1.1 简介
本系列UPS 系统是连接在输入电源和负载之间，为重要负载提供不受电网干扰、稳压、稳频的电力供应的电源设备，在市电掉电后，UPS可将电池能量逆变给负载，继续提供一段时间供电。本系列UPS采用带输出隔离变压器的高频双变换结构和先进的全数字控制技术，输出稳定、洁净、不间断的电源，具有完备的网络管理功能。
1.2 基本组成
系列UPS系统主要包括由整流模块（REC）和逆变模块（INV）组成的AC-DC-AC 变换主回路、由反向并联的可控硅组成的旁静态开关、维修旁路空开Q3、输出隔离变压器和逆变静态开关、蓄电池组以及输入Q1/输出空开Q4等。
系统组成如图1-1所示，其中，空气开关Q1控制主路交流电源输入，整流模块将交流电源变成直流电源，逆变模块进行DC/AC变换，将整流模块和蓄电池提供的直流电源变换成交流电源，经过隔离变压器输出。蓄电池组在交流输入停电时通过逆变向负载供电。输入电源也可以通过旁路静态开关从旁路回路向负载供电。另外，要求对负载不间断供电而对UPS内部进行维修时，可使用维修旁路开关Q3。
1.当干接点接口Pin4、Pin10接收到一个3～10s的高电平(小于3s或者大于10s的信号均为无效信号)，执行开机、关机动作。
2.在市电模式下，该关机信号无效。
接口脚位说明：
1.3 工作原理
本系列UPS系统主电路如图1-2所示。
主路输入电源从空气开关Q1输入，经自耦变压器降压，进入可控硅6脉冲整流单元，将三相交流电变换为稳定的直流电源，整流器同时具有充电器的功能；该部分电路采用软启动和DSP实时处理的全数字控制技术，提高了系统的抗冲击能力和直流母线电压的稳定性，可减小蓄电池充电纹波，延长蓄电池的寿命。
蓄电池通过接触器与直流母线并联接通，蓄电池通过直流滤波电路向逆变器提供直流电源。
逆变器采用DSP实时处理全数字控制技术，通过PWM调制全桥式IGBT功率开关器件、把直流母线电源变换成单相交流。输出经过隔离变压器，静态开关、空气开关等功能单元，实现负载端与输入侧的隔离。
旁路输入电源从空气开关Q2输入，通过旁路静态开关的控制后输出。
DSP和单片MCU组成全数字控制系统，为本机强大的功能提供了可靠保证。通过控制旁路静态开关和逆变器输出静态开关的通断状态可实现多种工作模式的切换，也为个性化的多种通信接口和管理软件提供了可能。
1.4 结构布局
如图1-3、1-4所示，本系列UPS系统主要有整流模块、逆变模块、监控系统、防雷系统、风扇制冷系统、输入输出隔离系统等组成。
1.5 工作模式
正常工作模式
在主路市电正常时，UPS一方面通过整流器，逆变器给负载提供高品质交流电源；另一方面通过整流器为电池充电，将能量储存在电池中。原框图见图所示。
电池工作模式
当主路市电异常时，系统自动无间断地切换到电池工作模式，由电池通过逆变器输出交流电给负载供电。市电恢复后系统自动无间断地恢复到正常工作模式。原理框见图所示。
旁路工作模式
旁路工作方式有两种，一种能自动恢复到正常工作模式；另一种需要人工干预才能回到正常工作模式。
在逆变器过载延时时间到、逆变器受大负载冲击等情况下，系统自动无间断切换到旁路电源向负载供电。过载消除后，系统自动恢复正常供电方式。
当用户关机，或主路市电异常且电池储能耗尽，或发生严重故障等情况下，逆变器关闭，系统会切换并停留在旁路工作模式。此后若需要恢复到正常工作模式，则需要用户重新开机。原理框图见图所示。
ECO 工作模式（选项）
