1、 毕业设计（论文）题目 在线式 UPS 电源设计 学生姓名 学 号 专 业 班 级 指导教师 评阅教师 完成日期 年 月 日三峡电力职业学院毕业设计（论文）课题任务书1（2012 应届毕业生）课题名称 在线式 UPS 电源设计学生姓名 院校 专业 班级指导老师指导人数一、设计任务1、UPS 电源的工作原理及应用2、额定输出容量的选择3、3kVA 在线式 UPS 电源故障维护4、在线式 UPS 电源的模块设计二、设计目的运用所学的专业里理论知识与实习实践知识结合起来综合应用，从而达到巩固、加深和扩大专业理论知识，同时培养严谨、科学、细致的求学精神，培养自我独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设
2、计的基本技能，学会在项目开发是如何搜集和查阅资料，使用开发工具、进行方案论证与设计、总结设计成果，撰写毕业论文等，为以后进入工作岗位奠定基础。三、设计（论文）成果要求：1、开题报告： 页 1000 字2、说 明 书： 页 8000 字（即毕业设计正文部分）3、图 纸： 页 1 张4、其 它：按要求提供图纸及论文全文电子文档毕业设计的封装次序（封面-设计任务书-开题报告-目录- 正文-图纸-附录）毕业设计论文原创性声明2本人郑重声明：本人呈交的毕业设计论文，是在指导老师指导下独立完成的研究成果。内容都是本人自己搜集和设计的，文中引用了他人的成果，但均做出了明确的标注或得到许可。本人如违反了上述声
3、明，愿按照学校规定的方式，担任一切后果。论文作者签名日 期 2011.11.53开 题 报 告题 目 在线式 UPS电源设计 学生姓名： 学 号： 专 业： 班 级： 指导教师： 教学单位： 开题报告4一 论文名称：在线式 UPS 电源设计二 课题来源： 三峡电力职业学院新能源工程学院魏老师下达了在线式 UPS电源设计的毕业设计任务，主要是给电力网配置完善的继电保护装置，通过自己的设计和研究，加深对电力系统继电保护这本书知识的理解，加强对输电线路故障的分析、计算、整定、校验的能力，巩固和提高学生所学过的一些理论及其专业知识，并予以适当的深化和扩展。三 研究目的及意义： UPS 即不间断电源系统
4、（uninterruptiable power supply system）,所谓不间断，是指在市电品质超出用电设备的范围后（电压过高，电压过低或停电，频率严重超高或超低） ，设备仍然可以从 UPS 获得高品质电源。UPS 主要运用在不能停电的场合，如金融系统、证券、电信、广电，铁路，医院，化工等等行业。随着社会发展，越是信息化、现代化，就越依赖于电力。一旦中断供电，将会造成重大的经济损失。 四 UPS 国内外现状及发展趋势： 在国内，UPS 市场需求正以每年以 10%的速度增长。近年爆发了前所未有的大面积电荒，全国有 24 个省市自治区拉闸限电。北京、广州、上海、四川以及江西等地再度遭遇严重
5、电荒。主要在华北、东北和华东地区，这对于（不间断电源）市场，无疑是个重大机会，UPS 市场受到了前所未有的关注。另外，十一五规划重点项目，西部大开发重点项目和东北老工业基地的振兴，都给 UPS 市场注入了新鲜的血液。结合中国的特点，UPS 小型机将成为市场争夺热点 。在国外，随着科技的不断发展，人们提出了更高要求的同时，也提出了电力保障和消防安全问题。随之出现一个新型名词EUPS,但 EUPS 的起步较 UPS 要晚，对其认识的程度还不够，但 EUPS 所带负载类型的复杂性和环境的相对固定性，针对不同场合、不同负载，可对 EUPS 功能做得更贴近现实应用。 随着社会的进步和发展，环境要求的不断
6、提高，消防意识也越来越被人们重视。EUPS 以其特有的优越性将被人们认识和采用,将为整个社会的安全提供更有力的保障。将来的 UPS 技术将会被 EUPS 应急技术所替代（欧盟） 。五 研究内容：1：UPS 电源的工作原理及应用2：UPS 电源额定输出容量的选择3：3kVA 在线式 UPS 电源故障维护4：在线式 UPS 电源的模块设计目 录5目 录 5摘 要 7第一章 UPS 电源的工作原理及应用 81.1 UPS 的简介 81.1.1 什么是 UPS 81.1.2 为什么要用 UPS 81.1.3 电源（UPS）种类 101.2.1 UPS 电源系统 111.2.2 电源工作原理 121.2
7、.3 控制驱动 121.2.4 电源工作过程 12第二章 UPS 电源额定输出容量的选择 132.1 UPS 的额定容量 132.2 如何选择 UPS 电源容量 13第三章 3kVA 在线式 UPS 电源故障维护 143.1 UPS 电源系统开、关机 143.1.1 第一次开机 143.1.2 日常开机 143.1.3 关机 153.2 UPS 电源系统使用注意事项 153.2.1 UPS 电源主机对温度的要求 153.2.2 主机参数设置 153.2.3 自行供电操作 153.2.4 功率余量 153.2.5 电机输出应满足 UPS 对输入的要求 163.2.6 防电措施 163.2.7 电
