最新UPS电源整合方案PPT课件.ppt 72页

'进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。　　记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！　　蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。　　蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅UPS电源整合方案 什么是UPS不间断电源,是一种含有储能装置,以逆变器为主要元件,稳压恒频输出的电源设备,它可以解决现有电力的断电、电压不稳以及突波等现象，是计算机系统和网络运行更加稳定安全。UPS电源系统设备技术是指依托先进的功率转换技术、数字控制技术、高频开关变换技术、脉宽调制技术、电磁兼容技术、冗余并机技术、只能充放电技术、网络技术、驱动技术和新工艺技术等一门综合技术 1电涌（Powersurger）指市电电压有效值高于额定值110%，并且持续时间为一个至数个周期的现象。电涌主要是由于在同一电网上的大型电气设备关机时，电网因突然卸载而产生的高压冲击。电脑以及类似的敏感电器设备可接受的电压值都有一定的范围，任何超出其设计范围的峰值或有效值电压都会给元器件的安全带来危害，影响整机的可靠性和寿命。 5电线噪声（Electricallinenoise）指射频干扰（RFI）和电磁干扰（EMI）以及其它各种高频干扰。电动机的运行、继电器的动作、电动机控制器的工作、广播发射、微波幅射以及雷电等。都会引起电线噪声干扰。电线噪声干扰会破坏精密电子设备的正常运行，对操作程序和运行数据起到破坏作用。 6频率偏移（Frequencyvariation）市电频率的变化超过3Hz主要指应急发电机的不稳定运行，或电压频率特性不好的专用电源供电设备所致。 7闪变指供电电压有周期性摆动。由于循环换流传动系统周期性变化的负荷所造成的，此时应有照明系统产生闪烁的视觉现象。 8电压不平衡指三相电源各相的电压不对称。会使变压器内部产生环流或过流 9谐波畸变指电压波形畸变主要是由非线性负荷所造成结果是变压器由于涡流及磁滞损失过大而过热,电机过热及转矩下降,对电压频率敏感的设备工作不稳定甚至产生振荡,以及系统中中性导线和改善功率因数的电容器过热等. 10暂态停电指1min以内的完全停电它是在暂态后由自动重新合闸装置的再接通电源造成的后果是计算机和通信设备将会关机并丢失数据. 11持续欠电压或过电压市电电压长时间低于或高于额定的电压数值产生的原因是变压器分接开关故障、负载总负荷超过电网容量并且波动、大型设备频繁启动和运行、主电力线切换等。 12市电中断 UPS类型1、后备式在市电正常时，后备式UPS的逆变器是不工作的，当市电掉电时它才启动逆变器向负载供电。2、在线互动式逆边器一直在工作，但逆变器不输出功率，处于热备份状态。3、传统双变换在线式市电存在时，将市电交流电通过整流滤波电路变换为直流电，然后再将直流电通过DC/AC逆变器变换成纯净稳定的正弦电压向负载供电，后备电池接在直流母线上，市电掉电后，由电池逆变后给负载继续供电。4、DELTA变换在线式把电网调节技术中的串并联有源滤波技术应用到UPS的电路结构中去，保留了传统双变换在线式UPS的全部高性能输出指标，克服了传统双变换在线式UPS的对电网产生污染和输出能力差的这两个固有缺点，是一种性能更好的在线式UPS。、 UPS的作用为电脑提供备用电源，防止电网供电突然断电造成对重要文件数据损坏。消除电网供电上的“污染”（包括浪涌、波动、脉冲、噪声等），使电脑中的电子部件免受摧毁性损坏。 UPS供电方式集中供电方式由一台大功率向车站整个弱电系统负载提供应急供电.