UPS不间断电源的组成

 UPS电源系统组成：一个完备的UPS系统，是由UPS主机、电池、市电（发电机)、后台监控或网络监控软/硬件等单元共同组成的。

    UPS是英文 Uninterruptable PowerSupply 的缩写，中文译为“不间断电源”；它是能够实现两路电源之间不间断地相互切换的电气装置。

    UPS：利用电池化学能等作为后备能量，在市电断电等电网故障时，不间断地为用户设备提供（交流）电能的一种能量转换装置。UPS的价格之所以昂贵，就是贵在这种不间断切换的特点上。

UPS的主要作用：

    ①两路电源之间的无间断相互切换；

    ②隔离作用：将瞬间间断、谐波、电压波动、频率波动以及电压噪声等电网骚扰阻挡在负载之前，即使电网中的骚扰不影响负载，又使负载对电网不会产生骚扰：
    ③电压变换作用：输入电压等于或不等于输出电压，如380V/380V，380V/220V，包括稳压作用：

    ④频率变换作用：输入频率等于或不等于输出频率，如50Hz/50Hz，50Hz/60Hz，包括稳频作用：

    ⑤提供一定的后备时间：UPS的电池贮存一定的能量，在电网停电或间断时继续供电一段时间来保护负载；后备时间为10分钟、30分钟、60分钟或更长。

①和⑤是保证对负载供电的连续性；②、③和④是保证对负载供电的质量。

UPS的基本拓扑结构：

GB/T7260.3描述了UPS的三种分类方法和拓扑结构：

VFD级-被动后备式(Passive Standby-“Off-line” )：负载的电压V和频率F取决于电网电源(Depends)；电压和频率都没有经过调整。

VI级-线交互式(Line Interactive)：负载的电压V与电网电源无关(Independent)；频率没有经过调整。

VFI级-双转换式(Double Conversion-“On-Line” )：负载的电压V和频率F都与电网电源无关(Independent)；负载的电压和频率都是经过“再生”调整的(re-generated)。

IEC 62040-3/GB 7260.3定义：

（1）被动后备式-VFD(Passive Standby，也称离线式OFF-Line)

组成：充电器，逆变器，电池，滤波器/调压器；

应用：小于2KVA的UPS；

优点：电路简单，价格便宜；

缺点：频率不能调节，切换时有间断。

（2）线交互式-VI (Line Interactive)

组成：静态开关，双向逆变器，电池，旁路开关。

应用：此种配置不太适合中-大功率和为敏感性负载的供电，因为无法进行频率的调节。

优点：电路简单，效率高；

缺点：频率不能调节，动态特性差。

对间断敏感的负载，有另外一种结构的UPS，特别提到静态开关作用（防止逆变器的电流进入电网）。

（3）双转换式-VFI (Double－ Conversion，又称为在线式On-Line)

基本组成：整流器/充电器，逆变器，静态旁路开关，手动维修旁路开关，电池。

逆变器串联在交流输入与负载之间。

UPS的不同运行方式：

1.单机系统：

优点：系统配置简单，硬件购置成本低；UPS系统得到充分的利用，因为UPS的容量和系统负载的容量接近。

缺点：UPS出现问题时系统的可用性降低。对UPS进行维护时系统将直接切换到市电供电；如果UPS故障，系统没有冗余；多单点故障系统。

2.串联运行：

提高UPS可靠性的方法－串联热备份：

可由两台不同容量的UPS组成，主机带重要负载，备机带次要负载或不带载；主机到备机的切换无间断。

优点：可靠性高；连接简单。

缺点：不能增容；过载能力不能增大；UPS不能充分利用。

3.并联运行：

提高UPS可靠性的方法-直接并联。

由2到4台单机型UPS组成，每台UPS具有各自的静态旁路，可实现：

并联冗余；并联增容。

优点：并联简单；不增大占地；价格适当；负载均分。是目前使用多的运行方式。

4.公共旁路并联运行：

提高UPS可靠性的方法-公共旁路并联。

由2到6台同等容量的并联型UPS组成，采用大容量的公共静态旁路开关柜，以便实现：并联冗余；或并联增容。

优点：公共旁路过载能力大；可靠性高。

缺点：占地面积稍大；价格较贵。