8、池组高电压 163.2.8 防止短路 163.2.9 避免大电流充放电 163.3 日常维护与检修 163.3.1 一般维护 163.3.2 电池维护检修 173.3.3 出现故障现查明原因 1763.3.4 击穿，断保险 173.3.5 电压反极，压降大，压差大现象 173.4 UPS 在企业中的管理和维修 183.4.1 系统组成 183.4.2 系统主要功能 193.4.3 系统应用注意事项 19第四章 在线式 UPS 电源的模块设计 194.1 模块化 UPS 电源 204.1.1 什么是模块化 UPS 电源 204.1.2 模块化 UPS 电源的三大优势 204.1.3 模块化 UP
9、S 电源解决方案 204.1.4 模 块 化 UPS 与 常 规 UPS 的 区 别 224.1.5 模 块 式 UPS 使 供 电 系 统 实 现 随 需 应 变 224.2 在线式 UPS 电源的模块设计 234.2.1 如何设计 UPS 电源系统 234.2.2 UPS 额定输出容量的选择 244.2.3 计算蓄电池的工作时间 244.2.4 配线选择 244.2.5 选择品牌 254.2.6 UPS 系统维护白皮书 25结 论 27致谢 28参 考 文 献 297摘 要UPS 是 Uninterruptible Power Supply 的缩写，在电源发生故障时，UPS能够给计算机继续
10、供电。连接在计算机和电源之间以保证电流不受干扰的设备。UPS 设备使用电池保持计算机在断电之后仍能正常运行一段时间。UPS 设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。不间断电源(UPS)，在停电时，为计算机或其它设备继续提供电源。UPS 可以是下面的一种：电池系统。旋转 UPS，它利用一个大飞轮的惯性来为计算机提供短暂电源。运行 AC 发电机的内燃马达。UPS 设备有两种类型：联机和旁置。旁置设备只在电源没电时才启动。因此，它必须有可在 5 微秒内启动它做后援电源的电路。联机设备固定地为计算机提供电源。由于这一特点，它不需要在没电时才打开。如果外面的电源坏了，这个部件内的电池还继续向计算机提供电
11、力。虽然联机 UPS 是最好的选择，但比旁置 UPS 要昂贵得多。然而由于联机部件对计算机提供恒定的电力，所以这种电力总是稳定的。当购买电池后援系统时，需要对下面设备有些了解：这个 UPS 电池可以提供电力的时间。当 UPS 是在后缓电力操作时，UPS 是否向服务器提供警告系统。这个 UPS 有无消除外来瞬变嗓音的电力调节功能。电池的寿命和它随着时间如何降级。电池不再提供后援电力时，这个设备能否警告你。这些电池是否可换。还需知道准备安装 UPS 的设备电力需求情况。对于服务器，可能安装CPU(和其它附加设备)、监视器、外部路由器、集线器和布线中心。可以通过查看这些设备的后板来发现它们的电力需求
12、。UPS 的性能主要用伏安(VA)来衡量，它是指线路的电压乘以电流(安培)。需要把所有连接到这个 UPS 的设备的电力需求加在一起，然后购买一个可以处理负载的 UPS。首先查得这个设备后板上的安培数，并乘以电压值(在美国通常是 120 伏特)，然后将每个设备的这个数字加在一起，并选择一个合适的 UPS。连接到文件服务器的 UPS 通常需要一条附加电缆，当 UPS 在后缓电力工作时，通过这条电缆警告文件服务器。然后，服务器就必须在一定时间内进行下载过程。这个监督器电缆的一端需要有一个立体声插头(为插进旁边的 UPS 监督器板或一个非 PS/2 文件服务器的 SS 键卡)或一个 4 针鼠标插头(为
13、插入一个PS/2 文件服务器的鼠标端口)。这个监督器电缆的另一端需要具有选择的特定UPS 所需类型的连接器。关键字；UPS 电源 容量 模块化8第一章 UPS 电源的工作原理及应用1.1 UPS 的简介1.1.1 什么是 UPSUPS（Uninterruptible Power System），即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的 UPS 就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断( 事故停电 )时,