分散供电方式根据设备的需要分别配备适合的中、小功率UPS UPS分散供电UPS集中供电适合场合设备比较分散、比较独立设备比较集中管理维护设备分散、管理维护困难集中管理，便于专人负责和维修可靠性没有备份，可靠性低可以多种冗余设计，可靠性高MTBF低高蓄电池利用分散裕量，造成浪费共用蓄电池，集中欲量，节约成本占地面积设备分散，占地面积大设备集中，占地面积小布线布线简单，要求低布线复杂，要求高成本低高性能指标技术含量低，容易生产，性能指标一般技术含量高，设计严密，性能指标较好其它国内中小UPS技术很成熟，可全部国产化国内大功率生产仍有些问题，要部分依赖进口UPS分散供电和集中供电的比较 地铁UPS电源系统现状UPS各专业独立设置采用分散供电方式，独立放置，各专业单独维护。基本没有专业的电源维护人员，造成实质上的电源系统维护少或维护不当的状况导致蓄电池容量降低，不能达到备用时间要求设备容量重复配置、品牌多样、利用率低，占地面积大，经济上不合理。UPS监控就近接入各专业监控系统，缺乏统一的管理和维护平台，一般仅对UPS进行监控。 UPS电源整合的目的UPS电源统一布置、减少设备用房面积、降低车站土建工程造价。通过硬件整合减少容量重复配置、节省设备投资。形成统一的UPS电源系统监视和管理平台，提高UPS系统监测和自动化水平，对UPS系统进行专业化维护。电源品牌统一选型，便于设备招标和维护保养。 车站UPS整合主要原则（1）整合后的电源系统应满足所有被电源整合的各系统对电源的技术要求，保证各系统的可靠安全运行。（2）整合后的电源室应靠近弱电负荷中心布置，以便于馈电电缆布局．减少线路压降及线损，提高供电线路的安全可靠性。（3）电源系统整合应根据被电源整合各系统的负载性质、电源需求等技术要求统～考虑．以便进行的硬件配置。（4）电源整合应尽量减少不同系统间电源的相互影响。 UPS监控系统应该具备的基本功能UPS运行状态监测-包括输入输出电压、频率、UPS负载情况、内部温度、电池状态等。UPS控制和设置功能-设置UPS的有关运行参数、运行状态（比如转旁路）。对UPS运行进行控制，比如，自检查、电池校准等。日志功能。完整记录UPS运行过程中发生的各种事件和主要运行参数的记录事件处理功能-根据UPS的事件进行相应的处理。比如通知用户，运行特定的命令，关闭操作系统等。安全关机功能。在UPS断电超出一定时间的情况下、保护计算机数据、安全关闭有关应用程序、比如数据库、WebServer等然后使操作系统正常当机 UPS管理系统具备的基本功能1主动维护功能。软件设定定期对UPS的功能进行自检，定时开关机，电池更换报警、电池检测等扩展管理功能，在计算机和UPS通过软件进行一对一管理的基础上、可以扩展为网络管理，或者支持SNMP，浏览器，第三方管理软件等网络管理方式。 电源监控系统的功能遥控遥信遥测监控信息查询显示打印数据存储记录实时历史趋势系统配置远端操作密码管理支持联网监控系统自诊断设备现场图象监控 各弱电系统电源需求分析各弱电系统负载类型及需求分析（1）通信系统。负载类型：传输、无线、公务电话、专用电话、闭路电视、广播、时钟等子系统的计算机网络通讯设备电源要求能连续供应AC220V电源。（2）信号系统。负载类型：信号系统旅客信息系统等计算机、网络设备．控制设备；电源要求：能连续供应AC380/220V电源。（3）综合监控系统（含环境监控、门禁）。负载类型：计算机、网络设备，环境监控和门禁控制设备；电源要求：连续供应AC220V电源。（4）自动售检票系统（AFC）。负载类型计算机、网络设备，AFC终端设备．电源要求：能连续供应AC220V电源。（5）办公自动化系统。负载类型：计算机、网络设备：电源要求能连续供应AC220V电源。（6）屏蔽门系统。