UPS 전원 공급 장치의 온라인 및 오프라인 작동은 무엇입니까?
UPS 전원 지식 2008-07-11 10:50 1. UPS의 종류와 작동 원리
UPS는 인버터를 주요 구성 요소로 하는 에너지 저장 장치입니다. 안정적인 전압 및 주파수 출력을 갖춘 장비. 주전원이 정상적으로 입력되면 UPS는 주전원의 전압을 안정화하여 부하에 공급함과 동시에 주전원이 중단되면(사고 발생 시) 내부 배터리를 충전하여 배터리에 에너지를 저장합니다. 정전) 또는 입력 실패 시 UPS 배터리의 에너지는 220V AC로 변환되어 부하에서 계속 사용되므로 부하가 정상적인 작동을 유지하고 부하 소프트웨어 및 하드웨어가 손상되지 않도록 보호할 수 있습니다. 현재 시장에는 출력 전력 범위가 500VA ~ 3000kVA인 다양한 유형의 UPS 전력 장비가 있습니다. UPS는 작동 모드에 따라 백업 유형, 온라인 유형 및 온라인 대화형의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 출력 파형에 따라 구형파 출력과 사인파 출력으로 나눌 수 있습니다.
1. 백업 UPS 전원 공급
주 전원 공급이 정상일 때 주 전원은 AC 바이패스 채널을 통해 부하에 직접 공급된 다음 전송 스위치를 통해 전원을 공급합니다. 기계의 인버터는 작동이 중지된 상태이며 현재 UPS 전원 공급 장치는 기본적으로 성능이 낮은 주전원 전압 조정기와 동일합니다. 주전원 전압의 진폭 변동을 개선하는 것 외에도 기본적으로 전압 불안정, 파형 왜곡 및 전력망 간섭과 같은 부작용을 개선하지 않습니다. 주 전원 공급이 중단되거나 170V보다 낮은 경우에만 배터리는 UPS 인버터에 전원을 공급하고 부하에 안정적인 전압과 안정적인 구형파 AC 전원을 제공합니다.
2. 온라인 UPS 전원 공급
주 전원 공급이 정상이면 먼저 주 AC 전원을 DC 전원으로 정류한 다음 펄스 폭 변조 및 필터링을 수행한 다음 DC 전력은 인버터를 통해 다시 정현파 AC 전력으로 변환되어 부하에 전력을 공급합니다. 주전원이 중단되면 배터리에서 제공하는 DC 전원이 즉시 교체되어 인버터를 통해 부하에 사인파 AC 전원을 제공합니다. 따라서 온라인 UPS 전원 공급 장치의 경우 정상적인 상황에서는 주 전원이 있는지 여부에 관계없이 UPS 전원 공급 장치의 인버터가 부하에 전원을 공급하므로 주 전원 그리드에 의한 모든 전압 변동 및 간섭을 방지할 수 있습니다. 분명히 온라인 UPS 전원 공급 장치의 전원 품질은 백업 UPS 전원 공급 장치의 품질보다 훨씬 우수합니다. 부하에 안정적인 주파수 및 전압 공급을 달성할 수 있고 주 전원 공급 장치에서 배터리 전원 공급 장치로 전환할 때 변환 시간이 0입니다. 이는 사용자에게 안정적인 전압과 주파수를 갖춘 고품질 순수 사인파 전원 공급 장치를 제공하여 네트워크 시스템의 요구 사항을 충족하는 전원 보호 기능을 제공합니다.
