Bài thuyết trình: Tìm hiểu thiết bị cấp nguồn UPS

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:28

Thêm vào BST

Báo xấu

27
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài thuyết trình "Tìm hiểu thiết bị cấp nguồn UPS" trình bày tổng quan về thiết bị cấp nguồn UPS; Phân loại UPS; Ứng dụng UPS; Nguyên lý hoạt động UPS; Cấu trúc UPS;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết tại đây nhé!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài thuyết trình: Tìm hiểu thiết bị cấp nguồn UPS

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : HOÀNG ANH NHÓM THỰC HIỆN : NHÓM 2
1 Lê Toản 6 Lê Văn Tứ 2 Đỗ Tiến Đức 7 Kim Ngọc Tùng 3 Phạm Việt Hoàng 8 Nguyễn Văn Long 4 Lê Hoàng Hải 9 Đào Xuân Duy 5 Đào Đức Thắng 10
Phần Phần Nguyên lý hoạt Giới thiệu chung 01 02 động Phần Phần Phân loại UPS Cấu trúc UPS 03 04 Phần Phần Ứng dụng UPS Tìm hiểu thêm 05 06 3
GIỚI THIỆU CHUNG
Định nghĩa UPS (Uninterruptible power supply) ▪ Là thiết bị điện cung cấp nguồn điện khẩn cấp cho tải khi tải khi nguồn điện đầu vào hoặc nguồn điện lưới bị lỗi. ▪ Cung cấp khả năng bảo vệ gần như tức thời khỏi sự cố ngắt nguồn điện đầu vào, cung cấp năng lượng được tích trữ trong pin, siêu tụ điện hoặc bánh đà. ▪ Thời gian sử dụng pin tương đối ngắn ( chỉ vài phút). ▪ Có các kích thước đa dạng từ các thiết bị thiết kế để bảo vệ một máy tính đơn lẻ đến các thiết bị lớn cung cấp năng lượng cho toàn bộ trung tâm dữ liệu hoặc tòa nhà.
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Nguyên lý hoạt động của UPS ▪ Chuyển điện từ ắc quy sang thành nguồn điện cung cấp cho tải khi nguồn điện cung cấp cho tải bị xảy ra sự cố hoặc bị mất. ▪ UPS nhìn chung được thiết kế theo 3 chế độ: Normal, battery, bypass và tùy thuộc vào điều kiện sử dụng mà UPS sẽ tự động sử dụng 1 trong 3 chế độ này để cung cấp nguồn tạm thời cho tải. ▪ Ngoài ra UPS còn hoạt động theo nguyên lý: + Tích trữ năng lượng bằng ắc quy : Là nền tảng của nguyên lý UPS. Mỗi UPS thường có 2 chiếc ắc quy mắc nối tiếp với công suất khác nhau. + Chuyển điện từ ắc quy thành nguồn điện dân dụng: Sử dụng bộ chuyển đổi DAC ( DC-AC Converter) có nhiệm vụ biến đổi dòng 1 chiều sang xoay chiều.
Một số DAC 12V có mặt trên thị trường hiện nay Square wave Inverter Modified sine wave Inverter ( True sine wave (Inverter dạng sóng vuông) dạng mô phỏng sine ) (dạng sin chuẩn ) Là bộ kích điện đơn giản và rẻ Đây là cho ra dạng sóng sine tiền nhất có tần số 50, 60 Hz chuẩn như sine thật, có thể hòa vào lưới điện quốc gia. Nếu dung thiết bị lâu dài sẽ làm hỏng các thiết bị điện gia dụng Bất lợi của dạng này là tiêu hao trong gia đình năng lượng cho dây tải Nó có nguồn gốc là sóng dạng vuông nhưng thiết bị sẽ điều chỉnh sang giống dạng sine.Nó được dùng cho tất cả các thiết bị xoay chiều trong gia đình ổn định .
PHÂN LOẠI UPS
UPS tĩnh UPS quay UPS gián tiếp(off-line) UPS trực tiếp (on- 04 line) 10
1. UPS Tĩnh Sử dụng bộ biến đổi điện tử công suất làm chức năng chỉnh lưu và nạp ắc quy để tích trữ điện năng khi làm việc bình thường. Khi sự cố bộ nghịch lưu làm nhiệm vụ biến đổi điện năng một chiều tích lũy trong tụ điện thành điện năng xoay chiều cung cấp cho các tải ưu tiên (hình 21.3) ❑ Tổng quan: ▪ Giới hạn dòng điện vận hành tối đa cho phép có thể lên tới 2,33 𝐼𝑛 . ▪ Cách ly về điện, khi cần dùng một máy biến áp cách ly. ▪ Bảo dưỡng, vận hành đơn giản, làm việc chắc chắn. ▪ Khả năng đáp ứng nhanh do sử dụng thiết bị vi điều khiển. ▪ Trọng lượng kích thước nhỏ gọn. ▪ Biên độ điện áp được điều chỉnh trong phạm vi ± 0,5% hoặc ± 1%. ▪ Thời gian điều chỉnh nhanh (ms).