负载类型屏蔽门控制、驱动设备等电源要求：控制设备需连续供应AC220V控制电源驱动设备需要DC110V驱动电源。（7）火灾自动报警系统。负载类型．计算机网络设备、报警控制器等电源要求需连续供应AC220V电源。（8）变电所直流辅助电源。负载类型:装置电源、控制电源、电机电源，电源要求能连续供应DC220V电源。（9）车站应急照明系统。负载类型．包括疏散照明和备用照明，电源要求能连续供应AC220V电源。 UPS电源整合范围分析（1）通信、信号，综合监控（含环境与设备监控．门禁）办公自动化系统自动售检票、火灾自动报警主要为计算机和网络设备等容性负载，需AC380/220V电源，适于采用电源进行供电。（2）屏蔽门系统的负载主要分布在站台上，且屏蔽门的驱动电机属于电感性负载，功率因数比较低，冲击电流大若采用源整合系统供电，电会明显影响电压稳定，降低电源质量。因此，屏蔽门系统不适宜采用电源整合系统供电，宜独立设置后备电源，不纳入电源整合系统整合范围。（3）变电所与车站弱电系统一般设置在车站两端电源靠近各弱电系统负荷中心设置因此变电所负载距电源室的距离跨越整个车站，供电线路迂回，线路压降大。故变电所操作电源宜独立设置。（4）应急照明主要是电感性负载，其负载分布在整个车站范围内且点多面广，供电线路迂回，因此应急照明系统不宜纳入电源整合范围。综上所述．通信、信号、综合监控（含环境监控、门禁）办公自动化自动售检票、火灾自动报警等系统纳入电源整合范围．即各系统共用一套电源。屏蔽门系统、变电所辅助电源应急照明由各个系统独立设置后备电源，不纳入电源整合范围。电源整合系统构成地铁中各弱电系统对电源的可靠性要求很高,电源断电时会造成地铁停运甚至人身伤害,带来不可估计的损失，因此各车站电源整合系统分别设置两套电源装置（含整流器、逆变器、蓄电池）、负载同步控制器、智能控制单元等。电源整合系统的构成见图1。 UPS整合集中监控系统的硬件组成Ups蓄电池UPS配电盘监控系统电池自动开关盒蓄电池检测仪 地铁UPS整合监控的内容UPS监控蓄电池在线监测进线ATS监控智能配电盘监控环境温度及湿度监控 车站监控站方案1图例:光纤网线双绞线硬接线电缆BASUPS集控中心RS485MODBUSRS485RS485UPSATS电池监测配电盘监控电池开关盒监控 UPS整合集中监控网络图1车站1车站2车站3车站车站车站N工程师站操作员站数据库服务器数据库服务器通讯网 UPS整合集中监控网络图1车站1车站2车站3车站车站车站N工程师站操作员站数据库服务器数据库服务器通讯网 车站监控站方案2 在线式UPS的工作状态市电正常市电异常市电恢复正常旁路状态 UPS监控的硬件接口干接点RS232AS/400网络接口 串联冗余UPS备机UPS主机输出旁路输入主路输入旁路输入主路输入负载 串联冗余的优缺点优点简单、经济缺点：主UPS转旁路时，辅助UPS的负载需要实现空载到满载的跳变开关设备和相关控制电路复杂性影响了可靠性正常运行时，辅助UPS空载运行，效率低； 并联冗余 系统冗余度N+XN——并联系统中UPS单机的总台数X——并联系统中允许出现故障的UPS单机台数。 UPS 蓄电池组在后备电源系统中,蓄电池组一般由多个蓄电池串联而成。常见的电信系统是由24个2V左右的电池串联成48V电源。大型UPS系统是由33个12V左右的蓄电池串联成380V电源。 蓄电池主要厂家Enersys全球最大的铅酸蓄电池制造商，EXIDE、HAWKER、GNB、YUDOR、SONNENSCHEIN、FIAMM。艾诺斯C&D德过阳光sonnenschein德国松树HOPPEKE日本YUASA汤浅 常用蓄电池类型富液式铅酸蓄电池(OPzS)吸收玻璃棉阀控式铅酸蓄电池(AGM-VRLA)AGM-AbsorbedGlassMat超细吸收式玻璃棉隔板,AGM密封铅蓄电池具有低内阻特性，大电流快速放电能力很强胶体阀控式铅酸蓄电池(Gel-VRLAB)胶体密封铅蓄电池内阻要比AGM密封铅蓄电池要大。