带你了解UPS不间断电源基础知识

UPS的函数
UPS中文是不间断电源。它是以整流器和逆变器为主要部件的储能装置，为变电站内的监控系统、自动化仪表、远程通信系统等设备提供不间断电源的恒压恒频。
(1)作为重要设备的交流电源，可防止市电突然停电影响正常工作，对设备造成损坏；
(2)消除电源浪涌、瞬时高/低压、导线噪声、频率偏移等“电源污染”，提高电能质量，为电脑提供优质电源等。
UPS的分类
UPS系统主要有三种类型:待机、交互和在线。
(1)待机:具有自动稳压、断电保护等功能。，转换时间约10ms，逆变器输出的交流为方波，结构简单，价格低廉；
(2)交互式:具有滤波功能，抗市电干扰能力强，转换时间不到4ms，模拟正弦波逆变器输出，价格比在线模式低很多；
(3)在线:结构复杂，性能完善，可不间断连续输出纯正弦波交流电，可解决尖峰、浪涌、频率漂移等所有供电问题。价格较高，通常用于关键的计算机和网络设备以及其他对功率要求较高的环境。
UPS的结构
变电站内的UPS系统一般由三部分组成:电源UPS主机、旁路调压柜、输出馈线柜(低功率时也可三合一)。
结构示意图如图所示。浅谈几个重要部件的使用？
整流器:
主要有两个功能:
首先将交流电转换成直流电(DC)，经滤波后提供给逆变器；
第二，给蓄电池提供充电电压，充当充电器；
逆变器:
将直流电(DC)转换为交流电(交流)，并提供给负载；
电池:
UPS被用作存储电能的装置，因此当市电断电时，它可以将DC功率反相，为负载提供不间断电源。其容量决定了维持放电(供电)的时间；
静态开关:
静态开关又称静态开关，是由两个可控硅反向并联组成的交流开关，其开、关由逻辑控制器控制。

隔离变压器、调压器:

在输入或输出部分隔离交流和DC，调压器除隔离外还有稳压功能；

UPS的四种工作模式
UPS有四种工作模式。简化UPS系统结构后的示意图如下:
(1)正常运行模式:

在正常交流电源下，整流器将交流电源转换为DC电源，消除了市电中的“电源污染”，同时为电池充电。然后给逆变器供电，将DC电源转换为交流电源，为负载提供更稳定的电源。

(2)断电模式:

当交流电源异常或整流器、电抗器故障时，电池组向逆变器提供DC电源，使交流输出不会中断，从而保护负载。

(3)备用电源模式:
当变频器出现异常情况时，如变频器保险丝熔断或短路，变频器会自动切断，防止损坏。如果此时旁路交流电源正常，静态开关会将电源切换到旁路备用电源，输出到负载。
(4)维护旁路模式:

当UPS需要维修或更换电池，负载电源不能中断时，可以先切断逆变器开关，然后激活维修旁路开关，再切断整流器和旁路开关。交流电源继续通过维护旁路开关向负载提供交流电源。此时，维护人员可以安全维护UPS。

电力系统UPS的一些要求
(1)监控系统和远程通信系统对变电站非常重要，所以UPS系统作为电源的可靠性也有很高的要求；
(2)综合自控系统的负荷多为单相负荷，因此电力系统专用的UPS电源多为三相/单相输入、单相输出的中小型电源UPS，容量一般在60kVA范围内；
(3)旁路静态开关应有自动和手动两种工作方式，实现不间断切换；
(4)因为变电站有220伏或110伏DC系统和DC充电屏为电池充电。所以电源专用UPS本身没有蓄电池，直接使用DC系统作为UPS的DC输入，不需要具备充电功能；
(5)电力专用的UPSDC输入端一般要求配备一个反充式噪声抑制器，如一个逆止二极管，以尽量减少UPS对DC母线的影响；
(6)所有设备满载后，UPS电源应具有40%以上的供电能力。UPS交流断电后，不间断电源应保持不少于60分钟。