如果负载对电源的质量要求不是很高，而对系统的效率要求较高时，可通过设置让系统工作在“ECO工作模式”。这种模式下，旁路电源正常时系统通过静态旁路给负载供电，主路通过整流器给电池充电；当旁路电源断电或超出允许范围时，UPS会自动将负载切换到由主路或电池逆变器供电。当旁路电源恢复正常后（在允许范围内），系统会自动地切换回到旁路供电，从而大大提高了系统的效率。原框图见图所示。
备注：
1. 20kVA ECO模式的切换时间小于25ms；
2. 30-40kVA ECO模式的切换时间小于8ms。
维修工作模式
对UPS系统及电池进行全面检修或设备故障维修时，可以通过闭合维修开关Q3，将负载转向维修旁路直接供电，以实现对负载不停电维护。维修时需要断开UPS内部的主路输入开关Q1、旁路输入开关Q2和电池输入开关B1以及输出开关Q4，实现UPS内部不带电而对负载仍然维持供电的维修工作模式。原理框图见图所示。
多种电源输入方式
UPS系统主路输入和旁路输入可以是同一路电源也可以是两路不同的电源。输入连接方式见图所示。
1.6 基本功能
【电池管理功能】本系列具有先进的电池管理功能，主要包括UPS系统能设置电池节数、最大充电电流值两项参数。
【定时开关机功能】本系列UPS系统具有定时开机和关机功能，设置参数的循环周期从单次到每天都具备，让UPS电源更人性化的被广大用户使用。
【输出电压、频率可调功能】本系列UPS系统的输出电压和频率都可设置，输出电压的可设参数值多达5种，输出频率可设置为50Hz或60Hz，能满足广大用户的各种需求。
【告警和保护功能】 本系列UPS系统具有多种告警方式，可通过声、光、LCD、输入输出节点以及网络传输方式对当前发生的告警进行及时、准确和详细的提示，在提高系统可靠性的同时，帮助维护人员准确地定位及排除故障。
【冷启动功能】本系列UPS系统在没有交流电源输入但蓄电池组一直并联在直流母线的情况下，可直接启动UPS。
【市电恢复自启动功能】市电恢复自启动功能时专门针对UPS设备有后备电池的应用场合设计的，可以在后备电池实施欠压保护以后，输入交流电恢复正常时，UPS电源自启动，按照预先设计好的工作模式选择供电方式。该功能与网络监控一起实现无人值守场合的UPS自动启机。
【输入相序自适应功能】UPS系统有相序自适应功能，当安装主路、旁路输入电缆时，即使调换电缆的相序，系统也能自动侦测并跟踪锁定输入相序，让系统正常的工作，让用户使用起来更加方便
【紧急停机功能】通过“紧急停机”按钮可以关闭整流器、逆变器，封锁输出（包括旁路和逆变器），当发生紧急情况或无法正常关机时可使用此按钮。
1.7 性能指标
特性参数
电气参数
在进行UPS电源供电系统设计中，输入配电、输出配电、电缆选择等方面的工作可以参照表1-2。
表1-2 电气设计参数表：
2.1 环境要求
■ 工作温度： 0～40℃
■ 储存温度： －15℃～45℃
■ 相对湿度： 20%～95％
■ 冷却方式： 风冷
■ 海拔高度： ＜1000m
■ 垂直度： 没有振动颠簸且垂直倾斜度不超过5度
■ 污染等级：Ⅱ级
UPS系统应安装在具有足够通风量、凉爽、湿度不高和具有无尘条件的清洁空气的运行的环境中。推荐工作温度为20-25℃，湿度控制在50%左右。
◆ 注意 ◆
1. 房间内不应存放易燃、易爆或具有腐蚀性的气体或液体的物品。严禁安装在具有金属导电性尘埃的工作环境中。
2. 若客户使用在海拔为1000m以上，必须采用递减额定值输出，如下表所列:
2.2 卸货开箱
设备应放置在符合要求的储藏环境中，储藏时间不宜超过3个月。
设备安装时，应将设备运至安装现场后再拆除外包装，此时应当按照箱内的装箱清单核对各种设备及材料是否正确，同时妥善保管各种备件附件以备后续安装设备、连接线缆以及今后维护时使用。
