UPS系統介紹

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UPS中文為「不間斷電源」。是一種含儲能裝置，以整流器、逆變器為主要組成部分，為變電站內監控系統、自動化儀表、遠方通信系統等設備提供恆壓恆頻的不間斷電源。

UPS系統的主要作用有兩方面：

（1）做為重要設備的交流供電電源，防止市電突然斷電而影響正常工作，給設備造成損害；

（2）消除市電中的電湧、瞬間高/低電壓、電線噪聲和頻率偏移等「電源汙染」，改善電源質量，為計算機等提供高質量的電源。

UPS系統主要有有三種類型：後備式、互動式、在線式。

（1）後備式：具備自動穩壓、斷電保護等功能，轉換時間10ms左右，逆變輸出的交流電是方波，結構簡單，價格便宜；

（2）互動式：具有濾波功能，抗市電幹擾能力強，轉換時間小於4ms，逆變輸出為模擬正弦波，價格遠低於在線式；

（3）在線式：結構較複雜，性能完善，能夠持續不中斷輸出純淨正弦波交流電，能夠解決尖峰、浪湧、頻率漂移等全部的電源問題；價格高，通常應用在關鍵計算機和網絡設備等對電力要求苛刻的環境中。

變電站內UPS系統一般由電力UPS主機、旁路穩壓櫃、輸出饋線櫃等三部分組成（小功率時也可三合一）。

結構示意圖如圖所示，簡單說說幾個比較重要的部分的用處。

整流器：

有兩個主要功能：

第一，將交流電（AC）變成直流電（DC），經濾波後供給逆變器；

第二，給蓄電池提供充電電壓，起到一個充電器的作用；

逆變器：

將直流電（DC）轉化為交流電（AC），供給負載使用；

蓄電池：

UPS用來作為儲存電能的裝置，使其在市電失電時，可以將直流電逆變後，為負載提供不間斷電源。其容量大小決定了其維持放電（供電）的時間 ；

靜態開關：

又稱靜止開關，是用兩個可控矽（SCR）反向並聯組成的一種交流開關，其閉合和斷開由邏輯控制器控制；

隔離變壓器、穩壓器：

在輸入或輸出部分將交流與直流隔離，穩壓器除了隔離之外還有穩定電壓的作用；

UPS有4種運行模式，將UPS系統結構簡化後示意圖如下：

（1）正常操作模式：

在正常交流電源供應下，整流器將交流電轉換為直流電，將市電中的「電源汙染」消除，並同時對蓄電池充電。再供給逆變器將直流電轉換為交流電，提供更穩定的電源給負載。

（2）停電模式：

當交流電源發生異常或整流器、電抗器故障時，蓄電池組提供直流電給逆變器，使交流輸出不會有中斷，進而達到保護負載的作用。

（3）備用電源模式：

當逆變器發生異常狀況如逆變器保險絲熔斷、短路等故障時，逆變器會自動切斷以防止損壞，若此時旁路交流電源正常時，靜態開關會將電源供應轉為由旁路備用電源輸出給負載使用。

（4）維護旁路模式：

當 UPS要進行維修或更換電池而且負載供電又不能中斷時，可以先切斷逆變器開關然後激活維修旁路開關，再將整流器和旁路開關切斷。交流電源經由維護旁路開關繼續供應交流電給負載，此時，維護人員可以安全地對UPS 進行維護。

（1）監控系統和遠方通信系統對變電站十分重要，因此作為電源的UPS系統的可靠性也有非常高的要求；

（2）綜自系統的負載大多數為單相負載，因此電力系統專用的UPS電源大多數要求為三相/單相輸入、單相輸出的中小型功率 UPS ，容量一般在 60kVA 範圍之內；

（3）旁路靜態切換開關應具有自動、手動兩種工作方式，實現無間斷切換；

（4）由於變電站有 220V或 110V 直流系統，並有直流充電屏給蓄電池充電。所以電力專用UPS自身不帶蓄電池，直接使用直流系統作為UPS的直流輸入，並且不需要具備充電功能；

（5）電力專用 UPS 的直流輸入端一般要求裝有反灌雜訊抑制器，如逆止二極體等，使 UPS 對直流母線的影響儘量小；

（6）UPS電源在帶滿全部設備後，應留有40%以上的供電容量。UPS在交流電失電後，不間斷供電維持時間不小於60分鐘。