APC 机房后备不间断电源SPM6KL 6kVA/6kW  APC UPS电源在线式的电路结构以及特点
		

		

			


		

	

	

		
		

			目前，在线式APC UPS使用得较为普遍。无论市电正常与否，在线式APC UPS的逆变器始终处于工作状态。逆变器具有稳压和调压作用，因此在线式APC UPS能对电网供电起到"净化"作用，同时具有过载保护功能和较强的抗干扰能力，供电质量稳定可靠，但其价格较贵。
		

		

			所谓在线式是指不管电网电压是否正常，负载所用的交流电压都要经过逆变电路，即逆变电路始终处于工作状态，APC在线式UPS一般为双变换结构。所谓双变换是指UPS正常工作时，电能经过了AC/DC、DC/AC两次变换后再供给负载。 
   
  当然为了提高系统的可靠性，在线式双变换APCUPS一般增加了自动旁路电路。小功率采用继电器转换便能满足要求，而大功率一般为采用晶闸管(SCR)方式的静态开关，在过载或双变换电路部分故障时负载由旁路供电，这是非正常工作状态，这种情况出现的概率比电网不正常概率要小得多。功率较大的APC UPS在此基础上还增加了手动旁路(维 修开关)，用于维修时保证负载继续运行。 目前，在线式UPS使用得较为普遍。无论市电正常与否，在线式UPS的逆变器始终处于工作状态。逆变器具有稳压和调压作用，因此在线式APC UPS能对电网供电起到"净化"作用，同时具有过载保护功能和较强的抗干扰能力，供电质量稳定可靠，但其价格较贵。在线式APC UPS从根本上完全消除了来自市电的任何电压波动和干扰对负载工作的影响，真正实现了对负载的无干扰、稳压、稳频供电。在线式APC UPS输出的正弦波的波形失真系数小。目前，一般市售产品的波形失真系数均在3%以内。
		

		

			   
  当市电供电中断时，APC UPS的输出不需要一个开关转换时间，因此其负载电能的供应是平滑稳定的。在线式APC UPS能实现对负载的真正的不间断供电，因此从市电供电到市电中断的过程中，APC UPS对负载供电的转换时间为零。
		

		

			
			

				APCups电源技术特点介绍  APC UPS电源大功率的三大新技术有什么特点！
			

			

				


			

		

		

			
			

				  APC 机房后备不间断电源SPM6KL 6kVA/6kW     APC UPS三相大功率UPS的五大新技术
			

			

				三相大功率APC UPS电源主要运行在数据中心与关键电源两种场景,目前在IDC、Colo、金融、电信、医疗、半导体、石油石化、机场、轨道交通、电力等各行业得到广泛应用。经过近三十年的市场推广与实际使用,用户对工频机、高频机、固定功率一体机、模块化UPS等概念已经有了深刻的理解。
			

			

				近十年来,在大型及超大型数据中心、半导体等行业需求的推动下,三相大功率UPS电源出现了很多新的理念与创新。本文对其中重要的五大新技术做简单介绍。  三种运行模式 
一、逆变器优先运行模式(双变换) 
工频机高频机从电气变换技术角度来看,都是采用的双变换在线式技术,即能量经过整流器逆变器两次能量变换后,由逆变器提供电压精度为1%、谐波含量小于5%的正弦波交流电给负载供电。这种运行模式也可以称为:逆变器优先运行模式(双变换)。 
逆变器优先模式的优势是输出电压精度高达1%。劣势是由于能量的两次全转换,在正常15%～60%负荷下,UPS整机效率较低仅88%～95%。同时电流每秒钟都流经整流器逆变器的功率器件,元器件疲劳老化严重,寿命降低,导致UPS可用性降低。而可用性才是用户对UPS的 重要需求。 
逆变器优先模式(双变换)本身就是一种低可用性的运行模式。这是这么多年以来才痛苦认识到的一个事实。有没有新的思路?小功率的后备式UPS和在线互动式UPS正常情况下是旁路市电输出供电,不是也保护了IT负荷吗? 
仔细研究我们会发现两点: 
1、IT负荷其实对交流电的要求不高,允许电压-20%/+10%,频率40～70Hz,允许中断时间10～20ms。逆变器优先模式最为骄傲的1%输出精度其实没有意义。 
2、今天市电电网的可用性得到了很大提高,城市10kV电网可用性达到99.94%。这两个因素促使我们认识到三相中大功率APC UPS其实也可以和小功率APC UPS一样选择旁路优先运行模式。事实上早在2010年,各厂家三相APC UPS就允许用户选择工作在旁路优先模式,即ECO模式(经济模式)。 
二、旁路优先运行模式(ECO模式) 
在正常情况下,APC UPS优先运行在静态旁路,由市电直接给负载供电。当旁路电压超出设定窗口范围时,会切换到逆变器输出模式。该模式的优势是效率高达99%。劣势是由于市电直供,会产生双向*,输入功率因数输入谐波电流指标较差。更重要的是,当旁路故障需要切换回逆变器模式时,会出现4～20ms的切换时间,某些情况下会造成负载运行中断,极大地降低了UPS的可用性。 
在这种情况下,能否找到一种运行模式,既有高可用性,还能提高运行效率,同时性能指标参数也能满足负载要求,就成为各厂家研发的重要目标。 
三、  旁路优先运行模式(E变换模式) 
正常情况下,逆变器与旁路市电并联工作,相当于有源滤波器,逆变器提供谐波电流和无功功率,旁路市电回路提供基波电流和有功功率。输出电压由旁路决定。这种模式的优势是整流器和逆变器的功率器件流过的电流较小,元器件疲劳老化轻微,寿命延长,APC UPS可用性提高。由于逆变器一直在并联运行,当旁路市电超出窗口范围时,系统会0ms切换回逆变器工作,不存在切换失败切换时间长的问题。该种模式效率高达98.8%,仅次于ECO模式。另外,由于可控制旁路回路只提供基波电流和有功功率,因此输入功率因数0.99,输入谐波电流<5%。 目前主流一线品牌厂家在三相大功率UPS系列上均与E变换技术类似的运行模式,供用户选择使用。 多电平逆变器技术 工频机采用变压器交流升压技术。工频机一般配置32只12V电池,浮充状态下直流母线电压432V,较低,只能逆变出160V交流电,只好在逆变器后端采用升压工频变压器,输出220/380V交流电。逆变器功率器件的承压为432V,较低,选用800V耐压值的IGBT即可满足要求。 高频机采用DC/DC直流升压技术。高频机一般配置40～64只电池,为取消变压器,保证逆变器可以直接逆变出220V/380V交流电,高频机在整流器后增加了一个IGBT的DC/DC升压环节,使得两电平逆变器前端的直流母线电压达到800V,这样逆变器功率器件的承压为800V,需要选用1500V耐压值的IGBT才能满足要求。 通过研究场效应管和IGBT等功率器件的失效率曲线,发现1500V耐压值的功率器件其失效率数倍于800V耐压值的功率器件。这样,研发人员意到降低功率器件的承压从而选择低耐压值的功率器件理论上可以提高逆变器的可用性。用户体验实践也证明工频机逆变器比两电平高频机的逆变器可用性高。为改善高频机的可用性,业内研发了三电平四电平逆变器。 新型物理架构的大功率并机系统 大型及超大型数据中心及半导体行业的用户,经常会搭建功率为1500kW及以上的APC UPS系统,这就需要采用多台APC UPS并联的系统架构。并机电气架构大家都知道有两种,多台UPS直接并机,和公用静态旁路的多台APC UPS并机。
			

