不间断电源UPS

不间断电源UPS（精选十篇）

不间断电源UPS 篇1

在对不间断电源UPS进行维护之前, 了解UPS电源的工作原理是关键。UPS电源的工作原理, 其具体内容如下:

1.1当电网供电正常时, 电网输入的电压一路经过滤波器除去电网中的高频干扰, 得到想要的干净的电压, 然后进入充电器对蓄电池充电;另一路进入整流器进行整流, 将交流电转变为平滑的直流电供给逆变器, 这时, 逆变器又将直流电转变成220V、50HZ的交流电提供给负载。

1.2控制驱动:控制驱动是完成整机功能控制的核心。

1.3电源工作过程:当市电正常时, UPS输入交流电通过充电电路对蓄电池进行充电, 同时AC/DC电路将交流电转化为直流电, 再通过脉冲宽度调制技术, 由逆变器将直流电逆变成交流电供给负载, 起到无级稳压的作用, 而当市电停电时, 蓄电池开始放电, 这时蓄电池储存的电能通过逆变器变成交流电提供给负载使用。这样在任何时候, 逆变器都始终处于工作状态, 这样真正实现了对负载提供稳压、稳频的电流以及零转换时间。

2 ups的维护

UPS的维护主要包括四个方面的内容, 分别是主机的维护、日常维护、蓄电池的维护和避免人为操作失误性故障, 关于UPS维护的具体措施下文将逐一进行分析:

2.1 主机的维护

对于UPS主机的维护, 不仅要注意对防尘和易坏零件的维护, 还应检查防雷器、避免频繁的开关机, 以及对UPS的工作环境也有一定的要求:

(1) UPS在正常使用的情况下, 主机的维护工作很少, 主要是防尘和定期除尘, 特别对于煤矿机房使用中, 空气中的灰粒较多, 机内的风机将灰尘带入机内沉积, 当遇到空气潮湿时会引起主机控制混乱而造成主机工作不正常。 (2) 主机的易坏零件主要是风扇和防雷器。定期检查UPS风扇运转的情况, 检查是否有风从背板吹出, 对温度高的地方就更重要。 (3) 防雷器的检查, 主要是看防雷器的指示状态是不是正常, 防雷器的外形是否正常, 是否失效, 接触是否良好。 (4) 避免频繁的开关机, 最好长时间处于开机状态。 (5) ups应工作在干燥、通风、清洁的环境中, 避免热源, 阳光直射。

2.2 ups的日常维护

2.2.1机房工作人员要做好UPS的日检, 月检, 和年检。Ups日检主要检查控制面板, 确认所有的LED指示灯正常, 液晶屏显示的所有参数正常, 面板上没有报警。同时要注意听有无和平时不一样的声音, 检查风扇是否正常运行。由于风扇如果不正常, 在故障的开始, ups还能正常输出, 对其故障不易发现, 但时如果发现不及时, 温度过高, ups就会自动关机。

2.2.2再则就是防雷器的检查。雷击是所有电器的天敌。一定要注意保证ups的有效屏蔽和接地保护。在ups具备有效的屏蔽和良好的保护接地的前提下, 一定要做好电源线和通信线的防雷过压保护。

2.2.3还有就是要注意在ups输出端禁止接有带感性的负载, 而对于通信机房来说, ups的输出主要是网络通讯设备.使用Ups电源时, 应遵守产品说明书中的有关规定, 保证所接的火线、零线、地线符合要求, 机房工作人员不得随意改变其相互顺序。

2.2.4严格按正确的开机、关机顺序进行操作, 以免误操作损坏ups。

2.2.5严禁频繁地关闭和开启ups, 正常情况下关闭ups电源后, 至少要等6秒后才能开启ups电源, 否则ups可能进入“启动失败”的状态, ups即无市电输出又无逆变输出。

2.2.6严禁ups超负使用。

2.3 蓄电池的维护

蓄电池可以说是ups的核心, 对于蓄电池的维护, 可以从以下几个方面入手:

