大 中型UPS电源的技术特点
摘要:同小型UPS电源相比,大中型UPS电源几乎无一例外地采用交流三相供电。另外,由于输入电流较大,不可能再像小型"PS电源中那样采用小型快速继电器(一般转换时间为4m5)作为转换元件,只能采用转换时间短的功率模块(如高速可控硅、转换时间可控制在1OOUs以下)作为静态旁路开关,可以满足UPS电源由逆...
同小型UPS电源相比,大中型UPS电源几乎无一例外地采用交流三相供电。另外,由于输入电流较大,不可能再像小型"PS电源中那样采用小型快速继电器(一般转换时间为4m5)作为转换元件,只能采用转换时间短的功率模块(如高速可控硅、转换时间可控制在1OOUs以下)作为静态旁路开关,可以满足UPS电源由逆变器供电向交流旁路供电切换时对用户不间断供电。而且在上述切换时,必须保证逆变器电源与市电电网实现同相位、同频率和同幅度的销相同步切换操作,否则会在逆变器电源与市电电网之间出现过大的环路电流,导致U浴电源的损坏。
为了达到上述要求,大、中型UPS电源在设计时作了许多重要改进,便它具有下述技术特点。
一、采用微处理器和先进的检测技术
采用了微处理器和先进的数字信号测控技术相结合的方案,构成UPS电源的实时监控系统,从而实现了对UPS电源运行参数的智能化控制,这主要表现为以下几个方面:
1.实时监控功能
它对UPS电源系统的模拟量参数(例如:市电电网的输入电压、电流和功率因数;电池组的端电压、充放电电流;逆变器的输出电压、电流、功率因数及波形失真度;逆变器电源与交流旁路电源之间相位差及瞬态电压差等运行参数)进行实时采样,并通过高速摸拟转换技术(如:采用4000次/秒以上的A/D转换器)来实现数字监控。同样,它也对UPS电源中表示工作状态的开关量(例如:主电源及交流旁路电源的输入与否;断路器开关的接通与断开;输入保险丝是否完好;电池组断路开关及静态开关的接通与断开等)进行实时监控。而且还通过采用先进的监控软件,将所测得的模拟量及开关量,与制造厂家或用户所设置的参数值,进行比较,以判断UPS电源是否有故障隐患存在,当发现有故障时,它会将有关故障信息在显示屏上以声、光和文字信息的形式向用户报警,此外,它还会将UPS电源的运行参数(电压、电流、功率及功率因数等)在显示屏幕上进行实时显示。
2.自测试、自诊断功能
对UPS电源内部的逻辑控制电路的运行状态,进行实时检测和诊断。对于多数大型UPS电源来说,它可利用机内的微处理器,同时对UPS电源的控制部件进行总数可多达140个以上的关键点进行自诊断监控,以期及早发现故障苗头和确保UPS电源供电系统能长期正常运行。当检查发型有故障时,它会将有关故障的性质和部位显示在显示屏幕上的系统故障栏上。一般它还以文字、声、光报警的形式来提醒用户。
3.智能化的临界工作点设置
用户可通过可编程软件,按实际运行工作的需要,来重新设置UPS内部的各种临界工作点的阀值电平。因此,在一般情况下,用户可以在不必对UPS电源内部的硬件进行任何改变的情况下,就能很方便地调节脾S电源的系统工作参数。常见的智能化参数调整有:
①用户可按照不同的电池生产厂家的技术要求,对不同类型的电池(密封克维护电池和普通的铅酸电池)进行电池充放电特性曲线的调整,以达到延长蓄电池组的使用寿命和提高电池有效使用容量的目的。此外,当市电供电中断时,它能根据用户的在不断调整UPS电源的负载的动态运行条件下,显示屏上实时地向用户显示电池组可供电时l司。
②可实现对UPS电源的输出电流的智能化调控。在不超过逆变器的过载能力条件下,它利用所检测到的UPS电源输出过载程度来重新调整逆变器的输出电压值,从而实现对负载的限流输出。
③采用受软件控制的数字化功率因数补偿器。它首先通过对逆变器的输出波形进行高速的A/D模数采样(其采样速率为4kHz左右),然后再将所测得的采样值以1千万条指令,,秒的速率来分析和判断其未来的变化趋势,并以此为根据推算出在UPS电源的输出波形中所包含的各次谐波分量。然后,再以此为根据去调节UPS电源的输出滤波器申的可变电感来自动补偿UPS电源的输出波形,以期达到最小的输出波形失真度。类似地,我们也可用同样的办法来对UPS电源的输入滤波器进行动态滤波调整。
4.人机对话式的控制方式
大型UPS电源都向用户提供有一个监控器控制屏。该控制屏主要由三部份组成:
①具有80个字符的液晶已CD)显示屏。该显示屏可食用户提供多种文字的信息显示。
②表示UPS电源的整流器、逆变器、静态开关和蓄电池工作状态的模拟流程指示灯显示图。
③供用户操作使用的功能键。实践中,对UPS电源的所有的运行控制操作都以某单命令的形式来进行的。操作人员可按照显示屏上所提供的菜单信息来执行UPS电源的起动或停机操作。对UPS电源的工作参数进行读取(如读取UPS电源的输入和输出电压、电流和功率等重要参数)以及进行故障分祈。此时的监控器不仅向用户提供故障的性质、故障点的部位等有关信息,它还能由用户提供如何排除故障的简要说明。在进行这种人机对话操作时,监控器会明白地告诉你当前应该做那种操作,而且,只有在你正确地完成这步操作后,它才会向你显示第二条操作指令。在UPS电源的运行中,正是因为采用了这种精细的软件设计技巧,它可以有效地避免因用户误操作而损坏UPS电源的恶性事故发生。因此,这种人机对话式的菜单操作方法对用户来说是既方便又安全。
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