机柜外包装拆除办法见包装箱的具体示意。
为了设备的可靠运行，设备应当依据现场条件和设计标准选择适当的固定方式。表2-1列出了本系列UPS电源的结构参数。
表2-1
2.4 现场搬运
吊装运输
【准备工作】两根至少3米长，承重至少1.5吨的吊缆。
【运输工作】UPS电源机柜运达安装现场后再拆除包装，将两根吊缆从底部穿过进行吊装。如图2-2所示。
叉车运输
若条件允许吊装时可以考虑使用叉车，从UPS的侧边叉起，由于UPS单机较重，需注意运输距离不宜超过10米。
2.5 固定方法
UPS机柜的重量是通过其最下部的四个轮子传递到地面上的，地板承重能力不够时应当增加辅助装备，将机柜重力分散到更大的支撑平面上。
◆ 注意 ◆
由于UPS需从底部进风，任何安装方式必须保证机柜底部不小于100mm 的通风距离。
2.6 进出线方式
本系列UPS电源由机柜后部向下进出线方式，并设计有档板防护。拆下档板如见图2-3所示。
2.7 相对位置和冷却风道
UPS电源冷却风源从机柜底部进入UPS内部，由风扇提供强制风冷，从后部排出。UPS机柜后部离物体间距离应大于500MM，以便接线和散热；前部离物体距宜大于500mm，以保证LCD面板操作空间。相对位置示意图见图2-4。
2.8 机柜布置
UPS电源成套系统除UPS电源单机外，还包括蓄电池柜，需合理安排其安装位置。
配置一个电池柜的UPS单机系统布局
本系列UPS单机系统配置的电池后备时间为30分钟时，用一个电池柜即可容纳所需的蓄电池组。系统布局只有一个电池柜和一个UPS电源机柜的相对关系，放置位置没有严格的要求，图2-5示出了一种布局方式。
第三章 电气装配
3.1 电缆选择
3.1.1 电缆载流量
依据电工设计规范的推荐，对供电回路线路压降和线缆允许温升不作要求时可以按照表3-1的建议选择线缆载流量
3.1.2 功率电缆选择
本系列UPS电源输入输出功率电缆主要有主路交流电源输入电缆（3相4线）、旁路交流电源输入电缆（1相两线）、电池输入电缆（正负两极）、保护地线等。建议UPS的输入和输出电缆选择额定介电强度为AC450V/750V，允许工作温度达70℃的BVR或RV型软连接电缆。
功率电缆电流的确定
第一种为计算法：功率因数取0.75、效率取0.85、输入电压取220V、输出相电压取220V、蓄电池组电压取最低值16×10=160V或32×10=320V（10kVA以上）等系统参数取后，按下列公式计算出电流参数：
输入电流=（输出额定VA值/0.75/0.85）/220/3
电池电流=（输出额定VA值/0.9）/（16×10）或（32×10）
输出电流=（输出额定VA值/220/3)
第二种为查表法：从表中3-2中查出UPS电源的工作电流
电缆选择
本系列UPS的功率电缆按照3～5A/mm2的电流密度进行配置，同时电缆上的最大电压降不大于3V。
UPS电源系统的旁路电源输入中线、UPS电源输出中线，其截面积应当为相线电缆截面积的1.5～1.7倍。
UPS电源系统中有安全保护地线，其截面积应当为相线电缆截面积的0.5～1倍。但截面积不小于10mm2
◆ 注意 ◆
电池空开的直流分断必须≥450VDC。
3.1.3信号电缆选择
信号电缆应当选用屏蔽多芯电缆，采用单线电缆时需要多根电缆线捆扎在一起以增强机械强度。串行通信电缆建议选用通信用屏蔽电缆。
3.2 电缆连接
3.2.1 功率电缆
本系列UPS的标准设计为旁路与主路共用一路电源。工程安装时，UPS电源输入输出功率电缆，参照图3-1指示位置连接；
◆ 注意 ◆