(1) 蓄电池对环境温度要求较高, 工作环境一般要求在20℃~25℃之间, 低于15℃时, 其放电容量下降, 温度每降低1℃, 其容量下降1%, 而温度过高 (大于30℃) 其寿命就会缩短。 (2) 电池不宜放电至低于预定的终止电压, 否则将导致过放电, 而反复的过放电则会导致容量难以恢复。 (3) 蓄电池放电必须具备一定的条件, 首先可能在市电可以保障的时候, 这样可以保证假如UPS有故障, 有负载不会有影响。 (4) 由于蓄电池的内部化学反应不是完全可逆的, 完全深度放电的次数是有限的, 不能对电池进行频繁的深度放电, 那样对电池的容量会有损坏。蓄电池的容量下降到80%以下, 蓄电池就进入了急剧衰退的状态下, 衰退期很短, 可能在一次核对放电后几个月就失效了, 而在后面的时间中, 蓄电池组就存在很大的事故隐患。 (5) 对于不经常停电的地方, 应每隔一个季度对ups进行一次人为的断电, 让ups电源在逆变状态下工作一段时间, 以便让蓄电池维持良好的充放电特性, 延长使用寿命。 (6) 电池的放电要求, 一般ups对电池放电有放电保护装置, 也就是放电至保护关机后, 电池又可以恢复到一定电压, 但此时不能重新开机, 否则会使电池过放电, 会损坏电池的使用寿命。 (7) 注意防雷击。要保证避雷措施一定有效, 同时要有有效的保护接地。 (8) 要定期对ups电源进行维护工作, 清除机内的积尘。 (9) 要定期测量蓄电池的电压, 如要发现不正常的情况一定查出原理, 及时更换有问题的电池。 (10) 要对电池核对性放电, 电池的核对性放电不是追求放出电池容量的百分之多少, 而是要关注并发现有问题的电池, 经过对有问题的电池的核对性放电实验, 可以防止事故, 以免放电中有问题的电池恶化为反极电池。

2.4 避免人为操作失误性故障

在日常工作中, 由于维护人员的疏忽未及时发现故障隐患, 或发现了却未及时采取相应措施而导致的UPS故障也非常常见。UPS运行时应按时对电池进行维护, 发现有容量明显降低的电池, 应立即更换。因为电池的损坏过程有的是逐渐积累造成的, 也有的是瞬间发生的。在对蓄电池的维护中就曾遇到过此类情况, 做月维护时个别电池虽然浮充电压稍低, 但还未到完全不能使用的程度, 而在当月市电停电后, 有一组电池却完全不能放电。所以, 一旦发现电池有故障时, 要及时进行更换, 以免酿成事故。

3 结束语

综上所述, 不间断电源 (UPS) 及其维护是一项综合的系统工程, 具有长期性和复杂性。在维护不间断电源 (UPS) 的过程中, 对ups的维护应在了解UPS工作原理的基础上, 制定并严格遵循科学有效的方法, 注重主机的维护、日常维护、蓄电池的维护以及避免人为操作失误性故障, 不断探索维护不间断电源 (UPS) 的策略, 使ups的故障率降低到最小程度, 只有这样, 才能不断提高不间断电源 (UPS) 的维护水平, 不间断地为设备提供安全、可靠的洁净电源。

参考文献

[1]陈素申.UPS电源的工作原理及维护[J].广播电视信息 (下半月刊) , 2008 (03) .

[2]赵淑珍, 何伟.浅析通信电源系统的维护与使用[J].黑龙江科技信息, 2010 (33) .

[3]沈经颖.浅议静态不间断电源 (USP) 技术现状与发展前景[J].中国高新技术企业, 2008 (06) .

UPS不间断电源选型原则 篇2

(1)考虑UPS使用的供电系统，后端负载性质。国内供电系统可分为TN、TT、IT三种形式，在TN系统中又分为TN-C、TN-S、TN-C-S，对于UPS系统常规采用TN-S即三相五线制系统。对后端负载来说，计算机设备允许有10ms以下的供电间断，质量好的后备式UPS就可满足需要，但受限于一些原因，后备式UPS的容量基本为3KVA以下。对重要服务器网络系统，在运行过程中是不予许存在中断的情况发生，要选用稳定可靠、不间断输出的在线式UPS。

(2)考虑UPS系统的性能和使用的运行环境。如后端负载在启动时存在较大的冲击电流、后端负载为工业设备等情况下建议采用工频UPS。如UPS用于数据机房中，后端负载为常规服务器、交换机设备，则工频与高频UPS都可适用。这时应考虑机房安装、机房承重、设备运输、产品性价比等因素来权衡选择。