3. 온라인 대화형 UPS 전원 공급 장치
온라인 대화형 UPS 전원 공급 장치는 3포트 UPS 전원 공급 장치라고도 하며 전력 주파수 변압기를 사용합니다. 에너지 전달의 관점에서 변압기에는 에너지 흐름을 위한 3개의 포트가 있습니다. 포트 1은 주 입력에 연결되고, 포트 2는 양방향 변환기를 통해 배터리에 연결됩니다. 주전원이 전원을 공급하면 교류 전류가 포트 1을 통해 변압기로 흐릅니다. 전압 안정화 회로의 제어에 따라 적절한 변압기 탭이 선택되어 동시에 포트 2의 양방향 변환기에 연결됩니다. , 배터리의 에너지 변환은 더 나은 전압 안정화 효과를 달성하기 위해 동시에 포트 3을 조정하는 데 사용됩니다. 배터리는 양방향 변환기를 통해 포트 2를 통해 변압기에 전원을 공급하여 포트 3의 AC 출력을 유지합니다. . 온라인 대화형 UPS 전원 공급 장치의 변압기 탭 스위칭 과정에서 양방향 변환기는 인버터로 작동합니다. 배터리로 구동되므로 중단 없는 출력 전압을 얻을 수 있으며 주 전원 공급 장치에서 배터리 전원 공급 장치로 전환하는 과정에서 변환 시간도 없습니다. 온라인 인터랙티브 UPS 전원 공급 장치의 회로 구현이 간단하고 별도의 충전기가 없어 생산 비용이 절감되고 신뢰성이 향상됩니다. 이 유형의 제품에는 주 전원 공급 장치 작업 시 AC/DC 또는 DC/AC 변환 기능이 없으므로 전체 기계의 효율성이 향상됩니다. 온라인 대화형 UPS는 백업 UPS와 온라인 UPS의 많은 장점을 결합한 매우 좋은 형태의 전환입니다. 그러나 전력용 주파수 변압기를 사용하기 때문에 부피가 크고 크기가 큰 문제도 있다.
2. UPS 선택
UPS를 선택할 때는 다음과 같은 중요한 요소를 고려해야 합니다.
1. UPS 용량
부하 전력에 따라 결정됩니다.
부하 전력은 추정 방법으로 간단하게 계산할 수 있으며, 각 단일 부하의 전력을 더한 합에 보험 계수 k(k는 일반적으로 1.3)를 곱하여 전체 전력 부하로 사용합니다. 향후 확장을 고려하는 기반. 필요한 UPS 용량은 장비에 일정한 여유를 두어 결정될 수 있습니다. 단위는 VA 및 kVA입니다.
2. UPS의 위상 수
현재 UPS의 위상 수 유형은 3상 입력/3상 출력, 3상 입력/단상 출력 및 단상 입력/단상 출력에는 3가지 유형이 있습니다. 사용자는 특정 부하 조건 및 사용 요구 사항에 따라 선택할 수 있습니다. 일반적으로 고전력 UPS(100kVA 이상)에는 3상 입력/3상 출력이 있고 중소 전력 UPS(30kVA 미만)에는 단상이 있습니다. 입력/단상 출력. 3상 출력 전원 공급 장치는 구조가 복잡하고 가격이 높기 때문에 부하 요구 사항이 충족되면(일반적으로 부하가 단상임) 3상 출력 UPS에 우선 순위를 두는 것이 좋습니다. 위상 입력, 일부 부하 작동 전류가 크고 전류 변동이 작아야 합니다. 이 경우 시스템 작동 상태를 보다 안정적으로 만들기 위해 3상 전원 입력이 있는 UPS를 선택할 수 있습니다.
3. UPS 종류
일반 컴퓨터의 경우 백업 UPS를 선택할 수 있습니다. 이러한 종류의 UPS 전원 공급 장치는 전환하는 데 오랜 시간이 걸리고 컴퓨터에 순간적인 전류 영향을 주지만 일반 컴퓨터의 전원 공급 장치는 이를 견딜 수 있습니다. 백업 UPS 전원 공급 장치는 전압이 안정적이고 저렴합니다. 일부 중요한 산업 및 부서의 네트워크 컴퓨터의 경우 시스템의 절대적인 보안을 보장하려면 온라인 UPS를 선택하는 것이 가장 좋습니다.
4. UPS 보호 시간
즉, UPS 배터리가 계속해서 전력을 공급할 수 있습니다. 사용자가 UPS를 선택할 때는 현지 전원 공급 상황에 따라 고려할 수 있습니다. 전원 공급이 정상이고 간헐적으로 정전이 발생하는 경우 정전이 오랫동안 지속되면 일반 백업 UPS를 선택합니다. 선택한 UPS의 최단 지속 시간 전원 공급 시간은 사용자가 종료 전에 모든 작업을 완료할 수 있을 만큼 충분해야 합니다.
