ups电源生产高频开关电源系统|ups电源系统容量设计

ups电源的接地包括：交流零线复接地、机架保护接地和屏蔽接地、防雷接地、直流工作地接地。ups电源的接地系统通常采用联合地线的接地方式。联合地线的标准连接方式是将接地体通过汇流条(粗铜缆等)引入电力机房的接地汇流排，防雷地、直流工作地和保护地分别用铜芯电缆连接到接地汇流排上。交流零线复接地可以接入接地汇流排入地，但对于相控设备或电机设备使用较多(谐波严重)的供电系统，或三相严重不平衡的系统，交流复接地最好单独埋设接地体，或从直流工作接地线以外的地方接入地网，以减小交流对直流的污染。以上4种接地一定要可靠，否则不但不能起到相应的作用，甚至可能适得其反，对人身安全、设备安全、设备的正常工作造成威胁。传统的相控电源，是将市电直接经过整流滤波提供直流，由改变晶闸管的导通相位角来控制整流器的输出电压。相控电源所用的变压器是工频变压器，体积庞大。所以，相控电源体积大、效率低、功率因数低，严重污染电网，已逐渐被淘汰。另外一种常用的稳压电源，是通过串联调整管可以连续控制的线性稳压电源，线性电源的功率调整管总是工作在放大区，流过的电流是连续的。由于调整管上损耗较大的功率，所以需要较大功率调整管并装有体积很大的散热器。由于发热严重，效率很低，一般只用作小功率电源，如设备内部电路的辅助电源。

ups电源通常按N+1备份(而相控电源需要1+1备份)，组成的系统可靠性高。正是这些技术 优点，开关电源已在通信网中大量取代了相控电源，并得到越来越广泛的应用。促成开关电源占据主导地位的关键技术技术的发展，出现了大功率高压场效应管，它的关断速度大大加快，电荷存储时间大大缩短，从而大大提高了开关管的开关频率。随着电力电子技术和自动控制技术的发展，开关电源各方面的技术得到了飞速的发展。在各方面的技术进步中，对于开关电源在ups电源中形成主导地位有决定性意义的技术突破有以下四项：
(1)均流技术使开关电源可以通过多模块并联组成前所未有的大电流系统和提高系统的可靠性。
(2)开关电路的发展使开关电源的频率不断提高的同时效率亦提高，并且使每个模块的变换功率也不断增大。
(3)功率因数校正技术有效地提高了开关电源的功率因数。在环保意识不断加强的时代，这是它形成主导地位的关键；
(4)智能化给维护工作带来了极大的方便，提高了维护质量，使它备受人们的青睐。
ups电源功率因数校正技术由于开关电源电路的整流部分使电网的电流波形畸变，谐波含量增大，而使得功率因数降低(不采取任何措施，功率因数只有0.6-0.7)，污染了电网环境。开关电源要大量进入电网，就必须提高功率因数，减轻对电网的污染，以免破坏电网的供电质量。这里介绍提高功率因数的措施。因为三相三线制没有中线的整流方式，不存在中线电流(如果有中线，三次谐波在中线上线性叠加，谐波分量很大)，这时虽然相电流中间还有一定的谐波电流，但谐波含量大大降低，功率因数可提高到0.86以上。这种供电方式的电路如图7.4所示。

ups电源这技术是在 中线整流方式下，加大 定的电感来把功率因数提高到0.93 以出然是降到10%1下，电路如图 7.5所示，适当选择校正的参数，功率因数可达0.94 源系以上。安圣公司生产的100 A和200A整流模块采用了这种技术，输入整流部分加一级功率处理电路，强制流经电感的电流几乎完全跟随输入电压变化(输入电压、电流波形见图7.7)，无功功率几乎为0，功率因数可达0.99以上，谐波含量可降低到5%以下。图7.6示意了这种方法的电路图。可见采用有源校正后电流谐波含量大大减少，已接近正弦波，安圣公司生产的50A整流模块采用了这种技术，功率因数高达0.99。电源系统配有监控单元对整个系统进行监控，电池自动管理，作为人机交互界面处理各监控板采集的数据、过滤告警信息、故障诊断，并提供通讯口以供后台监控和远程监控。远程监控使维护人员在监控中心同时监视几十台机器，电源有故障会立即回叫中心，监控系统自动呼叫维护人员。这些都大大提高了维护的及时性，减小了维护工作量。这些智能化的措施，使得维护人员面对的不再只是复杂的器件和电路，而是一条条用熟悉的人类语言表达的信息，仿佛面对着的是一个能与自己交流的新生命。
总之，这些技术上的进步和使用维护上的方便，使得开关电源在ups电源中逐渐占据主导地位，成为现代ups电源的主流。

ups电源生产高频开关电源系统，建立了良好的组织管理体系和技术服务网络。目前安圣公司提供的PS系列智能高频开关电源系统，产品规格齐全，利用计算机技术、现代化自动控制技术实现了系统的本机、近程、远程三级监控。可为各种程控交换机及其他通信设备提供-48 V和24 V直流电源和多路稳定交流配电。系列智能高频开关电源系统均由交流配电、直流配电、整流模块、监控部分组成，其整体结构如图7.8所示。
ups电源市电输入到交流配电，交流配电将电能分配给各路交流负载和整流模块，整流模块将 通信交流电压整流成48V的直流电 整流模块输出的直流电流汇集到直流母排，再进入直流配电,由直流配电将直流分配给各路负载（交换机等设备），并给电池充电。监控模块是电 源 电源系统实时监测和控制电源系统的各个部分。这四个部分各分担一定的功能，相 系互配合，保证对直流负载的可靠供电。 由于监控模块配有标准的通信接口，可以通过近程后台或远程后台监控电源系统的运行，实现电源系统的集中维护。
(1)交流配电。输入市电或油机电，将交流电能分配给各路交流负载。当市电中断或市电异常时(过压、欠压、缺相等)，配电屏能自动发出告警信号，有的电源系统还能自动切换到第二路市电或自动切断交流电源，保护系统。
(2)整流模块。从交流配电取得交流电能，将交流电整流成直流电，输出到直流母排。交流异常或直流输出异常时发出告警或自动保护。整流模块发生严重故障时，自动关机，退出工作。
(3)直流配电。将直流母排上的直流电能分配给不同容量的负载，并给电池充电。当直流供电异常时要产生告警或保护。如熔断器断告警、电池欠压告警、电池过放电保护等。
(4)监控模块。实时监测和控制电源系统各部分工作。即监测和控制交流配电、整流模块、直流配电的工作状态。对电池进行自动管理，即自动控制充电过程，监测电池放电过程，电池电压过低时发出告警或控制直流配电断开电池，自动保护电池。监控模块还配有标准的通信口，RS232、RS485或RS422通信口，作为后台监控的接口。

ups电源系统容量设计的基本依据是：电网供电等级(用来确定电池支撑时间和后备油机的配置)、电网运行状态(用来确定充电策略)和近期或终期负载电流大小。如果直接按照用户期望的电池供电支撑时间设计，可以不考虑电网状况。