			

				


			

		

	
  APC SPM10KL在线式UPS不间断电源10KVA机房备用电源  采用嵌入式网络型 控设备，轻松实现远程 控、功能模块管理；可通过多种传感器、采集器，实现对机房内各功能模块的不间断实时 控；动力环境智能 控系统能够适应机房管理人员多途径管理需求，实时发出故障信息；提供PPT报表输出，为机房管理者提供真实的运维数据，减轻工作量；真实3D界面，准确定位各设备和传感器，实现快速响应能力。  APC SP20KL-31P 20KVA18KW三单高频在线式UPS电源  蓄电池在APC UPS供电系统中的作用和意义



	在APC UPS供电系统中，蓄电池大多采用免维护蓄电池。蓄电池在APC UPS供电系统中的主要作用就是储存电能，一旦市电中断，由电池放电供给逆变器，由逆变器将电池释放出的直流电转变为正弦交流电，维持APC UPS电源输出，确保负载在一定的时间内正常用电。 
在市电正常供电时，电池在整流-充电电路中储存电能，同时对直流电路起到平滑滤波的作用，并在逆变器发生过载时，起到缓冲器的作用。而在日常工作中，人们往往片面地认为蓄电池是免维护的而不加重视。然而由于对蓄电池的不合理使用，产生了蓄电池的电解液干涸、热失控、早期容量损失、内部短路等问题，进而严重影响到供电系统的可靠性。 
有资料表明，蓄电池故障而引起APC UPS主机故障或工作不正常的比例大约为60%。由此可见，加强对APC UPS电池的正确使用与维护，对延长蓄电池的使用寿命，降低APC UPS供电系统故障率，有着越来越重要的意义。 
蓄电池的种类 
蓄电池在APC UPS中已得到广泛的应用，其品种繁多，型号齐全，规格各异，但按其基本性质可以分为酸性电池和碱性电池两大类： 
酸性电池：酸性电池的电解液一般是由稀硫酸(H2SO4)或者胶体硫酸构成，极板由铅Pb和过氧化铝PbO2构成，通过化学反应贮存电荷，起到电池储能的作用。 
碱性电池：碱性电池的电解液一般是由氢氧化钾KOH或者氢氧化钠NaOH(烧碱)组成。极板由于电池的结构不同而各异。如镉镍电池正极板是氢氧化镍Ni(OH)3，负极板是镉Cd;铁镍电池的正极板是氢氧化镍Ni(OH)3，负极板是铁Fe;银锌电池的正极板是过氧化银Ag2O3，负极板是锌Zn。 
铅酸蓄电池的工作原理 
APC  UPS、直流电源设备常用的蓄电池是铅酸蓄电池。传统的铅酸蓄电池是开口式结构，电池在使用过程中，有氢气和氧气以及酸雾逸出，不仅污染环境还具有危险性，维护时需要加水、加酸，已逐渐被市场淘汰。现在UPS供电系统中蓄电池大多采用阀控式密封铅酸(VRLA)蓄电池。阀控式铅酸蓄电池的主要优点是在充电时正极板上产生的氧气，通过再化合反应在负极板上还原成水，使用时在规定浮充寿命期内不必加水维护，所以又称为免维护铅酸蓄电池。可见，免维护只是与普通蓄电池相比，运行中免去了添加纯水或蒸馏水，调整电解液液面的项目，并非免去一切维护工作。 
阀控式密封铅酸蓄电池的工作原理，基本上沿袭于传统的铅酸蓄电池，其正极活性物质是二氧化铅(PbO2)，负极活性物质是海绵状铅(Pb)，电解液是稀硫酸(H2SO4)，其电极反应方程式如下： 
PbO22H2SO4Pb≒2PbSO42H2O