2. UPS quay. Sử dụng máy điện làm chức năng nghịch lưu (hình 21.4) ❑Tổng quan: ▪ Dòng ngắn mạch của máy phát điện không cao (khoảng 10.𝐼𝑛 ). ▪ Hệ thống phụ tải cách ly với nguồn. ▪ Trở kháng ra của hệ thống thấp. ▪ Cần bảo dưỡng kiểm tra thường xuyên.
3. UPS gián tiếp(off-line). ▪ Trong UPS gián tiếp bộ nghịch lưu được nối song song với hệ thống cung cấp nguồn dự phòng. Khi vận hành bình thường nguồn cấp điện trực tiếp cho tải qua bộ lọc F mà không qua bộ nghịch lưu (hình 21.5) ▪ Khi xảy ra sự cố ở hệ thống cung cấp, hoặc điện áp hệ thống nằm ngoài giới hạn cho phép , tải sẽ được cấp từ bộ nghịch lưu sau một thời gian chuyển đổi rất ngắn, cỡ 10 ms. Khi điện áp hệ thống được phục hồi tải sẽ tự động chuyển về nguồn cung cấp. ▪ Sơ đồ này có ưu điểm vừa giải quyết được nguồn ổn định cung cấp cho tải vừa có giá thành phù hợp. ▪ Tuy nhiên việc chuyển đổi vẫn cần 1 khoảng thời gian không đáp ứng được các tải nhạy cảm như máy tính, tổng đài điện thoại… Sơ đồ này chỉ được sử dụng với công suất nhỏ, dưới 2kVA.
3. UPS gián tiếp(off-line). ■UPS offline với công nghệ Line interactive ▪ Khắc phục nhược điểm của loại UPS offline thông thường là loại UPS offline công nghệ Line interactive. Do sự tích cực hơn trong nguyên lý hoạt động nên chúng lại có giá thành cao hơn so với loại UPS offline thông thường. ▪ Ở đây, theo hình ngay phía trên, ta dễ nhận thấy rằng nhánh cung cấp điện trực tiếp cho thiết bị tiêu thụ được thông qua một biến áp tự ngẫu. Ta có các trường hợp sau: ✓ Trong trường hợp điện áp cấp vào UPS bình thường, có nghĩa là chúng xấp xỉ thông số đầu ra ở lưới điện địa phương của bạn thì mạch UPS hoạt động như khung hình phía trên-bên trái. có nghĩa rằng biến áp tự ngẫu lúc này có số vòng dây sơ cấp bằng thứ cấp, do đó không có sự can Ta thấy rằng loại UPS offline thiệp nào vào điện áp đầu ra - và UPS hoạt động giống như loại UPS theo công nghệ line offline thông thường. interactive này tiến bộ hơn ✓ Trong trường hợp điện áp của lưới thấp hơn so với điện áp chuẩn, biến áp tự ngẫu sẽ chuyển mạch sang một nấc khác, làm cho điện áp đầu ra loại UPS offline truyền đảm bảo đúng thông số yêu cầu. Trong trường hợp điện áp của lưới điện thống: Chúng có thể ổn cao hơn so với thông số chuẩn thì trường hợp này cũng vậy. định điện áp so với việc ✓ Trong trường hợp mất điện lưới UPS offline công nghệ Line interactive sẽ chuyển các mạch giống như loại UPS thông thường: tức là chúng ngắt không có một chút chức nhánh đi qua biến áp tự ngẫu và chuyển sang sử dụng nhánh ắc quy với năng ổn áp nào của loại inverter. offline truyền thống như đã nói ở trên.
4. UPS trực tiếp(on-line) ▪ Trong UPS trực tiếp bộ nghịch lưu được chèn vào giữa hệ thống cung cấp và tải (hình 21.6). ▪ Toàn bộ điện năng cung cấp cho tải phải qua bộ nghịch lưu do đó việc cung cấp điện đảm bảo liên tục, chất lượng điện năng về điện áp, dạng sóng, tần số là do bộ nghịch lưu quyết định mà không phụ thuộc vào nguồn cung cấp. ▪ Hệ thống còn có bộ chuyển đổi mạch tĩnh đảm bảo cung cấp điện trong trường hợp cần bảo dưỡng sửa chữa bộ chỉnh lưu- nghịch lưu và ắc quy. ▪ Sơ đồ này đảm bảo chất lượng điện áp và độ tin cậy cung cấp điện cao nhưng giá thành cao và được ứng dụng với công suất trung bình và lớn, trên 40 kVA.
