UPS不間斷電源租賃出租賃服務(wù)桐鄉(xiāng)數(shù)據(jù)中心
不間斷電源(UPS)是將蓄電池(多為鉛酸免維護蓄電池)與主機相連接，通過主機逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。它主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其他電力電子設(shè)備如電磁閥、壓力變送器等提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)，保證這些設(shè)備儀器的不間斷運行，防止計算機數(shù)據(jù)丟失、通信網(wǎng)絡(luò)中斷或儀器失去控制。不間斷電源廣泛應(yīng)用于：礦山、航天、工業(yè)、通訊、國防、、計算機業(yè)務(wù)終端、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、應(yīng)急照明系統(tǒng)、鐵路、航運、交通、電廠、變電站、核電站、消防安全報警系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、程控交換機、移動通訊、太陽能儲存能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、控制設(shè)備及其緊急保護系統(tǒng)、個人計算機等領(lǐng)域。
“DeviceType”變量設(shè)備種類。用NX-CIF單元要設(shè)定為_DeviceNXUnit。“NXUnit”用之前IO映射中創(chuàng)建的節(jié)點位置信息變量放入即可。“EcatSle”、“OptBoard”可以不使用。“PortNo”端口編號：1代表端口1；2代表端口2。本案例中用端口1。ST語言編程直接賦值如下圖所示：B.SleAdr——本案例中在DEF變量中設(shè)置從站站號，這里設(shè)置站號為1。
系統(tǒng)組成
典型的UPS系統(tǒng)框圖如圖1所示，它的基本結(jié)構(gòu)是一套將交流電變?yōu)橹绷麟姷恼髌骱统潆娖鳎约鞍阎绷麟娫僮優(yōu)榻涣麟姷哪孀兤鳎姵卦诮涣麟娬９╇姇r貯存能量且維持在一個正常的充電電壓上，一旦市電供電中斷時，蓄電池立即對逆變器供電以保證UPS電源交流輸出電壓。下面幾種簡圖示意了UPS的各種工作情況(以在線式UPS電源為例)。
（1）市電在UPS所允許的范圍內(nèi)正常供電時，如圖2所示，粗線描繪了電源能量的流向。
（2）主電源故障即市電被切斷后，電源將瞬間改由逆變器提供能量如圖3所示。
（3）當(dāng)所帶負載過大或電源內(nèi)逆變器出現(xiàn)故障時，UPS將打開旁路由主電源直接供電，如圖4所示。
連接方式
（1）單臺UPS電源能夠供給全部負載，連接圖如系統(tǒng)的原理圖，連接方法較簡單。
（2）總負載功率需要二臺或更多臺UPS電源供給，如圖5所示，這種連接方式稱作并聯(lián)無備份方式。
（3）二臺或二臺以上UPS電源其總?cè)荼蓉撦d總?cè)萘恳啵撓到y(tǒng)比負載總?cè)萘勘仨毝嘁慌_UPS電源的容量，任何一臺UPS電源故障時，其余仍能供給全部負載，如圖6所示。這種連接方式稱作并聯(lián)有備份方式。
（4）整個UPS電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，市電將UPS電源脫開，直接接通負載，且不影響UPS電源系統(tǒng)的維修，這種線路設(shè)計如圖7所示。
所謂空氣開關(guān)，指的就是微型斷路器。微型斷路器的符號是MCB，它的主觸頭兩極之間用空氣來隔絕。見下圖：由圖中我們可以看出，MCB內(nèi)部的兩電極之間或者動靜觸頭之間起到隔離和絕緣作用的是空氣。用空氣來隔離和絕緣，即能節(jié)省材料，簡化設(shè)計，安裝使用也方便，一舉三得。當(dāng)MCB處于打開狀態(tài)時，它的動靜觸頭之間的最短距離叫做開距。開距是確保MCB在打開狀態(tài)下具備電氣隔離性能的保證因素之一。一般開關(guān)電器開距的定義見下圖：我們看到，在電極間隙中充滿了空氣。
當(dāng)UPS電源系統(tǒng)無故障時，維修開關(guān)打開，輸入開關(guān)、輸出開關(guān)閉合；當(dāng)UPS電源系統(tǒng)故障時，維修開關(guān)閉合，輸入開關(guān)、輸出開關(guān)打開。這樣，保證了用電負載的正常工作，而又不影響對UPS電源系統(tǒng)故障的在線維修。