5. UPS 브랜드
UPS 제품 시장은 빠르게 발전하고 있습니다. 다양한 브랜드의 UPS가 시장에 넘쳐나고 있으며, 제품 품질은 고르지 못합니다. 눈을 크게 뜨고 행동하기 전에 두 번 생각해보세요.
3. UPS 유지 관리
(1) 새로 구입한 UPS를 사용하기 전에 제품 사용 설명서에 따라 백업 배터리의 균형을 맞추고 충전하여 서비스 수명을 연장해야 합니다. 시간은 일반적으로 12시간 ~ 48시간입니다. 장기간 유휴 상태인 UPS의 경우 한 달에 한 번 충전해야 하며 시간은 약 10시간~20시간으로 유지되어야 합니다.
(2) UPS 전원 공급 장치를 사용할 경우 연결된 활선, 중성선 및 접지선이 요구 사항을 충족하지 않도록 제품 설명서의 관련 규정에 따라 작동해야 합니다. 마음대로 순서를 변경할 수 있습니다.
(3) 충전만 하고 장기간 방전하지 않는 UPS의 경우, 배터리 노후화를 방지하기 위해 2~3개월마다 인위적으로 전원 공급을 차단하여 UPS가 정상적으로 작동할 수 있도록 해야 합니다. 배터리 활성화 목적을 달성하기 위해 3분에서 5분 동안 배터리를 방전시킵니다. 주목해야합니다. UPS 배터리의 완전 방전은 일반적으로 200~500회만 허용되므로 꼭 필요한 경우가 아니면 UPS를 완전 방전시키지 마십시오.
(4) 부하의 갑작스러운 로드 또는 언로드를 방지하려면 올바른 시작 및 종료 순서를 엄격히 따르십시오. 이로 인해 큰 전압 출력 변동이 발생하고 전원 공급 장치가 제대로 작동하지 않을 수 있습니다.
(5) UPS 전원을 자주 껐다가 켜지 마십시오. 일반적으로 UPS 전원을 끈 후 UPS 전원을 다시 켜기 전에 최소 6초 정도 기다리십시오.
(6) UPS 전원 공급 장치의 최대 시작 부하는 과부하가 걸리면 인버터 트랜지스터가 파손되는 경우가 많으므로 80% 이내로 제어해야 합니다.
(7) 정기적으로 UPS 전원 공급 장치 내부의 먼지를 제거하고 배터리 팩의 전압을 측정하십시오. 부적격 배터리를 즉시 교체하고, 팬 작동을 확인하고, UPS 등의 시스템 매개변수를 감지 및 조정해야 합니다.
IV.UPS 기술 현황
1. 국내외 UPS 연구 현황
UPS 기술은 실용기술이기 때문에 주요 전원 공급업체 및 제조사 국내외 제조사와 과학연구기관에서 연구하고 있습니다. 외국에서는 실제 시스템에 많은 첨단 기술을 적용하여 많은 유명 브랜드의 UPS를 생산해 왔습니다.
UPS의 첨단 핵심기술에 대한 국내 연구는 주로 일부 유명 대학에 집중되어 있으며, 대부분은 실험단계에 머물러 실제 시스템에 적용하지 못하고 있다. 현재 국내 시장으로 볼 때, 국내 제조업체는 기본적으로 대규모 UPS를 생산할 수 없으며, 국내 대형 UPS 시장은 거의 대부분 외국 기업이 점유하고 있습니다. 중소형 UPS의 경우 국내 다수의 제조사가 생산할 수 있음에도 불구하고 제품의 신뢰성과 성능이 동종 외국 제품에 비해 현저히 뒤떨어진다. 전체 중소형 UPS 시장의 90% 이상을 외국 기업이 점유하고 있는 상황이다. .
