UPS技术培训（初级）
艾默生网络能源产品部
培训目标
了解什么是UPS
能看懂、理解UPS宣传彩页
能向用户进行宣传性介绍和推广
了解UPS的市场竞争状态和对手基本信息
了解UPS的单机和并联的供电方案
能够提供通用UPS的配置和报价
能够为UPS配置合适的电池及电池柜（架）
培训内容
什么是UPS
艾默生UPS介绍
UPS市场竞争和我们的对手朋友
简单的UPS供电方案
UPS及电池系统的选择和配置、报价
为什么需要UPS
UPS是什么：
– UPS是交流不间断电源系统（Uninterruptible Power Supply）的简称。
不是美国包裹公司（United Parcel Service ，也简称UPS）
为什么需要UPS
– IT设备和重要负载需要交流不间断电力供应
– IT等精密设备需要纯净的电源
九种典型电源故障
频率波动 切换瞬变电子噪音
电源浪涌电源停电谐波失真
持续欠压 持续过压电压下陷
电源中断--给用户造成各种经济损失!
1，数据丢失，通信中断，商机延误......
—— 直接损失以每分钟5000-100000元计
2，设备停运，仪表失灵，手术中断......
—— 间接经济损失无法估量
为什么需要UPS
供电紧张损害用户的收益、效率
我国2002年开始全国范围的缺电，各地区依
靠限电、错峰等措施，解决严重的电力紧张问
题。
电力紧张，电网负荷过大，随时会出现突然
停电和掉电事故，严重影响生产和生活。
为什么需要UPS
为什么需要UPS
我们这里永远不停电，可是为什么还要UPS？
– 市电电网提供的电力供应，看上去正常，可是不可靠:表面正常的电力，
实际上危机四伏
• 随时会中断
• 各种各样的干扰：
– 瞬态尖峰、
– 过压、
– 欠压、
– 高频噪音、
– 频率突变、
– 谐波干扰
高频噪音
瞬态尖峰
带有振铃式瞬态干扰波
欠压（塌波）
过压（浪涌）
换相失真干扰
频率突变
电力中断
电源污染--严重影响精密设备安全和运行效率!
—— 造成莫名其妙“死机”、
网络传输误码率大增，数据传输
速度低下
瞬态尖峰、
过压 (浪涌)、
欠压、
—— 造成服务器、计算机、路由
器、磁盘阵列等设备硬件损坏
谐波污染
线间噪声
频率突变
为什么需要UPS
瞬态尖峰
过压
欠压（塌波）
高频噪音
谐波污染
频率突变
1、 不停电功能 解决电网停电问题
2、 净化功能 解决电网与电源污染问题
3、 管理功能 解决交流动力维护问题
4、 监控功能 解决UPS监控运行
问题
UPS的四大功能
为什么需要UPS
UPS的主要应用领域
大型大型IDC/EDCIDC/EDC机房机房
银行保险证券结算中心银行保险证券结算中心//各省分行数据中心各省分行数据中心
通信枢纽中心网管系统通信枢纽中心网管系统//计费系统计费系统
半导体生产线半导体生产线//液晶光电生产线液晶光电生产线
能源、冶金大型工业过程控制中心能源、冶金大型工业过程控制中心
电力电网调度中心电力电网调度中心
机场、空管、雷达系统机场、空管、雷达系统
轨道交通轨道交通//高速公路综合供配电系统高速公路综合供配电系统
广电数字转播广电数字转播//网络电视网络电视//直播卫星直播卫星//媒体媒体
政府、税务、教育、医疗、卫生和社保系统政府、税务、教育、医疗、卫生和社保系统
大型体育场馆及会议展览中心大型体育场馆及会议展览中心
UPS
利用电池化学能作为后备能量，在市电断电等电网故障
时，不间断地为用户设备提供（交流）电能的一种能量
转换装置。
用户设备
蓄电池
市电或发电机
UPS主机
UPS系统结构
UPS的正常工作方式
UPS系统结构
用户设备
蓄电池
市电或发电机 UPS主机
用户设备
蓄电池
市电或发电机 UPS主机
正常市电方式
电池方式
常见UPS产品种类
按工作原理划分 特点 应用场合
后备式UPS 逆变器在市电故障时才工作 家用或非关键设备
互动式UPS 逆变器在市电故障时才工作，增加调压功能 家用或非关键设备
Delta变换UPS 市电提供85％输出，逆变器提供15％ 非关键计算机设备
在线式UPS 逆变器总是提供100％输出 关键设备与数据中心等
按功率划分 容量 应用场合
小功率 <6KVA 办公、小型网络
中小功率 6~20KVA 局域网、小型网络
中大功率 20~60KVA 中型局域网、工业设备
大功率 >60KVA 大型网络、IDC、工业设备等
常见UPS产品种类
按供电体系划分 容量范围 特点
单相输入单相输出 <10KVA 单相220V输入，单相220V输出
三相输入单相输出 10~80KVA 三相380V输入，单相220V输出
三相输入三相输出 >20KVA 三相380V输入，三相380V输出
按电池位置划分 型号 特点
电池内置式UPS 标准机型 内置10分钟左右电池
电池外置式UPS 长延时机型 电池外置，后备时间自选
按有无隔离变压器划分 型号 特点
无隔离变压器 高频UPS 应用于中小容量UPS，体积小