(3)考虑UPS产品推出的时间年代，各厂家在针对市场的变化以及技术的更新下都会在2~3年推出相应的换代产品。这时选择UPS产品不光要看产品性能参数，也应关注产品服务保障，产品应用案例，厂商整体实力等。2．UPS额定容量的选择 ？

首先要清楚后端负载的标称容量、动态容量及将来是否扩容等情况，然后根据需要选配UPS。一般情况下将负载容量定在UPS额定容量的50％～80％左右较为适宜，同时兼顾UPS的效率和利用率，并使UPS留有一定余量，以便在后期需要时，可以进行扩容。

3．UPS后备电池供电时间的选择 ？

在GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》中对于机房等级分为A、B、C三级，亦对三个等级中不间断电源系统电池备用时间做出要求。A、B两种机房要求15min（柴油发电机作为后备电源时），C级机房根据实际需要确定。在大多数情况下，网点、企业分支等机房中并无配置备用电源，用户需根据实际情况选择合适的备用时间。在如今的供电环境中，出现市电故障的概率已经大大降低，建议配置的后备时间不超过2h（过长的时间蓄电池组过多，UPS本身存在一定的充电功率限制），如若用电环境较差，则建议增加备用电源或改为双路供电系统等其他方式。且数据机房一般的生命周期在4~5年（大多数厂商蓄电池的质

浅析机房UPS不间断的电源设计 篇3

【关键词】计算机 网络化 UPS选型 电源设计

【中图分类号】 TP303【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0293-02

1、UPS的选型理念

对UPS进行选取，首先要掌握UPS的分类，目前市场一般按照其主电路结构的技术属性实施分类，并且广为用户认可，并以此作为标准，来判断UPS的优劣。第一类为后备式，主要有APC的BK500，山特的TG500；第二类为在线互动式，主要有APC的SmartUPS；第三类为在线双变换式，主要有MGE和EXIDE的大机；第四类为在线电压补偿式，主要有APC秀康DP300系列UPS。而具体描述UPS的技术性能指标有四大类：一是对电网的适应能力；二是满足负载要求的UPS常规输出指标；三是UPS的输出能力和可靠性；四是智能管理和通信功能。那么在这四大类指标中，比较和选择UPS应重点关注，一直是当前专家和行业大用户普遍认可的一些观点：

1.1 选择大功率UPS要慎重考虑UPS的输入功率因数和输入电流谐波

双逆变在线式UPS，其AC/DC逆变器多为整流滤波电路，它的输入功因数低，一般只在0.8左右，输入电流谐波大，达30%，加专门滤波措施后，也仅能降到10%。输入功率因数低，意味着输入无功功率大，输入谐波电流则干扰破坏电网，特别是三相大功率UPS这两项指标危害很大，形成所谓的电力公害，这会1）使由同一电网供电的变压器、电动机、电容器等产生附加谐波损耗、过热、加速老化；2）引起异步电动机转矩降低，振动加剧噪声增大；3）引起继电器和自动装置误动作，其次谐波对通讯线路、测量仪器产生辐射干扰，影响电能计量的精度等。所以，UPS的输入功率因数和输入谐波电流应被视为重要性能指标之一，应该把输入功率因数>0.95，输入电流谐波<5%作为判定UPS性能指标是否合格的标准之一。

欧美发达国家早已立例，严格限制用电设备对电网的污染。我国有关部门亦正制订相关法规，施行日期亦不会遥远，因此用户在购买UPS不间断电源时，若不考虑此因素，将会留下日后治理的诸多麻烦，造成经济上的重大损失，同时也会因为治理而产生系统效率降低，可靠性下降等副作用。作为UPS，相应有三类解决方案。

第一，对于带有整流滤波输入的传统双变换UPS，无论是采用相控或不控整流，从市电吸取能量的方式均不是连续的正弦波，而是以脉动的断续方式向电网吸取电流，使得这类UPS具有谐波电流，功率因数低、效率低，对电网造成较大的污染，若采用12脉冲整流及输入滤波器，虽然可以将输入功率因数改善到0.95，谐波电流小于5%，但系统的总效率降低到90%左右，且成本增加，可靠性下降。

