有不少電工都要進行服務器機房維護,UPS電源是機房的标配設備,因此,掌握一些UPS電源的基本知識很有必要,下面是我們4台UPS并機的工作方案,希望對于維修電工或者施工電工的同行有所幫助。
一、單機UPS模式條件下的工作原理和模式
(1)工作原理
圖1、工作原理
1.UPS由市電輸入、輸入輸出濾波器、整流/PFC、DC/DC充電器、逆變器、旁路、電池和UPS輸出等功能模塊組成。
2.市電正常時,整流器啟動,DC/DC充電器給電池組充電。在UPS開機前,輸出電壓為旁路電壓。開機後,電子轉換開關将負載與逆變輸出相連,市電經過整流/PFC電路後輸出直流電給逆變電路,經過逆變電路變換輸出純淨的正弦波交流電,通過電子轉換開關提供給負載。
3.市電異常時,電池電壓經過整流/PFC電路升壓後輸入給逆變電路,經過逆變電路變換輸出純淨的正弦波交流電,通過電子轉換開關提供給負載。
4.市電恢複正常後,UPS自動從電池模式切換回正常模式,市電仍然經過整流/PFC電路後輸出直流電給逆變電路,通過電子轉換開關提供給負載。
(2)UPS狀态及運行模式
UPS狀态及運行模式可分為正常模式、旁路模式、電池模式、ECO模式和故障狀态。
本節所涉及的指示燈的詳細介紹,請參見第三章 操作顯示面闆。
正常模式:市電輸入正常時,市電經過整流和逆變轉換後給負載提供穩壓穩頻電源,同時充電器對電池進行充電的工作模式就是正常模式。正常模式下,逆變器指示燈亮(綠色)。
旁路模式:當UPS工作于正常模式時,如出現過載超時、逆變器或整流器等故障,UPS将切換至旁路模式,即負載所需電源由市電輸入直接經旁路提供。若整流器正常,内置充電器對電池充電。旁路模式時,逆變器指示燈不亮。
電池模式:在市電掉電、整流器過載或市電電壓超出範圍時,整流器和内置充電器停止運行,電池通過逆變器向負載提供電源。逆變器指示燈亮,并伴有蜂鳴器告警,提示用戶UPS處于電池模式。
ECO模式(僅适用于單機系統):在ECO模式下,當旁路電壓正常時,負載由旁路供電。旁路電壓異常時,負載由逆變器供電。ECO模式是一種經濟運行模式,對于對電網質量要求不高的用電設備,用戶可選擇ECO模式通過旁路供電,減少電能損耗。
故障狀态:在正常模式下,若出現逆變器故障、機内溫度過高等情況,UPS将轉為旁路模式;在電池模式(無旁路市電)下,若出現逆變器故障、機内溫度過高等情況,UPS将關機,輸出中斷。一旦UPS發生故障,故障指示燈變亮,蜂鳴器長鳴,相應的故障信息在LCD面闆上顯示。
圖2、UPS單機工作模式
二、多台UPS并機系統
(1)特性
1、并機UPS的軟件和硬件與單機完全一緻,并機系統的基本參數可通過LCD設置,詳細參數可通過設置軟件設置。并機系統各單機的參數設置要求一緻。
2、并機電纜形成閉環連接,為系統提供可靠性和冗餘。LBS電纜連接在兩個并聯系統的任意兩個UPS單機之間。智能并機邏輯為用戶提供最大的靈活性,例如:可按任意順序關閉或啟動并機系統中的各單機;可實現正常模式和旁路模式之間的無縫切換,并且可自動恢複:即過載消除後,系統會自動恢複至原來的運行模式。
3、可通過各單機LCD查詢并機系統的總負載量。
(2)安裝
UPS并機系統向用戶提供N+X(2≤N+X≤4)的并機配置,其中N為基本并機台數,X為冗餘台數。
UPS并機系統提供1+1并機POD選件,為并機系統提供安全可靠的配電功能。1+1并機系統隻需配備一台1+1并機POD;N≥2時,并機系統需要用戶自行配電。
安裝并機系統包括:
機械安裝
設置并機地址
連接并機電纜
連接1+1并機POD電纜
下面以帶電池模塊1+1并機系統的機架式安裝為例,介紹并機系統的機械安裝。1+1并機POD的安裝方法與UPS的安裝方法完全相同,請參考2.4.2 機架式安裝。如圖5-1,電池模塊安裝在最下層,UPS安裝在中間,1+1并機POD安裝在最頂層,以便于電纜連接及操作。
圖3、4台UPS并機工作拓撲圖
圖4、撥碼開關
電纜連接:并機系統提供并機電纜選件。并機電纜通過UPS後面闆上的并機接口(見圖1-2)依次閉環連接。以3+1并機系統為例,并機電纜連接示意圖。
圖5、電纜連接
連接1+1并機POD電纜
連接1+1并機POD電纜包括:連接UPS和1+1并機POD之間的電纜和連接1+1并機POD的輸入輸出電纜。以下UPS和1+1并機POD的端子排接線操作前,需先取下端子排蓋闆。
将1+1并機POD後面闆的UPS1端子排(絲印:UPS1)與UPS1#後面闆輸入輸出端子排上絲印相同的端子一一對應連接,将1+1并機POD後面闆的UPS2端子排(絲印:UPS2)與UPS2#後面闆的輸入輸出端子排上絲印相同的端子一一對應連接。
連接1+1并機POD的輸入輸出電纜
連接輸入電纜。
對于三進三出并機系統,将輸入電纜U、V、W、N、PE分别接至1+1并機POD後面闆的用戶端子排(絲印:USER)相應的端子以及PE端子上
對于三進單出并機系統,将輸入電纜L、N、PE分别接至1+1并機POD的用戶端子排相應的端子以及PE端子上
連接輸出電纜
将輸出電纜的一端連接到1+1并機POD的用戶端子排上,另一端連接至負載。
接線完畢,安裝上UPS和1+1并機POD的所有端子排蓋闆。
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