一、概述
1、UPS的定義
不間斷電源系統(UPS,Uninterruptible Power System)的定義,根據我國國家標準GB/T 7260.3《不間斷電源設備(UPS) 第3部分:確定性能的方法和試驗要求》是指:由變流器、開關和儲能裝置(如蓄電池)組合構成的,在輸入電源故障時,用以維持負載電力連續性的電源設備。
事實上,不間斷電源系統(UPS,Uninterruptible Power System)是特指交流不間斷電源系統。因為對于直流電源同樣有不間斷電源系統,只是不用UPS來表示,所以,尤其是通信電源系統,我們常用“UPS”,來專指交流不間斷電源系統。
2、UPS的作用
早通信電源系統中,設置交流不間斷電源系統(UPS)的目的,是為了提高和保障專門使用交流電源的通信設備的供電可靠性,在一旦交流市電故障(斷供或異常)時,以確保通信設備仍有交流用電,使得通信設備不因交流市電故障而影響正常工作。在通信系統中,通常使用交流供電的有:通信計費系統服務器及終端、網管監控服務器及終端、數據通信機房服務器及終端、衛星通信地球站的通信設備、IDC設備等等。
3、UPS的缺陷
實際上,交流不間斷電源系統(UPS)只是提高了使用交流電源的通信設備的供電可靠性,在UPS系統運行正常時,解決了一旦市電斷供或市電異常時,可以用備用電池所提供的直流電壓逆變為交流電源來為通信設備供電。但是從下述的UPS系統的構成可知,系統可能存在逆變失效或蓄電池容量不足等缺陷,使供電系統的可靠性受到極大的挑戰。為了避免這種影響,不得不從系統的類型和配置方式來解決(從下述的UPS的類型和配置方式可以看出),結果又帶來了使得UPS系統整體組成復雜多變,既增加了建設費用,又增加了維護量和維護難度。因此,現代通信電源系統中,出現了高壓直流供電系統,大有其取代交流不間斷電源系統(UPS)的趨勢。
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二、UPS系統組成
交流不間斷電源系統(UPS)的輸入和輸出均為交流電,其基本組成方框圖如下圖2所示。
圖2:UPS的基本組成方框圖
各部分的主要功能簡述為:整流器將輸入交流電變成直流電。逆變器將直流電變成50Hz交流電(正弦波或方波)供給負載。對于蓄電池組,市電正常時處于浮充狀態,由整流器給它補充充電,使之儲存的電量充足;當市電異常(停電或超出允許變化范圍)時,蓄電池組向逆變器供電;市電恢復正常后整流器對它進行恒壓限流充電,然后自動轉為正常浮充狀態。蓄電池組用以保證市電異常后UPS不間斷地向負載供電至需要的備用時間。輸出轉換開關,進行由逆變器向負載供電或由市電向負載供電的自動轉換。其結構有帶觸點的開關(如繼電器或接觸器)和無觸點的開關(一般采用晶閘管即可控硅)兩類。后者沒有機械動作,因此通常稱為靜態開關。
三、UPS的分類
通信用交流不間斷電源系統(UPS)的分類方法通常有下述幾種:
1、根據UPS電路結構配置的不同分類
根據UPS電路結構配置的不同,按照國際電工委員會(IEC)標準IEC 62040-3《不間斷電源系統(UPS)-3部分:性能規定方法和測試要求》的規定,UPS分為三大類基本類型,即:冷備用UPS(也稱后備UPS)、雙變換UPS和互動UPS。這三種類型名稱的含義詳見下表3-1。
表3-1:雙變換UPS、互動UPS和冷備用UPS的含義
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2、根據UPS工作模式的不同分類
根據UPS工作模式的不同,依照我國通信行業標準YD/T 1095《通信用交流不間斷電源(UPS)》的規定,其UPS的工作模式分為:正常工作模式(又包括在線式UPS、互動式UPS和后備式UPS)、電池逆變工作模式、旁路工作模式和ECO模式,其各含義詳見下表3-2。
表3-2:UPS工作模式不同分類的含義
3、根據UPS適用環境的不同分類
根據UPS適用環境的不同分類,依照我國通信行業標準YD/T 1970.4-2009《通信局(站)電源系統維護技術要求 第4部分:不間斷電源(UPS)系統》的規定,其UPS的類型分為Ⅰ型(Type Ⅰ)和Ⅱ型(Type Ⅱ), 其含義詳見下表3-3。
表3-3:UPS的Ⅰ型和Ⅱ型的含義
四、UPS的性能分類代碼
在國際電工委員會標準IEC 62040-3中,基于UPS輸出電壓和輸出頻率與UPS輸入電源參數的關系,提出了UPS性能分類代碼。國際上符合該標準的UPS產品,將由廠家按規定進行性能分類代碼標示。我國國家標準GB/T 7260.3修改采用了IEC 62040-3,國產UPS也應標示UPS性能分類代碼,在進行UPS選型時,應注意選用已標示UPS性能分類代碼的產品。
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五、UPS的配置要求
對于不間斷電源系統(UPS),為了適應不同負載(即滿足不同用電設備的可靠性),GB/T 7260.3給出了UPS的多種配置類型。
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在通信電源系統中,其UPS的配置要求,可以根據所供電對象的重要程度設置不同的類型,主要有:并聯冗余、獨立雙總線等模式。
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六、UPS設備的技術要求
通信用UPS的技術要求是由我國通信行業標準YD/T 1095(常規UPS設備)和YD/T 2185(模塊化UPS設備)等標準所規范的。
欲詳細了解UPS設備技術要求的請進入:YD/T 1095;YD/T 2185
七、UPS設備的維護技術要求
通信用UPS的維護技術要求是由我國通信行業標準YD/T 1970.4《通信局(站)電源系統維護技術要求 第4部分:不間斷電源(UPS)系統》標準所規范的。
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