铅蓄电池的大电流放电性能仍然很好 AGM电池AGM电池以超细吸收式玻璃棉隔板吸收电解液,AGM隔膜具有93%以上的空隙率,灌入电解液时,90%左右的孔隙被电解液填充,留有10%左右的孔隙作为充电时正极析出氧气到负极进行复合的通道,以实现氧的循环,达到电池可以密封的目的。 GEL-VRLA胶体电池内阻较大，采用触变性SiO2胶体吸收电解液，使电解液不流动；以胶体的微裂纹作为氧的复合通道，胶体电池使用初期由于胶体未能形成大量微裂纹，氧的复合效率较低；安全阀经常开放，造成电池有酸雾逸出。 蓄电池组的4种状态浮充状态均充状态放电状态充电状态 浮充状态电池组处于备用的情况下，为了克服蓄电池自身的放电效应，应对蓄电池施加一个小的浮充电流，这种状态称为浮充状态。浮充状态期间，任意一个蓄电池的电压过高或过低都认为是异常，应加以处理 均充状态由于各个蓄电池物理上的差异以及长期后备期间的恒流浮充，往往造成某些蓄电池电压过高或过低，这时应对蓄电池组施加一均充电流（一般大雨浮充电流的若干倍），对蓄电池进行均充。均充可以克服某些蓄电池电压的过高或过低，均充期间的电压及电压变化量是衡量蓄电池性能的十分重要的参数 放电状态当主供电系统停店时，蓄电池组将投入运行。当蓄电池组以大电流方式向外供电时称为放电状态。放电状态的各个蓄电池的电压、电压下降率、安时数和温升都是本系统测试分析和判别蓄电池性能的重要参数。 充电状态蓄电池组每次放电之后应进行充电，即向蓄电池组加较大的充电电流的状态称为充电状态，这时的电压、电压上升率、温升和安时数同样也是衡量蓄电池性能指标的重要参数 环境温度对电池寿命的影响温度过高时，电池内正板栅的腐蚀加剧，析气反应被大大加速，失水干涸与热失控可能性大大提高，电池寿命急剧下降。温度过低时，由于电池内阻增加，极化增大，电池在放电后很难正常充电，易造成负极的硫酸盐化，缩短电池寿命 阀控式密封铅酸蓄电池失效1、正板板栅的腐蚀变形2、电池干涸3、第一类早期容量损失：、板栅和活性物质界面的影响，表现为电池在最初的10-15次循环内，其性能突然快速下降。4、第二类早期容量损失正极活性物质的软化与脱落的影响。5、第三类早期容量损失负极性硫酸盐化的影响。6、热失控 电池干涸当温度较高时，电池析气速度会加快，氧在负极来不及全部复合，只能通过安全阀排出电池外；充电时负极也会析出少量氢气，这部分气体也只能排出电池外。这样电池内的水就会逐渐缺失，积累到一定程度就会发生干涸，这种现象在环境温度过高或电池表面散热性能较差时，更容易发生。 热失控阀控式铅酸蓄电过充时正极产生的大量氧气在负极复合，复合反映产生的热使蓄电池温度进一步升高，温度升高又使电池内阻下降，导致浮充电流增大，如此反复形成恶性循环。阀控式铅蓄电池采用恒压充电，充电电流只受最高限流值控制，因此浮充电流可以在很大范围内增长。当浮充电流增加到足够大时，阀控式铅蓄电池便发生热失控，电池壳体严重膨胀变形，最终导致电池失效。环境温度、浮充电压和通风条件是对热失控有重大影响的外部因素 蓄电池监控单元的五大功能1、单体电池电压测量。2、充放电电流测量3、电池温度测量4、电池房环境温度5、电池容量计算 蓄电池监控单元的五大功能1、单体电池电压测量。电池组单体电池电压是最可靠的电池特征。对于损坏的单体电池，由于其内阻增大，通常充电时表现为电压过高，而放电时则表现为电压过低，并会影响整组电池的容量。对于电池的相对过欠压也同样发出告警，例如超过或低于平均电压的6%（约150mV）认为异常。 2、充放电电流测量监测电池组的充放电电流，根据充放电电流的大小可准确判断负载过重，过充电、过放电等故障。 3、电池温度测量。