UPS不間斷電源租賃出租賃服務(wù)桐鄉數據中心
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(guò)主機逆變器等模塊電路將直流電轉換成市電的系統設備。它主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡(luò )系統或其他電力電子設備如電磁閥、壓力變送器等提供穩定、不間斷的電力供應，保證這些設備儀器的不間斷運行，防止計算機數據丟失、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 )設備、數據存儲設備、應急照明系統、鐵路、航運、交通、電廠(chǎng)、變電站、核電站、消防安全報警系統、無(wú)線(xiàn)通訊系統、程控交換機、移動(dòng)通訊、太陽(yáng)能儲存能量轉換設備、控制設備及其緊急保護系統、個(gè)人計算機等領(lǐng)域。
“DeviceType”變量設備種類(lèi)。用NX-CIF單元要設定為_(kāi)DeviceNXUnit。“NXUnit”用之前IO映射中創(chuàng )建的節點(diǎn)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(yǔ)言編程直接賦值如下圖所示：B.SleAdr——本案例中在DEF變量中設置從站站號，這里設置站號為1。
系統組成
典型的UPS系統框圖如圖1所示，它的基本結構是一套將交流電變?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(shí)貯存能量且維持在一個(gè)正常的充電電壓上，一旦市電供電中斷時(shí)，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(jiǎn)圖示意了UPS的各種工作情況(以在線(xiàn)式UPS電源為例)。
（1）市電在UPS所允許的范圍內正常供電時(shí)，如圖2所示，粗線(xiàn)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）當所帶負載過(guò)大或電源內逆變器出現故障時(shí)，UPS將打開(kāi)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，連接圖如系統的原理圖，連接方法較簡(jiǎn)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(chēng)作并聯(lián)無(wú)備份方式。
（3）二臺或二臺以上UPS電源其總容比負載總容量要多，但該系統比負載總容量必須多一臺UPS電源的容量，任何一臺UPS電源故障時(shí)，其余仍能供給全部負載，如圖6所示。這種連接方式稱(chēng)作并聯(lián)有備份方式。
（4）整個(gè)UPS電源系統出現故障后，市電將UPS電源脫開(kāi)，直接接通負載，且不影響UPS電源系統的維修，這種線(xiàn)路設計如圖7所示。
所謂空氣開(kāi)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(lái)隔絕。見(jiàn)下圖：由圖中我們可以看出，MCB內部的兩電極之間或者動(dòng)靜觸頭之間起到隔離和絕緣作用的是空氣。用空氣來(lái)隔離和絕緣，即能節省材料，簡(jiǎn)化設計，安裝使用也方便，一舉三得。當MCB處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，它的動(dòng)靜觸頭之間的最短距離叫做開(kāi)距。開(kāi)距是確保MCB在打開(kāi)狀態(tài)下具備電氣隔離性能的保證因素之一。一般開(kāi)關(guān)電器開(kāi)距的定義見(jiàn)下圖：我們看到，在電極間隙中充滿(mǎn)了空氣。
當UPS電源系統無(wú)故障時(shí)，維修開(kāi)關(guān)打開(kāi)，輸入開(kāi)關(guān)、輸出開(kāi)關(guān)閉合；當UPS電源系統故障時(shí)，維修開(kāi)關(guān)閉合，輸入開(kāi)關(guān)、輸出開(kāi)關(guān)打開(kāi)。這樣，保證了用電負載的正常工作，而又不影響對UPS電源系統故障的在線(xiàn)維修。
隨著(zhù)計算機應用系統對電源的要求越來(lái)越高UPS日益受到重視，并逐漸發(fā)展成為一種具有穩壓、穩頻、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。尤其是在電網(wǎng)的線(xiàn)路及供電質(zhì)量不太高、抗干擾的技術(shù)落后，計算機系統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的保護作用表現在對市電電源進(jìn)行穩壓，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)量是相當高的，后備式的UPS輸出電壓在5%~8%，輸出頻率穩定在1Hz；如圖1，在線(xiàn)式UPS輸出電壓穩定在3%以?xún)龋敵鲱l率穩定在0.5Hz。在市電正常時(shí)，UPS電源相當于交流市電穩壓器；市電對蓄電池進(jìn)行充電，此時(shí)也相當于充電器。在市電突然掉電的情況下，UPS自動(dòng)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。幅頻特性曲線(xiàn)如下圖。幅頻特性曲線(xiàn)最后說(shuō)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，導致三極管放大也有頻率效應。頻率越高，因為電容的影響，導致電容與電阻并聯(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。幅頻特性曲線(xiàn)此電路一般用于音頻控制以及FM發(fā)射電路高頻預加重電路中。注意，此電路并不能把增益變成無(wú)限大。
UPS根據新標準IEC（電工委員會(huì )）按其結構和運行原理分為以下3類(lèi)：
（1）被動(dòng)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(jiǎn)單地作為備用電源使用。此種UPS電源，在市電正常時(shí)，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；當市電不正常時(shí)，負載完全由逆變器提供電能。 [5]
被動(dòng)后備式UPS具有結構簡(jiǎn)單、價(jià)格最廉等優(yōu)點(diǎn)，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(shí)，繼電器將逆變器切換至負載，切換時(shí)間較長(cháng)，一般需幾個(gè)毫秒的間斷，稍微重要的計算機設備不應選用被動(dòng)后備式UPS電源。 [5]
（2）在線(xiàn)互動(dòng)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(guò)逆變器的可逆運行方式，與市電相互作用，被稱(chēng)為互動(dòng)式。此種UPS電源，在市電正常時(shí)，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(shí)逆變器起AC/DC變換器的作用；而當市電故障時(shí)，負載完全由逆變器供電，此時(shí)，逆變器起DC/AC變換器的作用。 [5]
在線(xiàn)互動(dòng)式UPS具有結構較簡(jiǎn)單、實(shí)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(diǎn)，性能滿(mǎn)足某些負載要求，特別適用于網(wǎng)絡(luò )中某些計算機設備采用分布式供電的系統。此種電源缺點(diǎn)是穩壓性能不高，尤其動(dòng)態(tài)響應速度低，抗干擾能力不強，電路會(huì )產(chǎn)生諧波干擾和調制干擾。
（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(guò)逆變器連續地向負載供電。此種UPS電源其供電方式如下：市電正常時(shí)，市電經(jīng)過(guò)整流器、逆變器向負載供電；市電不正常時(shí)，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、電壓穩定度與頻率穩定度高、功能強、具有熱備份連接和并聯(lián)冗余聯(lián)結的功能等優(yōu)點(diǎn)，其不足之處是當容量少于10kVA以下，其整機效率不高，一般在85%左右。