設(shè)備以相電流與
相電壓乘積的2倍計(jì)算； 三相設(shè)備則用最大線(xiàn)電流與相電壓乘積的3倍計(jì)算。
5.2.9 備用電源應(yīng)定期檢測(cè)、維護(hù)和試運(yùn)行，使之隨時(shí)處于良好的工
作狀態(tài)，營(yíng)業(yè)部應(yīng)有兩人以上能使用不間斷電源。
5.2.10不間斷電源電池應(yīng)用免維護(hù)全封閉蓄電池, 并置于電池柜中。

示例：
X X證券蛇口營(yíng)業(yè)部電源事故分析報(bào)告
X X 證券蛇口營(yíng)業(yè)部，在XX年6月17日上午9：00以前發(fā)生了嚴(yán)重電源事故。我公司接到通知，立即采取了緊急處理，由于處理及時(shí)，沒(méi)有影響營(yíng)業(yè)部的正常營(yíng)業(yè)。但這次事故提示我們，營(yíng)業(yè)部有許多的電源問(wèn)題需要解決，針對(duì)這次事故現(xiàn)做如下分析：
一、 事故現(xiàn)象
現(xiàn)象1：上午7：30時(shí)，電腦部的周工進(jìn)入機(jī)房，發(fā)現(xiàn)機(jī)房停電，經(jīng)檢查UPS輸入開(kāi)關(guān)已跳閘（63A和40A兩個(gè)空氣開(kāi)關(guān)），UPS上的Bypass燈亮，周工按照UPS關(guān)機(jī)程序關(guān)掉了UPS。
現(xiàn)象2：周工重新合上UPS輸入開(kāi)關(guān)，按開(kāi)機(jī)程序重啟UPS，供電正常，過(guò)了半小時(shí)，UPS輸入開(kāi)關(guān)40A跳閘，這時(shí)40A開(kāi)關(guān)過(guò)熱。輸入開(kāi)關(guān)跳閘使得UPS輸出停電。
二現(xiàn)象分析
從現(xiàn)象1分析：我們對(duì)UPS電池檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)電池已深度放電（電池深度放電是因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間停市電），不能帶載運(yùn)行，在這種情況下UPS轉(zhuǎn)Bypass,使逆變器卸載，電池電壓有所回升，UPS主機(jī)能空載運(yùn)行，轉(zhuǎn)到Bypass后，由于當(dāng)時(shí)沒(méi)有市電，所以造成機(jī)房全部停電?，F(xiàn)象1中的二級(jí)空氣開(kāi)關(guān)（63A和40A）同時(shí)跳閘，是這樣造成的，由于市電長(zhǎng)時(shí)間停，電池深度放電，使得UPS轉(zhuǎn)Bypass機(jī)房全部停電，當(dāng)來(lái)電時(shí)，所有負(fù)載都同時(shí)啟動(dòng)，這樣沖擊電流會(huì)很大，下面計(jì)算能說(shuō)明這一點(diǎn)：
機(jī)房負(fù)載 正常工作電流 I機(jī)=20.8A
當(dāng)電池深度放電后，UPS充電正常電流為I充=35A
單相線(xiàn)路上的電流為I總=I機(jī)+I充=20,.8+35=55.8A
當(dāng)突然送電，沖擊電流按1.5~2倍正常電流計(jì)算
I沖=1.5I總=1.5?55.8A=83.7A
83.7A的大電流足以使63A，40A的空氣開(kāi)關(guān)同時(shí)跳閘。
從現(xiàn)象2分析：周工重新啟動(dòng)UPS，供電正常，半小時(shí)后的掉電是由于負(fù)載電流55.8A大于額寂電流40A的空氣開(kāi)關(guān)，使40A開(kāi)關(guān)過(guò)熱跳閘，這時(shí)就不會(huì)影響63A的開(kāi)關(guān)。
三、 UPS檢測(cè)
下午收市后，我們進(jìn)行了UPS檢測(cè)，啟動(dòng)UPS后，用意大利產(chǎn)的電力分析儀進(jìn)行UPS輸入、輸出分析，UPS輸入、輸出的電壓、電流、頻率一切正常，此時(shí)單相輸入電流達(dá)35A， 這是對(duì)電池充電。充電從5：00開(kāi)始，到8：42時(shí)，做了電池放電試驗(yàn)，支持UPS負(fù)載，直到9：00結(jié)束試驗(yàn)，轉(zhuǎn)為市電供給UPS，這一檢測(cè)表明UPS沒(méi)有任何故障。6月18日再次進(jìn)行檢測(cè)，帶載充放電測(cè)試，表明UPS工作正常。
四、 對(duì)電源配電的幾點(diǎn)建議
1. 我公司提供給X X 證券蛇口營(yíng)業(yè)部的UPS容量為30KVA，基輸入空氣開(kāi)關(guān)可通過(guò)下式計(jì)算：
I出=30KVA/（3+220V）=45A
I入=I出/ηUPS=45/0.9=50A
I充=434×35/3÷220=23A
I總=I入+I充=50+23=73A
考慮留一定裕量，建議選用100A的空氣開(kāi)關(guān)。
2. 由于UPS輸入線(xiàn)路與照明線(xiàn)路共用一樓至二樓段，相互受影響，建議從一樓母線(xiàn)上單獨(dú)走一回路供給UPS。
3. UPS輸出是質(zhì)量非常高的電能，專(zhuān)供電腦使用，不能受其它用電器的污染。建議營(yíng)業(yè)部嚴(yán)格管理用電，UPS輸出只能供電腦使用。
4. 建議加裝多功能液晶顯示器及配套監(jiān)控軟件，以便對(duì)歷史故障的記錄和監(jiān)控。例如：
。UPS輸入電壓
。UPS輸出電壓
。UPS輸出頻率
。估計(jì)UPS使用的負(fù)載容量
。UPS能支撐系統(tǒng)的實(shí)際時(shí)間
。對(duì)UPS進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)。