1.所有电缆连接施工过程中，所有开关均应处于“OFF”。
2.由于UPS后部排风，电缆连接好后，必须把防护档板装好。
3.UPS电源的漏电流小于1A，使用时请注意人身安全的保护。
4.UPS电源机柜对接地电阻要求建议小于1Ω。
3.2.2 信号电缆
串行口通信电缆的连接方法
UPS电源的侧板顶端的连接口定义见图3-3所示，标示了RS232/RS485串行通信口和输入输出接点/网络适配器的具体位置，用户在安装使用时可以参照该图实现各种通信和后台管理功能。
串行通信电缆的具体长度随安装现场不同存在较大差异，随机不提供电缆附件，截取适当长度的电缆按照路径布线。
SNMP卡连接（选购件）
使用说明参照SNMP卡附带的说明书。
RS485连接
可以用信号线缆一端剖头后直接压接在RS485连接端子上，另一端为用户端，可以依据实际情况选择连接方法。端口定义见图3-5。
输入输出接点电缆连接
输入输出接点信号电缆可以选用屏蔽电缆、排线、单线或线束等多种形式的电缆，剖头或都压端子连接信号端子上。
干接点接口
内部接口线路：
由于UPS只提供干节点信号，不提供外部设备的电源，推荐使用DC12V电源，以下是接口部分元件所能承受参数的最大值：
脚位定义：
1.当干接点接口Pin4、Pin10接收到一个3～10s的高电平(小于3s或者大于10s的信号均为无效信号)，执行开机、关机动作。
2.在市电模式下，该关机信号无效。
接口脚位说明：
应用说明
以远程监控显示设备为例，用户端线路连接如下：
用户只需提供Common端6-24VDC的电源，和对应的地信号，通过将显示灯及控制按键连接在接口上，得到UPS运行的内部讯息并可实现远程关机、开机。
第四章 调试
4.1 上电步骤
4.1.1 开关说明
主路电源输入空气断路器Q1---连接UPS与主路输入电源的开关；
旁路电源输入空气断路器Q2---连接UPS与旁路输入电源的开关；
维修空气断路器Q3---连接旁路输入电源与负载设备的开关；
输出空气断路器Q4---连接UPS与负载设备的开关；
电池空气断路器B1---连接UPS与蓄电池开关；
◆ 注意 ◆
维修旁路开关Q3是专为UPS故障或保养而设计，非工程技术人员切勿操作，以免发生危险或损坏机器。
4.1.2 初次上电调试
UPS电源内各开关应全部处于分断状态（OFF），检查并确认各输入输出电源线相位和蓄电池连接极性正确，将电源送到主路电源输入开关Q1和旁路电源输入开关Q2，并保证输入电源在指标要求范围。
◆ 注意 ◆
上电过程中不要带负载！
UPS电源系统按照以下顺序启动：
第一步：闭合UPS的电池空开B1、主路电源空开Q1、旁路电源空开Q2，首先听到一声长鸣，UPS电源进入自检，此时面板的全部指示灯持续亮2S后熄灭，同时屏幕显示UPS的额定信息，2S后进入主菜单窗口；同时听到电池接触器闭合声，整流器启动；接着操作面板上的市电指示灯、整流指示灯、旁路指示灯亮。此时，UPS电源正处于旁路工作模式。
第二步：按面板的“DOWN”键（向下键）选中LCD主屏幕的“系统控制”选项，按“ENTER”键（确定键）进入子菜单窗口，选中“系统开机”选项并按“ENTER”键（确定键）确认。操作成功后，首先主屏幕会弹出“系统开机中”的提示窗口，然后转为“输出状态”子窗口，实时显示UPS的各种输出信息，再听到静态开关的继电器闭合声，接着旁路指示灯灭，逆变指示灯亮，此时UPS启动完毕。
第三步：UPS输出电源无间断地从旁路供电切换到逆变器供电，由旁路工作模式转换为市电工作模式，操作面板上的旁路指示灯灭，逆变指示灯亮，此时系统处于正常的市电工作模式。
◆ 注意 ◆