2. UPS 핵심 기술에 대한 논의
UPS는 규격에 따라 30kVA 이상의 고전력 UPS, 5kVA 이하의 중전력 UPS, 5kVA 이하의 저전력 UPS로 구분됩니다. 그들의 다른 용량. 기술, 공정, 제조 등의 측면에서 대전력 UPS의 난이도도 중소전력 UPS를 능가합니다. 현재는 세계적으로 유명한 일부 기업만이 전력 분야의 최첨단 제품으로 설계 및 제조 역량을 보유하고 있습니다. 전자 산업에서는 전기 회사의 기술 수준을 나타내는 중요한 상징이 되었습니다. 고출력 UPS의 핵심 기술은 다음과 같습니다.
인버터 기술
인버터는 전체 UPS의 핵심입니다. UPS 인버터의 회로 구조에는 주로 다음과 같은 유형이 있습니다.
(1) 전력 주파수 기계의 인버터
이 인버터 구조의 장점은 사용자에게 다음과 같은 기능을 제공한다는 것입니다. 고조파 억제 기능을 갖춘 진정한 절연 전원 공급 장치를 제공하며 단상 부하의 과부하 용량을 향상시킬 수 있습니다. 단점은 출력 3상 전압이 서로 결합되어 독립적으로 제어할 수 없고 장치 크기가 크다는 것입니다.
(2) 고주파기용 인버터
고주파기용 인버터의 장점은 출력전압을 독립적으로 제어할 수 있고 장치의 크기가 작다는 점이다. 입력과 출력이 절연되지 않아 신뢰성과 안전성이 떨어지고 출력 전압에 특정 DC 구성 요소가 있다는 것입니다.
(3) 새로운 온라인 대화형 기술
이 인버터는 고주파 인버터의 장점과 단점을 모두 가지고 있습니다.
(4) 4암 변환 기술
이 기술은 출력되는 3상 전압을 독립적으로 제어할 수 있지만 제어 모델은 다면체 내에서 이동하는 기술입니다. 알고리즘이 복잡해요.
일반적으로 최근 몇 년 동안 인버터 토폴로지에는 큰 진전이 없었습니다. UPS 전체의 성능을 향상시키기 위해 UPS 인버터 제어 기술에 대한 연구가 집중되고 있습니다. 오늘날 인버터의 디지털 제어 방법은 AC 전원 공급 장치 분야의 연구 핫스팟이 되었습니다. 디지털 PID 제어, 상태 피드백 제어, 데드비트 제어, 반복 제어, 퍼지 제어, 신경망 제어 및 제어를 포함한 다양한 이산 제어 방법이 등장했습니다. 다른 방법. 위의 각 제어 방식에는 장점이 있지만 단점도 있습니다. UPS의 견고성, 정상 상태 정확도, 동적 응답 속도, 출력 전압 파형 왜곡률 등을 향상시키기 위해 다양한 방법이 서로 침투하고 결합하여 복합 제어를 형성하는 것이 불가피한 개발 추세입니다. 해결책. 복합제어는 UPS 인버터의 발전방향이다.
정류 기술
기존의 3상 고전력 UPS는 일반적으로 사이리스터 정류 기술을 사용하며, 고전력 부문에서는 12상 또는 심지어 24상 정류 기술이 일반적으로 사용됩니다. 사용된. 사이리스터 정류의 장점은 간단한 원리, 성숙한 제어 방법 및 고효율이지만 고조파 전류가 큽니다. 전력망에 대한 오염을 방지하기 위해 일반적으로 12펄스 정류의 입력 고조파 전류를 6% 미만으로 낮추는 필터 기술이 사용됩니다. 최근에는 대용량 완전제어 소자의 개발과 제어레벨의 향상으로 인해 IGBT를 이용한 고주파 정류 기술이 등장하고 있다. 이러한 회로 구조는 다양한 새로운 디지털 제어 방식을 지속적으로 사용할 수 있기 때문에 역률은 100% 이상에 도달할 수 있다. 0.99., 고조파 전류는 3% 미만이며, 진정한 친환경 전원 공급 장치이며 최근 몇 년간 연구의 핫스팟이 되었습니다. 정류 기술의 핫스팟은 주로 전압 3상 정류 기술과 전류 3상 정류 기술이라는 두 가지 솔루션에 중점을 둡니다.