有隔离变压器 工频UPS 适合于大容量UPS，体积大
市电正常时，它向负载提供的是抽头变压器稍加
稳压处理的“低质量”交流电，逆变器不工作，
蓄电池由独立的充电器充电。
当市电超出规定范围时，负载由继电器转为电池
逆变供电。
常见UPS产品种类:后备式UPS的基本原理
自动电压调节
输出电压
输入电压
充电器 逆变器
电池
工作原理 特点与应用
应用于～3KVa小容量UPS。
成本非常低。
市电/电池切换时间:<10ms
在正常工作时，逆变器不工作。
供电质量差，不能解决以下问
题：
高频噪音
瞬态尖峰
带有振铃式瞬态干扰波
欠压（塌波）
过压（浪涌）
换相失真干扰
频率突变
互动式有一个双向变换器，当需要进行变压器抽
头调整时，首先启动双向变换器处于逆变工作状
态，再进行抽头换接。待抽头换接完毕后，停止
双向变换器的逆变工作状态，进入电池充电整流
状态。
常见UPS产品种类:互动式UPS的基本原理
工作原理 特点与应用
应用于1～6KVa小容量UPS。
成本中等。
市电/电池切换时间:<10ms
增加了调压功能；在正常工作
时，逆变器不工作。
供电质量较差，不能解决以下
问题：
高频噪音
瞬态尖峰
带有振铃式瞬态干扰波
换相失真干扰
频率突变
常见UPS产品种类:Dalta 变换UPS的基本原理
Dalta变换式，市电正常时，85％能量有市电直
接提供，15％能量有一个逆变器提供，当市电异
常时，100％能量有电池提供。无法解决市电上
的谐波污染，比如：频率异常、浪涌、噪声等，
将直接输入到重要负载。
AC
DC
AC
DC
AC
AC
AC
AC
3 phase
input
3 phase
output
Main inverter
Delta inverter
Neutral Neutral
BatteryBattery
工作原理 特点与应用
应用于>10KVa UPS。
成本较高。
市电/电池切换时间:0
在正常工作时，逆变器仅提供
15％能量，市电提供85％能量。
故障率非常高，供电质量较差，
不能解决以下问题：
高频噪音
瞬态尖峰 带有振铃式瞬态干扰波
换相失真干扰
频率突变
不管电网电压是否正常，输出交流电
压都要经过逆变器，即逆变器始终处
于工作状态。
常见UPS产品种类:在线式UPS的基本原理
工作原理 特点与应用
应用于>1KVa UPS。
成本高。
市电/电池切换时间:0
在正常工作时，逆变器提供
100％能量。
供电质量高，提供不间断的纯
净的正弦波电源解决所有电源
问题。
常见UPS产品种类:不同UPS的比较
艾默生UPS系列－全球最全UPS家族
10
单机容量，KVA
20 60 80 200
Adapt
Adapt
NXr
Adapt PM
HipulseU 80/120/160/200/300/400KVA
800
单进单出UPS 三进单出UPS 三进三出UPS
1
1/
5/10/16/20KVA
16/20KVA
30/40/60/90/100/120/160/200KVA
30/60/90/120/150/180/210/240/270/300KVA
500/600/800KVAHipulseNXL
UL33 20/30/40/60KVA
APL
250/300/400/500KVA
艾默生UPS产品族
系列系列:: AdaptUHA1R AdaptUHA3R Adapt PM
容量容量:: 1/ 16/20kVA 30/60/90/120/150KVA
封装封装:: 机架式/塔式 机架式/塔式 模块化
输入输出输入输出:: 单/三进单出 三进单/三出 三进三出
电压登记电压登记:: 220 (L-N) 380/220 380/220
频率频率 : : 50Hz 50Hz 50Hz
•• 双变换双变换 / / 全数控全数控
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艾默生UPS产品族
系列系列:: NXr UL33 Hipulse U
容量容量:: 30/40/60/90/100/120/160/200kVA 20/30/40/60kVA 80/100/120/160/200/300/400KVA
封装封装:: 塔式 塔式 塔式
输入输出输入输出:: 三进三出 三进三出 三进三出
电压等级电压等级:: 380 380 380
频率频率 : : 50Hz 50Hz 50Hz
•• 双变换双变换 / / 全数控全数控
目录目录
单机工作供电方案
五种交流
不间断供电
方案分析
热备份串连供电方案
N＋1并机供电方案
双总线供电方案
模块并联供电方案
可靠性%
可靠性99. 999%
可靠性99. 99%
可靠性99. 9%
可靠性99%
可靠性低
可靠性高
分散供电，单机方案
•UPS解决方案中最简单的一种
•每一分散地点交流供电系统容量多为6KVA以下
•各点交流负载独立地由一台UPS提供动力保护