CẤU TRÚC CỦA UPS
1. Các thành phần chính của UPS. ❑Đường dây vào. Có hai đường vào độc lập từ hệ thống cung cấp: - HTCC1: đường vào bình thường cung cấp cho chỉnh lưu-nạp. - HTCC2: cung cấp cho chuyển mạch tĩnh (theo by-pass). ❑Bộ chỉnh lưu nạp (1) Biến đổi điện áp xoay chiều thành một chiều để : - Cung cấp cho bộ nghịch lưu. - Nạp thường xuyên cho Ắcquy. ❑Bộ Ắc quy (2) Dự trữ điện năng để cấp điện cho bộ nghịch lưu nếu : - Hệ thống cung cấp mất điện. - Sự cố làm giảm chất lượng điện áp cung cấp.
1. Các thành phần chính của UPS. ❑ Bộ nghịch lưu (3). Nghịch lưu điện áp một chiều từ bộ chỉnh lưu hoặc từ ắc quy thành điện áp xoay chiều ba pha với sai số cho phép. ❑ Đường song song với chuyển mạch tĩnh (4). Chuyển đổi tải của UPS từ bộ nghịch lưu sang hệ thống cung cấp 2 mà không làm gián đoạn cung cấp điện cho tải. ❑ Đường cung cấp đóng cắt bằng tay (5). Sử dụng công tắc đóng-mở bằng tay để cấp điện cho tải theo hệ thống cung cấp 2 khi yêu cầu bảo dưỡng. ❑ Máy biến áp cách ly (6) . Dùng mục đích cách ly tải với hệ thống cung cấp 2, nó thường được sử dụng khi hệ thống nối đất đầu vào và đầu ra UPS khác nhau. ❑ Chuyển mạch bằng tay, thiết bị đóng cắt ắc quy (7), (8), (9), (10). Dùng để cách ly các bộ phận trong quá trình bảo dưỡng.
2. Các thông số cơ bản của UPS Cấu hình hệ thống Có thể dùng 1 pha hoặc 3 pha Điện áp danh định 220 VAC (mặc định) Điện áp định danh 380/ 220 VAC Mức ổn định điện áp ± 2% Dạng sóng Số pha 1 pha với dây 3 pha với dây Dạng sóng Sóng Sine thật trung tính và trung tính và Độ méo dạng điện áp Tải tuyến tính ≤ 3% dây tiếp đất dây tiếp đất Tải không tuyến ≤ 6% Hoạt động ở dải điện áp 118 ̴ 300 VAC 204 ̴ 520 tính VAC Tần số Chế độ tự cấp 50/ 60Hz ± Dòng điện hiệu dụng 16 ̴ 96A 5.3 ̴ 32A điện bằng ắc quy 0.2Hz danh định (không tính (không tính Chế độ lưới điện Giống tấn số dòng nạp) dòng nạp) ngõ vào Dòng điện hiệu dụng tối 22 ̴ 132A 7.3 ̴ 44A Khả năng chịu đựng quá Ở chế độ điện lưới đa (không tính (không tính tải Ở chế độ tự cấp điện bằng ắc dòng nạp) dòng nạp) quy Tần số danh định 50Hz/ 60Hz Điện lưới có hư hỏng 0 mili giây Hoạt động ở dải tần số 46 ̴ 54Hz hoặc 56 ̴ 64Hz Chuyển từ chế độ điện lưới 0 mili giây Hiệu suất >0.98 trực tiếp sang chế độ làm Cơ chế bảo vệ Ngắt điện tự động 175 Amp việc bình thường và ngược Kết nối lưới điện Hộp đấu dây lại Tự động chuyển chế độ Tự động chuyển về chế độ làm Công suất định mức 4 ̴ 24kVA / 2.8 ̴ 16.8kW làm việc việc bình thường sau khi hết tình Hệ số công suất 0.65 đến 1 trạng quá tải
2. Các thông số cơ bản của UPS ❑Một số thông số khác - Hệ thống cung cấp thông thường : 400 V ± 10%, 50 Hz ± 5%, ba pha. - Bộ chỉnh lưu nạp: Điện áp nạp, Dòng điện nạp(𝐼𝑐ℎ𝑎𝑟𝑔𝑒 ) , Dòng điện vào Acquy thường xuyên(𝐼𝑓𝑙𝑜𝑎𝑡𝑖𝑛𝑔). VD: GALAXY 400 kVA, thời gian lưu 10 phút có dòng điện 𝐼𝑓𝑙𝑜𝑎𝑡𝑖𝑛𝑔= 647 A, 𝐼𝑐ℎ𝑎𝑟𝑔𝑒 = 753 A. - Acquy: Dung lượng, Điện áp, Điện áp cắt, Dung lượng dự trữ RC, Dòng khởi động nguội CCA,… - Bộ nghịch lưu: Công suất định mức, Dòng điện định mức. VD: GALAXY 200 kVA, công suất tác dụng định mức là: 𝑃𝑛 = 𝑃. 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 200* 0,8= 160 kW 𝑃𝑛 160.103 Dòng điện định mức là dòng điện ứng với công suất định mức: 𝐼𝑛 = = = 231,2 A 3.𝑈𝑛 3.400 - Sai số cho phép với điện áp: Sai số biên độ thông thường ± 0,5% hoặc ± 1%, sai số tần số ± 1%.