1.用户按键时需按住0.5S后操作才有效，该功能为防止用户误操作。
2.当液晶显示屏无法正常显示或第二步无法正常开机时，可使用另外一种方法开机：即持续按住面板的“ENTER”键（确定键）10秒，此方法也能启动UPS电源。
备注：正常情况下不推荐用户使用此方法。
4.2 功能检查
主要检查各种工作方式的切换，故障报警（声光）和显示指示等功能。
4.2.1 显示控制面板功能检查
在4.1节中详细描述了本系列的UPS单机上电步骤，该过程检查了各个指示灯的亮灭，“DOWN”键（向下键）和“ENTER”键（确定键）的功能。
模拟故障状态（关闭输入市电等）使设备发出告警，检查“声光告警”功能，按“UP”键（向上键）、“DOWN”键（向下键）等按键检查该功能键和液晶显示屏的实时显示功能。
4.2.2 工作模式的切换
本系列UPS电源单机系统进入正常工作模式后，可以进行多种工作模式的切换，如果输入电源指标满足UPS的输入要求，可进行如下切换过程：
1. 正常工作模式下断开Q1转为电池供电的工作模式；稍后闭合Q1回到正常的工作模式。
2.正常工作模式下关机，即关闭逆变器，此时无间断的转为旁路供电模式，稍后再开机，回到正常工作模式。
3.旁路工作模式下，闭合Q1和B1，启动UPS电源，将无间断转为正常工作模式（如何开机请看4.1.2节）。
4.从正常工作模式切换到维修工作模式：首先在主菜单中进入“系统控制”子菜单窗口，选择“系统关机”选项关闭UPS，接着断开Q1、断开B1、闭合Q3、断开Q2、断开Q4，此时旁路电源从Q3直接向负载供电而机内（输入输出端除外）不带电源，实现不停电维修（维修工作模式时不要立即开机箱进行维修，需等5分钟待电容放电完后再进行维修）。
第五章 显示控制面板操作指南
5.1 显示控制面板
5.1.1 显示控制面板布局
本系列UPS电源系统显示控制面板如图5-1所示。
5.1.2 LED指示
图5-2的LED显示区的6个发光二极管（LED）作为运行状态和故障的 指示灯。
【旁路灯】：亮表示旁路正供电；熄灭表示旁路正常但不供电；闪烁表示旁路异常。
【市电灯】：亮表示市电正供电；熄灭表示此时无市电供电；闪烁表示市电异常。
【电池灯】：亮表示电池正供电；熄灭表示电池正常但不供电；闪烁表示充电器过充告警或电池异常。
【整流灯】：亮表示UPS的整流模块正常工作；熄灭表示整流模块不工作。
【逆变灯】：亮表示UPS正常工作；熄灭表示UPS逆变故障或者已关机。
【故障灯】：亮表示UPS故障，熄灭表示UPS正常。
5.1.3 功能键
图5-2所示的功能键控制区包括5个按钮：
【EPO】：紧急关机键。可以关闭整流器、逆变器，封锁输出（包括旁路和逆变器）。
【▲】：功能菜单里的向上键或者向左键；增大设置数字；按住5秒有初始化液晶显示屏LCD的功能。
【▼】：功能菜单里的向下键或者向右键；减小设置数字。
【ENTER】：功能菜单里的确定键；按住10秒有快捷开机的功能。
【ESC】：功能菜单里的退出键和返回键；按住10秒有快捷关机的功能。
5.1.4 告警蜂鸣器
【长鸣声】：系统有严重的告警时，蜂鸣器发出长鸣的告警声。
【鸣3声】：寄存器EEPROM读写错误时，蜂鸣器连续发出3声的告警声。
【鸣6声】：电池输入电源未接时，蜂鸣器连续发出6声的告警声。
【鸣8声】：不满足UPS开机条件时，蜂鸣器连续发出8声的告警声。
【1秒鸣2次】：UPS过载预警时，蜂鸣器每隔1秒发出2次告警。
【2秒鸣1次】：系统有一般的告警时，蜂鸣器每隔2秒发出1次告警。
【2分钟鸣一次】：旁路异常时，蜂鸣器每隔2分钟发出1次告警。