第二，输入整流器采用高频化整流技术，输入功率因数≈1，输入总谐波电流<5%，对电网无污染。但电路复杂，AC-AC总效率一般为92%左右。

第三，采用双逆变电压补偿在线式的UPS，其输入端是一个四象限高频逆变器，从市电吸取的电流是连续的正弦波，且与输入电压同相位，因此其输入功率因数≈1，输入谐波电流≤ 3%，对电网无污染。 AC-AC总效率高达96%。

由上可见，目前只有采用双逆变电压补偿在线式UPS，才能在获得输入功率因数≈1，输入谐波电流<3%的同时，保持UPS系统AC-AC总效率达96%或以上。双逆变电压补偿在线式UPS为APC公司专利技术。APC Silcon 20K系列大型UPS，即属此类。

1.2 要考虑UPS的输出能力与可靠性。

输出功率因数、输出电流波峰系数、输出过载能力、输出不平衡负载的能力等指标，直接反映了UPS的输出能力，对这些指标的限制，说明了UPS输出能力的局限性和脆弱的一面，尽管在配置UPS容量时尽可以使负载满足UPS的要求，甚至留出很大的余量，但这些指标却直接反映了UPS的可靠性。过载能力强，允许输出电流波峰系数高的，对负载功率因数限制小的，在同样电网环境和负载条件运行，其可靠性必然高，这是毋容置疑的道理。

1.3 要考虑效率与可靠性

UPS的工作效率高时，意味着节省电能，这是绿色电源的标志之一。但还应该注意到效率与可靠性是密切相关的，效率高意味着电路技术先进，元器件选用得好，意味着功器件功率损耗小，功率强度小，温度低，这必然会增强元器件乃至整机的寿命和可靠性。

根据***镇政府的实际情况和未来网络设备扩容的需要，我们建议为网络中心机房选配一台APC秀康SL20KW ，它的延迟时间有2小时，充分保证网络中心机房设备的电源供给。

2、APC秀康SL20KW系列UPS的性能优势

秀康SL20KW系列 UPS有绿色电源之称，DELTA逆变器技术把电压补偿原理成功地运用到UPS主电路中，使Silcon UPS的指标在很多方面超过其它同类产品，就目前情况下，有的指标是其它方案的UPS无论如何也达不到的。

下面的八个指标体现了Silcon UPS的优越性：

2.1 输入功率因数等于1对于一般UPS而言，要提高输入功率因数，就必须加输入功率因数校正电路，成本很高。

但是，Silcon UPS却轻易实现了输入功率因数为1，它借助于DELTA逆变器对输入电流进行调制，使UPS的输入端对电网来说相当一个纯线性电阻，输入电流和电压完全同相。在整个负载电流范围内，输入功率因数都很高，这是其它校正技术难以实现的。

输入功率因数高的好处有两点：一是减少了无功电流对电网的污染；二是使输入无功功率为零，可降低电网功率容量，可用1.2（考虑效率和传输损耗）的电网容量和油机的功率容量向UPS配电，而一般功率因数低的UPS则需要1.5倍的电网功率容量或2.5-3倍的油机功率容量向UPS配电。同时还降低其它供电设备诸如开关、传输线、熔断器、变压器等的功率容量，降低设备投资成本。

2.2 对电网无高次谐波干扰

一般UPS的输入电压电流都有很大失真，输入端的可控整流电路可使电流谐波失真高达30%以上，既使增加外部滤波装置也仅能降至10%，而Silcon UPS的输入电流电压不仅同相，而且是纯正的正弦波，谐波电流可降至3%以下，这是其它UPS很难做到的。

效率高本身就意味着节省能源，降低能源成本，以100KVA的UPS为例，与一般双逆变器UPS相比，使用Silcon可把电能损耗降低7%，即7KW，如果常年连续运行，每年节约24（小时）x 365（天）x7KW=61320KWH。

2.3 UPS主机功率器件的寿命长，可靠性高

UPS主要器件的寿命可靠性是与它承担的功率（功率强度）有直接关系的，一个大功率半导体器件的寿命和可靠性直接与它承担的电压、电流、功耗和壳温有关，以功耗而言，在其额定功率范围内，实际使用功率如增大一倍，其平均寿命就降低20-30%（非线性关系）。

在市电存在的情况下，Silcon UPS主逆变器只承担了20%的负载功率，这与一般UPS（承担100%的负载功率）相差相当悬殊。功率器件的寿命和可靠性的提高是显而易见的。