通过监测电池表面温度也可对电池性能进行较准确的评估，损坏的电池由于其内阻增大，在充放电过程中其功耗会大于其它的电池，故其表面温度会高于其他电池。当其表面温度与其他电池相比超限（例如超过5度时），则可认为此节电池已损坏，蓄电池监控单元会发出告警，提醒应立即更换新电池。 4、电池房环境温度电池浮充电压随环境温度变化应进行温度补偿，因此，监测电池房环境温度对于合理调节浮充电压具有参考意义。 5、电池容量计算在判定电池没有损坏的情况下，可粗略估算电池当前实际容量，这对于电池的浮充管理有着重要意义 蓄电池在线监测与手工监测的比较序号比较内容在线监测手工监测1浮充电压连续监测，随时发现异常定期检查，可能在两次测量间隔时间内出现充电机输出异常2内阻在线测量，系统在安装后即不受电池摆放和连接的影响、测量值是电池的准确内阻，数值稳定；可以稳定测量3500AH以下的电池，提供0.001m欧的有效分辨率操作困难，电池的摆放和连接可能影响测量夹具的接入；测量值可能包括连接电阻，因而每次测量的数值波动较大；手持测试仪在测量大容量电池时的误差很难满足分析的要求3放电性能在线测量，能够捕获放电全部数据；发现容量最小的电池，在放电电压下限点结束放电因为停电时间不确定，很难捕捉停电后放电的电池数据。人为放电时容易造成个别电池过放电。4数据分析自动计算综合分析与初始数据对比事件产生和管理数据分析需要计算和专业知识5网络化综合参数监测容易实现远程监控和无人值守；对蓄电池的管理、维护提供更科学的方式 高速公路机电系统供电特点高诉公路机电系统主要指收费系统、通信系统、监控系统，这些系统的设备种类繁多，大多功率都不大，多为精密产品，并且沿线分散布设。 高速公路机电系统供电特殊性1、高速公路站长、跨区域运行，不一 五脏肺肺系统的组成(脏腑.形体官窍.经络)肺的解剖位置及外部形态肺的生理功能肺气的宣降运动是肺功能的基础 肺的宣降宣发气向上的升宣向外的布散物质清气谷气宣清浊气浊液宣浊归肺的血输布全身肃降气向下的通降吸入清气气向内的布散五脏六腑受益浊液下降于肾，为尿液的生成之源血归于肺.使血中的营气更新气津血 肺主气司呼吸推动张气吸入肺满肺气肺体(降)缩气呼出肺虚(宣)作用体现:促进气的生成(宗气)调畅气机 肺主气司呼吸的作用表现主气司呼吸呼吸均匀和调肾纳气气生成充足(宗气)气机调畅各脏腑功能正常肺气不足呼吸:呼吸无力.鼻塞气不足:少气懒言.体倦乏力气机:各脏腑升降出入紊乱血津:血瘀.痰饮 通调水道（主行水）朝百脉主治节通调水道宣卫气汗降多余的水肾尿朝百脉血液归肺（血中营气更新）新的血液全身主治节调节呼吸.调节气机.调节血行.调节津行津液输布 肺宣降与其它功能关系图肺宣宣清气体表:卫气宣散卫气(上.外)津皮肤孔窍滋润濡养血布散全身宣浊呼出浊气(鼻.汗孔)主气呼吸排出浊液(汗.涕)通调水道肺降降清吸入清气(下.内)布散气津.五脏六腑受益全身血液归于肺朝百脉降浊水肾.膀胱尿主治节助大便排泻肺肃 肺的病机特点病变多论及肺气的失调.少提肺血虚气聚胸中.呼吸咳喘.气短声低卫气不足自汗.易感冒水道不调痰.饮.肿运血无力血瘀病变多论及肺阴失调.少论及肺阳虚肺阴津亏虚肺阴虚火旺肺的实证.多为感邪所致气虚失宣降 肺的生理特性肺为华盖肺位最高，以覆诸脏肺宣发卫气以保护诸脏肺为娇脏喜清润恶燥湿外邪易犯肺、燥湿易使肺失宣降肺欲收苦气上逆：肺气宜收敛，苦气上逆。 肺与形窍志液的联系在体合皮.其华在毛皮一身之表.毛发附着.腠理.汗孔(玄府)功能屏障.调节水液代谢.调节体温.宣发肺气、调节呼吸.与肺的关系肺宣发气津以温养皮毛开窍于鼻.司喉咙肺宣气津以温养于鼻鼻功能气之通道.产生嗅觉.协助发音 肺与形窍志液时的联系肺志为悲悲使肺气消耗肺气虚者易悲肺液为涕宣:津布于鼻为涕失宣:涕的异常与秋季相通应意义：秋之燥邪易犯肺、治疗肺病时，应顺其收敛之性。'