隨著計算機應(yīng)用系統(tǒng)對電源的要求越來越高UPS日益受到重視，并逐漸發(fā)展成為一種具有穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、濾波、抗電磁和射頻干擾、防電壓沖浪等功能的電力保護系統(tǒng)。尤其是在電網(wǎng)的線路及供電質(zhì)量不太高、抗干擾的技術(shù)落后，計算機系統(tǒng)對電源的要求又比較高的情況下，UPS的作用就顯得更加明顯。
UPS的保護作用表現(xiàn)在對市電電源進行穩(wěn)壓，UPS的輸入電壓范圍比較寬，一般情況是從170V到250V，而輸出電源的質(zhì)量是相當(dāng)高的，后備式的UPS輸出電壓在5%~8%，輸出頻率穩(wěn)定在1Hz；如圖1，在線式UPS輸出電壓穩(wěn)定在3%以內(nèi)，輸出頻率穩(wěn)定在0.5Hz。在市電正常時，UPS電源相當(dāng)于交流市電穩(wěn)壓器；市電對蓄電池進行充電，此時也相當(dāng)于充電器。在市電突然掉電的情況下，UPS自動切換到蓄電池供電，使計算機維持正常工作，保護軟硬件不受損害。
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使得電路具有了低通濾波器效應(yīng)。幅頻特性曲線如下圖。幅頻特性曲線最后說一下，高頻增強電路與上面不同的是，電容這一次是并聯(lián)在發(fā)射極上的。同樣，發(fā)射極電阻同樣具有頻率特性，導(dǎo)致三極管放大也有頻率效應(yīng)。頻率越高，因為電容的影響，導(dǎo)致電容與電阻并聯(lián)的阻抗也就越小，電路的增益Rc/Re也就越大。使得電路具有了高頻增應(yīng)。幅頻特性曲線此電路一般用于音頻控制以及FM發(fā)射電路高頻預(yù)加重電路中。注意，此電路并不能把增益變成無限大。
UPS根據(jù)新標準IEC（電工委員會）按其結(jié)構(gòu)和運行原理分為以下3類：
（1）被動后備式UPS電源
指逆變器并聯(lián)連接在市電與負載之間僅簡單地作為備用電源使用。此種UPS電源，在市電正常時，負載完全是直接地市電供電，逆變器不做任何電能變換，蓄電池由獨立的充電器供電；當(dāng)市電不正常時，負載完全由逆變器提供電能。 [5]
被動后備式UPS具有結(jié)構(gòu)簡單、價格最廉等優(yōu)點，運用于某些非重要的負載使用，如家用計算機等。但市電斷電時，繼電器將逆變器切換至負載，切換時間較長，一般需幾個毫秒的間斷，稍微重要的計算機設(shè)備不應(yīng)選用被動后備式UPS電源。 [5]
（2）在線互動式UPS電源
指逆變器并聯(lián)連接在市電與負載之間，起后備電源作用，逆變器作為充電器給蓄電池充電。通過逆變器的可逆運行方式，與市電相互作用，被稱為互動式。此種UPS電源，在市電正常時，負載由經(jīng)改良后的市電供電，逆變器作為充電器給蓄電池充電，此時逆變器起AC/DC變換器的作用；而當(dāng)市電故障時，負載完全由逆變器供電，此時，逆變器起DC/AC變換器的作用。 [5]
在線互動式UPS具有結(jié)構(gòu)較簡單、實施方便、且易于并聯(lián)、便于維護和維修、效率高、運行費用低、整機可靠性高等優(yōu)點，性能滿足某些負載要求，特別適用于網(wǎng)絡(luò)中某些計算機設(shè)備采用分布式供電的系統(tǒng)。此種電源缺點是穩(wěn)壓性能不高，尤其動態(tài)響應(yīng)速度低，抗干擾能力不強，電路會產(chǎn)生諧波干擾和調(diào)制干擾。
（3）雙變換式UPS電源
指逆變器串聯(lián)連接在交流輸入與負載之間，電源通過逆變器連續(xù)地向負載供電。此種UPS電源其供電方式如下：市電正常時，市電經(jīng)過整流器、逆變器向負載供電；市電不正常時，由蓄電器經(jīng)逆變器向負載供電。
雙變換式UPS是UPS電源的主品，具有性能好、電壓穩(wěn)定度與頻率穩(wěn)定度高、功能強、具有熱備份連接和并聯(lián)冗余聯(lián)結(jié)的功能等優(yōu)點，其不足之處是當(dāng)容量少于10kVA以下，其整機效率不高，一般在85%左右。