병렬 기술
대규모 IDC, 공항 등과 같은 일부 특별한 경우에는 UPS 용량이 수 메가볼트 암페어에 도달해야 합니다. 전력 장치 및 방열 과정의 한계로 인해 UPS는 필요한 용량을 달성하기 위해 병렬로 연결되어야 합니다. 병렬 기술의 핵심은 각 병렬 부품의 전류 공유 문제입니다. UPS의 병렬 연결은 DC 전원 공급 장치의 일반적인 병렬 연결보다 훨씬 더 복잡합니다. 다음 세 가지 조건을 충족해야 합니다. (1) 각 인버터의 출력 전압 진폭이 동일해야 합니다. (2) 각 인버터의 출력전압의 주파수는 동일해야 합니다. (3) 인버터 출력전압의 위상은 일정해야 합니다.
병렬 연결 기술을 사용하여 내결함성을 갖춘 이중 전원 공급 시스템을 구성할 수 있습니다. 현재 이용 가능한 정보에 따르면 다음과 같은 중복 구성 방식이 있습니다. (1) 중앙 집중식 병렬 연결. (2) 슬레이브 병렬 제어. (3) 분산 제어. (4) 체인 제어. (5) 무선 제어. 이러한 병렬연결 방식 중 신뢰성 측면에서 보면 중앙집중식 제어가 최악이고 무선제어가 가장 좋습니다.
5. UPS의 최신 개발 동향
UPS의 지능과 네트워킹을 실현하기 위한 완전한 디지털 제어 수단을 사용하여 UPS가 효과적으로 요구 사항을 충족할 수 있도록 합니다. 다양한 부하 요구 사항(예: 비선형 부하, 3상 불균형 부하), 즉 인버터의 스위칭 주파수를 높이고 새로운 스위칭 장치를 적용하여 고효율을 달성하며 역률 보정 장치를 사용합니다. 고조파 저감을 통한 그린 UPS 구현 이중화 병렬 기술을 적용하여 UPS의 용량 및 신뢰성 향상, 즉 대용량 UPS의 단상 이중화를 구현합니다.
1. UPS의 지능화 및 네트워킹
컴퓨터 네트워크의 발전에 적응하기 위해 UPS에는 RS232 인터페이스, RS 485 인터페이스, SNMP 카드 및 모뎀이 장착되기 시작했습니다. 컴퓨터가 되기 위해서는 네트워크의 일부이며 다음과 같은 뛰어난 기능을 가지고 있습니다:
(1) 실시간 모니터링 기능
UPS 전원 공급 장치의 다양한 아날로그 매개변수를 모니터링합니다( 주전원 입력 전압, 전류 및 역률, 배터리 팩의 충전 및 방전 전압 및 충전 및 방전 전류, 인버터의 충전 및 방전 전압, 전류, 역률 및 파형 왜곡, 위상차 및 과도 전압 차이 인버터 전원 공급 장치 및 AC 바이패스 전원 공급 장치 및 기타 작동 매개변수)가 수행되어 실시간 고속 샘플링이 디지털 모니터링을 실현합니다. 마찬가지로 작동 상태(주 전원 공급 장치 및 AC 바이패스 전원 공급 장치의 입력 여부, 회로 차단기 켜짐 또는 꺼짐, 입력 퓨즈가 손상되지 않았는지, 배터리 팩)를 나타내는 UPS의 스위칭 값에 대해 단락 스위치 및 정적 스위치가 켜져 있고 단선 등) 실시간 모니터링을 위해.
