不间断电源(UPS)是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接,通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。它主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其他电力电子设备如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应,保证这些设备仪器的不间断运行,防止计算机数据丢失、电话通信网络中断或仪器失去控制。不间断电源广泛应用于:矿山、航天、工业、通讯、国防、、计算机业务终端、网络服务器、网络设备、数据存储设备、应急照明系统、铁路、航运、交通、电厂、变电站、核电站、消防安全报警系统、无线通讯系统、程控交换机、移动通讯、太阳能储存能量转换设备、控制设备及其紧急保护系统、个人计算机等领域。
plc网络是由几级子网复合而成,各级子网的通信过程是由通信协议决定的,而通信方式是通信协议Zui核心的内容。通信方式包括存取控制方式和数据传送方式。所谓存取控制(也称访问控制)方式是指如何获得共享通信介质使用权的问题,而数据传送方式是指一个站取得了通信介质使用权后如何传送数据的问题。自由口通讯一般是指RS232的串行通讯方式,其通讯距离较短,速率较慢,一般在现场的某些仪表会采用这种方式,比较典型的是西门子的PC-PPI通讯;2.总线一般指RS485的串行通讯方式,其通讯距离和速率要远高于RS232通讯方式,一般现场的PLC或变频器等设备用此协议较多,比较典型的是西门子的Profibus-DP,Modicon的Modbus等;3.以太网采用的是通用的以太网通讯协议,具备相当高的速率,但其问题是设备成本较前两种方法要高很多,因此没有总线方式普及。
系统组成
典型的UPS系统框图如图1所示,它的基本结构是一套将交流电变为直流电的整流器和充电器,以及把直流电再变为交流电的逆变器,电池在交流电正常供电时贮存能量且维持在一个正常的充电电压上,一旦市电供电中断时,蓄电池立即对逆变器供电以保证UPS电源交流输出电压。下面几种简图示意了UPS的各种工作情况(以在线式UPS电源为例)。
(1)市电在UPS所允许的范围内正常供电时,如图2所示,粗线描绘了电源能量的流向。
(2)主电源故障即市电被切断后,电源将瞬间改由逆变器提供能量如图3所示。
(3)当所带负载过大或电源内逆变器出现故障时,UPS将打开旁路由主电源直接供电,如图4所示。
连接方式
(1)单台UPS电源能够供给全部负载,连接图如系统的原理图,连接方法较简单。
(2)总负载功率需要二台或更多台UPS电源供给,如图5所示,这种连接方式称作并联无备份方式。
(3)二台或二台以上UPS电源其总容比负载总容量要多,但该系统比负载总容量必须多一台UPS电源的容量,任何一台UPS电源故障时,其余仍能供给全部负载,如图6所示。这种连接方式称作并联有备份方式。
(4)整个UPS电源系统出现故障后,市电将UPS电源脱开,直接接通负载,且不影响UPS电源系统的维修,这种线路设计如图7所示。
如果百兆网络有升级千兆网络的打算,建议是选用六类网线布线,升级网络的时候不需要再重新布置网线。在百兆网络中,网线在传输网络信号的过程中,只运用到橙白--1,橙—2,绿白--3,绿--6,这4条线芯,也就说即使其他4条线芯不用,在百兆网络下也能传输网络信号。虽然理论上百兆网络也应该使用8芯网线以此来保持长距离的稳定传输,但目前来说,大部分的路由器仍然只有四个接触片来识别网线,也并没有在传输过程中造成很大的问题。
当UPS电源系统无故障时,维修开关打开,输入开关、输出开关闭合;当UPS电源系统故障时,维修开关闭合,输入开关、输出开关打开。这样,保证了用电负载的正常工作,而又不影响对UPS电源系统故障的在线维修。
随着计算机应用系统对电源的要求越来越高UPS日益受到重视,并逐渐发展成为一种具有稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰、防电压冲浪等功能的电力保护系统。尤其是在电网的线路及供电质量不太高、抗干扰的技术落后,同时计算机系统对电源的要求又比较高的情况下,UPS的作用就显得更加明显。
UPS的保护作用首先表现在对市电电源进行稳压,UPS的输入电压范围比较宽,一般情况是从170V到250V,而输出电源的质量是相当高的,后备式的UPS输出电压在5%~8%,输出频率稳定在1Hz;如图1,在线式UPS输出电压稳定在3%以内,输出频率稳定在0.5Hz。在市电正常时,UPS电源相当于交流市电稳压器;同时市电对蓄电池进行充电,此时也相当于充电器。在市电突然掉电的情况下,UPS自动切换到蓄电池供电,使计算机维持正常工作,保护软硬件不受损害。
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热电偶的使用寿命热电偶的劣化是一个量变过程,对其定量很困难,它将随热电偶的种类、直径、使用温度、气氛和时间的不同而变化。热电偶的使用寿命是指热电偶劣化发展到超过允许误差。装配式热电偶的寿命我国标准中仅对热电偶的稳定性有要求,即规定在某一温度下经200h使用前后热电动势的变化范围。尚未发现对使用寿命有规定,只有在计量部门判定不合格时才停止使用。转包生产用的工作用廉金属热电偶一般只要求使用一次。在实际使用时,装配式热电偶通常有保护管,只有在特殊情况下才裸丝使用。
UPS根据新标准IEC(电工委员会)按其结构和运行原理分为以下3类:
(1)被动后备式UPS电源
指逆变器并联连接在市电与负载之间仅简单地作为备用电源使用。此种UPS电源,在市电正常时,负载完全而且是直接地市电供电,逆变器不做任何电能变换,蓄电池由独立的充电器供电;当市电不正常时,负载完全由逆变器提供电能。[5]
被动后备式UPS具有结构简单、价格Zui廉等优点,运用于某些非重要的负载使用,如家用计算机等。但市电断电时,继电器将逆变器切换至负载,切换时间较长,一般需几个毫秒的间断,所以稍微重要的计算机设备不应选用被动后备式UPS电源。[5]
(2)在线互动式UPS电源
指逆变器并联连接在市电与负载之间,起后备电源作用,同时逆变器作为充电器给蓄电池充电。通过逆变器的可逆运行方式,与市电相互作用,因此被称为互动式。此种UPS电源,在市电正常时,负载由经改良后的市电供电,同时逆变器作为充电器给蓄电池充电,此时逆变器起AC/DC变换器的作用;而当市电故障时,负载完全由逆变器供电,此时,逆变器起DC/AC变换器的作用。[5]
在线互动式UPS具有结构较简单、实施方便、且易于并联、便于维护和维修、效率高、运行费用低、整机可靠性高等优点,性能满足某些负载要求,特别适用于网络中某些计算机设备采用分布式供电的系统。此种电源缺点是稳压性能不高,尤其动态响应速度低,其次抗干扰能力不强,电路会产生谐波干扰和调制干扰。
(3)双变换式UPS电源
指逆变器串联连接在交流输入与负载之间,电源通过逆变器连续地向负载供电。此种UPS电源其供电方式如下:市电正常时,市电经过整流器、逆变器向负载供电;市电不正常时,由蓄电器经逆变器向负载供电。
双变换式UPS是UPS电源的主品,具有性能好、电压稳定度与频率稳定度高、功能强、具有热备份连接和并联冗余联结的功能等优点,其不足之处是当容量少于10kVA以下,其整机效率不高,一般在85%左右。