14、 UPS 立即将机内电池的电能,通过逆变转换的方法向负载继续供应 220V 交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS 作为保护性的电源设备，它的性能参数具有重要意义，应是我们选购时的考虑重点。市电电压输入范围宽，则表明对市电的利用能力强（减少电池放电）。输出电压、频率范围小，则表明对市电调整能力强，输出稳定。波形畸变率用以衡量输出电压波形的稳定性,而电压稳定度则说明当 UPS 突然由零负载加到满负载时，输出电压的稳定性。还有 UPS 效率、功率因数、转换时间等都是表征 UPS 性能的重要参数，决定了对负载的保护能力和对市电的利用率。性能越好，保护能力也越强，总的来说，离线式
15、 UPS 对负载的保护最差，在线互动式略优之，在线式则几乎可以解决所有的常见电力问题。当然成本也随着性能的增强而上升。因此用户在选购 UPS 时，应根据负载对电力的要求程度及负载的重要性不同, 而选取不同类型的 UPS。1.1.2 为什么要用 UPS有一个常见的错误概念，认为我们使用的市电，除了偶尔发生的断电事故，是连续而且恒定的，其实不然。市电系统作为公共电网，上面连接了成千上万各种各样的负载，其中一些较大的感性、容性、开关电源等负载不仅从电网中获得电能，还会反过来对电网本身造成影响，恶化电网或局部电网的供电品质，造成市电电压波形畸变或频率漂移。另外意外的自然和人为事故，如地震、雷击、输变电
16、系统断路或短路，都会危害电力的正常供应，从而影响负载的正常工作。根据电力专家的测试，电网中经常发生并且对电脑和精密仪器产生干扰或破坏的问题主要有以下几种： （1）、电涌（ power surges）：9指输出电压有效值高于额定值 110%，而且持续时间达一个或数个周期。电涌主要是由于在电网上连接的大型电气设备关机时，电网因突然卸载而产生的高压。（2）、高压尖脉冲（ high voltage spikes）：指峰值达 6000v，持续时间从万分之一秒至二分之一周期（10ms）的电压。这主要由于雷击、电弧放电、静态放电或大型电气设备的开关操作而产生。（3）、暂态过电压 tching transie
17、nts）：指峰值电压高达 20000V，但持续时间界于百万分之一秒至万分之一秒的脉冲电压。其主要原因及可能造成的破坏类似于高压尖脉冲，只是在解决方法上会有区别。（4）、电压下陷（ power sags）：指市电电压有效值介于额定值的 80%至 85%之间的低压状态，并且持续时间达一个到数个周期。大型设备开机，大型电动机启动，或大型电力变压器接入都可能造成这种问题。（5）、电线噪声（ electrical line noise）：系指射频干扰(RFI)和电磁干扰（ EFI）以及其它各种高频干扰。马达的运行、继电器的动作、马达控制器的工作、广播发射、微波辐射、以及电气风暴等，都会引起线噪声干扰。（
18、6）、频率偏移（ frequency variation）：系指市电频率的变化超过 3Hz 以上。这主要由应急发电机的不稳定运行，或由频率不稳定的电源供电所致。（7）、持续低电压（ brownout）：指市电电压有效值低于额定值，并且持续较长时间。其产生原因包括：大型设备启动和应用、主电力线切换、启动大型电动机、线路过载。（8）、市电中断（ power fai1）：指市电中断并且持续至少两个周期到数小时的情况。其产生原因有：线路上的断路器跳闸、市电供应中断、电网故障。对于电脑来说，显示器及主机工作都需要正常的电力供应。尤其是内存，对电源的要求更高。它是一种依赖电能的存储设备，需要不断的刷新动作
19、来保持存储内容。一旦断电，所保存的内容立即消失。如果非正常断电，导致内存中的信息来不及保存到硬盘等存储设备上，就会造成信息因完全丢失或变得不完整而失去价值，从而浪费大量的工作精力、时间、甚至造成巨大的经济损失。而UNIX 这样的操作系统，如果不正常关机，内存中的系统信息没有回写到硬盘上，还可能造成系统崩溃，无法再次启动。此外，电脑中的硬盘，虽然应用的是磁存储介质，不会因断电而损失信息，但突然的电力故障会使正在进行读写工作的硬盘物理磁头损坏，或者系统文件在维护文件系统时，造成文件分配表错误，从而造成整个硬盘的报废。另外，现在的操作系统大都能设置虚拟内存，由于突然的断电，使系统来不及取消虚拟内存，从而造成硬盘中的“信息碎片”，不仅浪费了硬盘存储空间，还会导致机器运行缓慢。电脑电源是一种整流电源，过高的电压可能会造成整流器烧毁。而电压尖脉冲和暂态过电压以及电源杂讯等干扰都可能通过整流器进入主机板，影响机器的正常工作，甚至烧毁主机线路。总之，电力问题是计算机工作的重大威胁。但是随着计算机和网络应用的日益重要和广泛，安全可靠的电源已是网络设计和管理人员不得不认真面对的