(2) 자가 진단 및 자가 보호 기능
UPS는 실시간으로 수집되는 다양한 시뮬레이션 매개변수와 작동 상태 데이터 및 주요 하드웨어 장비의 데이터를 비교합니다. 시스템을 정상 값으로 분석하고 비교하여 UPS 전원 공급 장치에 숨겨진 문제가 있는지 확인하십시오. 결함이 있는 경우 해당 결함 정보 수준에 따라 제어판 디스플레이 화면의 친숙한 그래픽 인터페이스와 텍스트 프롬프트를 통해 경보가 울리거나 현장과 제어실에서 경보가 울립니다. 표시등과 경보음 또는 자동 전화를 통해 경찰에 신고하고 적절한 보호 조치를 취하십시오.
(3) 인간-기계 대화 제어 방법
대형 UPS 전원 공급 장치는 사용자에게 모니터 LCD 화면을 제공하여 작업 흐름과 매개변수 정보를 그래픽과 텍스트로 표시할 수 있습니다. 사용자가 조작할 수 있는 시각적 메뉴를 제공할 수 있습니다. 또한 도움말과 지속적인 프롬프트를 사용하여 사용자가 확립된 방식으로 오류를 처리하도록 안내하여 오작동을 효과적으로 방지합니다.
(4) 원격 제어 기능
UPS와 컴퓨터 네트워크가 통합되어 있으므로 UPS 전원 공급실에서 멀리 떨어진 컴퓨터 네트워크의 모든 관리 플랫폼에서 신원 확인 후, 네트워크 내 모든 UPS 전원 공급장치에 접근하는 다양한 데이터를 원격으로 제어할 수 있어 무인 전원 공급실을 구현합니다.
2. UPS의 디지털화
원래의 UPS는 아날로그 제어 방식을 채택했는데, 이는 다음과 같은 한계가 있었습니다. ① 회로 구조가 복잡하고 구성 요소의 차이가 많습니다. 장치 특성, 각 전원 공급 장치의 특성이 다릅니다. 차이점은 전원 공급 장치 일관성이 좋지 않다는 것입니다. ② 제어방식이 변경되면 하드웨어 제어보드도 수정해야 하므로 작업량이 많고 설계주기도 길어진다. ③하드웨어 회로의 한계로 인해 일부 고급 제어 방법은 아날로그 회로를 사용하여 구현하기 어렵거나 불가능합니다.
디지털 프로세서의 계산 속도가 지속적으로 향상됨에 따라 다양한 고급 제어 방법이 실현되어 UPS 설계의 유연성이 높아지고 설계 주기가 단축되며 성능이 크게 향상됩니다.
3. 고주파 UPS
UPS 인버터의 스위칭 주파수를 높이면 장치의 크기와 무게를 효과적으로 줄이고 변압기와 인덕터의 오디오 잡음을 제거할 수 있습니다. , 출력 전압의 동적 응답 기능을 향상시킵니다. UPS 입력단에 고주파 정류를 사용하면 역률은 높아지고 고조파 전류는 낮아져 UPS의 입력 특성이 향상됩니다. 고주파 절연을 사용하면 부피가 큰 전력 주파수 절연 변압기를 제거하여 장치의 크기와 무게를 더욱 줄일 수 있습니다.
4. UPS 병렬 연결 기술
오늘날 UPS 전원 공급 장치의 발전 추세는 고전력 및 고신뢰성입니다. 현재는 수천 kVA의 대규모 UPS를 생산할 수 있지만 고전력 요구 사항을 완벽하게 충족할 수 있습니다. 그러나 전체 시스템의 신뢰성은 전적으로 단일 전원 공급 장치에 의해 결정되며 어떠한 경우에도 높은 수준을 달성하는 것은 불가능합니다. 시스템의 신뢰성을 향상시키기 위해서는 중복 병렬 모드를 채택하는 것이 필요합니다. 따라서 최근 몇 년 동안 UPS 병렬 기술이 크게 발전했습니다.
UPS의 병렬 연결 기술은 다음과 같은 이점을 가져올 수 있습니다.
① 전원 공급 시스템의 용량을 유연하게 확장할 수 있습니다.
② 병렬 이중화 시스템을 구성하여 운영 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.
③ 단일 전원 공급 장치에 장애가 발생하면 핫 스와핑을 통해 쉽게 교체 및 수리할 수 있어 시스템 유지 관리성이 매우 높습니다.