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工业触摸屏

通信用不间断电源(UPS)技术研究

发布日期:2022-04-17 点击率:75

引言:
  近几十年来,我国通信业发展迅速,覆盖了全国绝大多数地区,已经成为人们现代生活密不可分的重要组成部分。电源作为通信网络的“心脏”,对保障通信网络的安全可靠运行起着至关重要的作用。

 


  1通信电源的三级划分
  电源系统可靠性是确保通信系统正常运行的首要条件,为了确保可靠的供电,由交流电源供电的通信设备需要采用交流不间断电源(UPS)。某些通信设备对交流电源的电压和频率指标要求很高,也需要由交流不间断电源(UPS)供电。通信电源可以分为三级,第一级电源为交流基础电源,保证能源供给,但不能保证不间断。直流电源和交流不间断电源(UPS)为第二级电源,主要保证不间断供电。第三级电源为二次电源,主要提供通信设备内部各种不同交、直流电压的要求。
  综上可知,在通信电源系统中引入UPS是为了以优良的供电质量向负载连续供电,从而提高供电系统的可靠性和质量。因此,UPS的性能优劣及其可靠性就显得十分重要。
  2通信用UPS电特性要求
  通信行业标准对通信用UPS的电气性能技术要求如表1所示:
  在实际设计和配置UPS时,可根据负载特性、电网以及对UPS的具体要求,来确定选择侧重的电气性能指标。
  3典型UPS的组成及特点
  UPS的较早形式由整流器、电池、直流电动机、柴(汽)油机、飞轮和发电机组成,飞轮为储能装置,称为动态式UPS。其维护简单,比较稳定,但系统庞大,操作不便,效率低,噪声大,电力品质不高。
  随着技术的进步,动态式UPS逐渐被蓄电池做储能装置的UPS所取代,称为静态式UPS,因其具有一系列优点而成为主流,由整流器、充电器、蓄电池、逆变器、静态开关和手动维修旁路开关组成,结构如图1所示。
  根据运行原理和结构不同,可以分为后备式UPS、互动式UPS、双变换式UPS、Delta变换式UPS等四种类型。
  3.1 后备式UPS后备式UPS对市电进行简单的升降压及滤波处理后直接供给负载,当输入电源不符合要求时才由电池供电,绝大多数时间内负载使用的是市电或经简单处理后给负载供电。具有成本低、部件少、体积小、效率高等优点。但市电/电池供电转换时间约4~10ms,输出精度低、输出波形差、输出波形为方波,适用于单台计算机系统的断电保护。
  3.2 互动式UPS互动式UPS,当市电正常时,供给负载为改良了的市电;市电故障时,负载完全由电池逆变供电。双向变换器既可当逆变器,又可作为充电器给蓄电池供电。市电正常时逆变器处于热备份状态而作为充电器给电池充电,故又称为在线互动式UPS,此时其工作效率可达98%以上。具有输出能力强,不对电网产生谐波干扰等优点。但输出电压精度和稳定度比较差,能满足一般负载的供电要求。
  3.3 双变换式UPS双变换式UPS的电路结构如图1所示,这是10kVA以上功率范围的电源最常用的UPS类型。不管有无市电,负载的全部功率都由DC/AC逆变器提供,能够保证高质量的电源输出。市电掉电时,输出电压不受任何影响,没有转换时间,具备典型的在线式UPS功能。能够彻底解决市电停电、电压波动、频率不稳、波形失真及电压干扰等所有输入电源的问题。可以作为通信局(站)或者关键性负载的首选电源。
  由于负载功率100%都由逆变器负担,因而UPS的输出能力不理想,对负载提出限制条件。而且,其可控输入整流器决定了UPS输入功率因数低,无功损耗大,输入电流谐波成分大于30%,对电网产生很大的污染。
  3.4 Delta变换式UPSDelta变换式UPS把电网调节技术中的串并联有源滤波技术应用到了UPS电路结构中,适用于功率范围5kVA到1.6MW的应用领域。它始终由逆变器提供负载电压,故有高性能输出特点。而且,Delta变换器也向逆变器输出供电,克服了双变换式UPS对电网产生污染和输出能力差的固有缺点。

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