•市电通常就近采用插座输入
分散供电，单机方案
适合于小型网络、单独服务器、办公、仪表等应用场合
由UPS主机、电池系统组成
不需要专门的配电设计和工程施工，安装特别快捷
电池
市电输入插头
稳压输出
插座
1KVA～10KVa
可靠性99%
无冗余无备份
当市电停电后，电池耗尽，
负载将停机
或UPS故障，负载由不可靠的
旁路供电，随时中断
分组供电，热备份冗余方案
•按照不同业务，分别采用多组UPS分别给
负载供电
•同类业务的负载集中由一组UPS进行供电
•每一组UPS由一台主机和一台从机组成，
从机串接在主机旁路中。
分组供电，热备份冗余方案
自动交替运行
用户服务设备
用户服务设备
适合于中小型网络、服务器群、办公、仪表等应用场合
由UPS主机、UPS从机、电池系统、配电系统组成
交替运行，提高供电可靠性
配电设计和工程施工简单
6KVA～20KVa
可靠性%
热备份冗余
当市电停电后，电池耗尽，
负载由从机供电；
系统不能扩容；
系统切换时，从机UPS负载从
0－正常负载，存在切换危险
集中供电，模块并联供电方案
•全部交流负载集中供电，由1台
模块化并联UPS供电
•模块化UPS包括：机架、可并联功
率模块、可并联电池模块、充电模
块等
控制模块
输入
输出
功率模块 功率模块 功率模块 电池模块 电池模块
集中供电，模块并联供电方案
适合于中小型网络、服务器群、办公、仪表等应用场合
由机架、UPS功率模块、电池模块、配电系统组成
功率模块配置为N+1冗余，减少了MTTR
共用输入、输出、并联的电池系统、控制系统
小于20KVa应用场合
可靠性99%~%
并联模块数量>6时，可靠性低压单机可靠性(单机可靠
性99%)
10KVA以上模块不能热插拔，存在拉弧等危险。插拔时
需停机
模块冗余
共用输入系统、输出系统、控制系统、直流母线、蓄电池
组；
集中供电，N+1并机冗余方案
•全部交流负载集中供电，由各台
UPS平均分担
•各台UPS的旁路和输出分别并接
在一起
•主路可以采用不同的
输入交流电
集中供电，并机冗余方案
适合于中大型网络、数据中心、大楼集中供电、工业厂矿等应
用场合
由直接并机的N+1台UPS、电池模块、配电系统组成
系统N+1冗余，可靠性高于单机UPS
易于扩容，维护便捷
是应用最为广泛的方案
大于10KVa应用场合
可靠性%
UPS整机冗余
UPS整流器/逆变器/蓄电池等完
全冗余
存在输出单点问题
UPS UPS 单机和单机和并机系统都存在输出单点故障并机系统都存在输出单点故障
单机及并机存在共同的问题……
UPS UPS 单机和单机和并机系统都存在输出单点故障并机系统都存在输出单点故障
单机及并机存在共同的问题……
根据美国IDC公司的统计资料:
在UPS输出供电系统的故障中,各种故障出现的几率:
79%来源于UPS输出与负载之间的供电线路上的故障
（保险“烧毁”，断路器“跳闸”，负载“短路”，由
施工/老鼠咬所造成的“开路”故障等）
11%来源于UPS和电池组
其它故障占10%
79%的故障来源于UPS至负载的配电线路故障
双总线双总线交流供电解决方案交流供电解决方案（示意图）（示意图）
艾默生网络能源公司不间断电源双母线解决方案
LBS
ATS3
STS 1
负载柜1 负载柜2
双电源负载
旁路1 UPS
1-1
INT
UPS输入配电柜1
MSS1
UPS
1-2
UPS输出配电柜1
油机1 市电1
ATS1
单电源负载1
INT MSS2
旁路2
UPS
2-1
UPS
2-2
UPS输入配电柜2
UPS输出配电柜2
油机2
ATS2
市电2
STS 2
单电源负载2
电池
2-1
电池
2-2
电池
1-2
电池
1-1
UPS系统1
UPS系统2
为什么应用双总线方案为什么应用双总线方案
在线维护，在线扩容，在线升级
改善了重要总线的可用性
更大的灵活性 / 双输入计算机负载
7 / 24 / 365 运行目标
灵活的供电配电
容错
双总线供电不间断供电的目的:
消除可能出现在UPS输出端与最终用户负载端之间的“单点瓶颈”
故障隐患,以提高输出电源供电系统的“容错”功能。
适合于大型网络、重要的数据中心、电信/金融/电力/企业等关键大楼集中
供电、重点工业厂矿等应用场合
UPS
UPS
UPS
UPS
LBS
SPM
SPM
SPM
SPM
STS SPM
STS SPM
STS SPM
SPM
SPM
Transformer
SPM服务器电源管理系统
TVSS
TVSS
市电1
市电2
发电机 ATS1
Interlock
Interlock
Interlock
服
务
器
交
换
机
单输入负载
双
输
入
负
载
双母线整体解决方案双母线整体解决方案
用于数据中心等重要场合
可靠性业界最高，达%
总线冗余
输入总线、UPS整流器/逆变器/
蓄电池等、输出总线、输出配电
等完全冗余
不存在任何单点故障点
ATS1
发电机