在UPS选用的过程中，应当结合机房的具体条件来选用，例如机房系统规模、系统的形式、常规性的UPS单元容量等。在安装过程中，还要求有经验的操作人员进行，充分结合以往工程经验，以及主要供货商的产品规格对自己的机房进行选用、安装。同时安全性、稳定性是安装过程中最需要考虑的因素，充分保证工作连续性。

参考文献

[1]孙法文.浅谈UPS不间断电源的选配[A]第三届浙江中西部科技论坛论文集（第四卷电力分卷）[C]，2006年

[2]刘晓静.林彬.深度探讨高校中心机房智能监控设备设计与实现[J]；中国科教创新导刊，2010年04期

[3]丁习兵.和军平.延汇文.一种新型无源无损软开关UPS充电拓扑研究[J]；电力电子技术，2010年01期

[4]陈浩.张昊然.体育场照明系统管理[A]，第二十四届中国（天津） 2010IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C]，2010年

[5]施建荣.颜士军.窦荣启.数据机房新型电源系统研究与应用[A]；通信电源新技术论坛——2010通信电源学术研讨会论文集[C]，2010年

交流不间断电源UPS的研究 篇4

UPS是Uninterruptable Power System的简写, 即“不间断电源”, 实际上是指“交流不间断电源”, 主要的功能是对负载不间断地提供交流电。因为UPS电源可提供高精度、高稳定性的电压波形与频率, 具有承受电网波动或扰动 (波涌、跌落、谐波) 、间断甚至短时停电的能力, 无论是线性负载或是非线性负载, UPS都有低阻抗输出的特性, 因此UPS电源系统得到了广泛的应用。

1 UPS的分类

目前UPS主要分为三种类型:后备式、在线互动式、双变换在线式UPS电源。

后备式UPS电路简单, 对电压的频率不稳、波形畸变以及从电网侵入的干扰等不良影响基本没有改善。

在线互动式UPS电源使用的是工频变压器, 当市电流入变压器后, 在稳压电路的控制下选择合适的变压器抽头拉入, 同时在双向变换器的作用下借助蓄电池的能量转换共同调节输出电压, 以此来达到比较好的稳压效果。当市电掉电时, 蓄电池通过双向变换器给变压器供电, 实现输出电压的不间断。

双变换在线式UPS电源的整流器多为可控硅整流器, 但也有IG-BT-PWM-DSP高频变换新一代整流器。当市电存在时, 实现AC->DC转换功能, 一方面向DC->AC逆变器提供能量, 同时向蓄电池充电。当逆变时, 完成DC->AC转换功能, 向输出端提供高质量的电能。无论是市电供电, 还是转向电池供电, 其转换时间均为零。近几年来一种新的技术是将交流稳压技术中的电压补偿原理应用到双变换在线式UPS电源的主电路中, 产生一种新的UPS电路结构型式, 被称为双逆变电压补偿在线式UPS电源。

2 UPS组成及工作原理

UPS电源系统由四个部分组成:整流、储能、变换和开关控制, 具体的工作原理如图1所示。

当市电正常输入时, UPS就将市电稳压后供给负载使用, 同时对机内蓄电池进行充电, 把能量储存在电池中, 当市电中断或输入故障时, UPS将机内电池的能量转换为220V交流电继续供负载使用, 使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。其中AC-DC变换的作用是将从电网中来的交流电经自耦变压器降压、全波整流、滤波变为直流电压, 供给逆变电路。AC-DC输入有软启动电路, 可避免开机时对电网的冲击, 而DC-AC逆变电路则采用大功率IGBT模块全桥逆变电路, 具有很大的功率余量, 在输出动态范围内输出阻抗特别小, 具有快速响应特性。由于采用高频调制限流技术及快速短路保护技术, 使逆变器无论是供电电压瞬变还是负载冲击或短路, 均可安全可靠的工作。控制驱动是完成整机功能控制的核心, 它除了提供检测、保护、同步以及各种开关和显示驱动信号外, 还完成SPWM正弦脉宽调制的控制, 由于采用静态和动态双重电压反馈, 极大地改善了逆变器的动态特性和稳定性。

3 UPS设计关键技术

UPS按其容量大小不同可以分为30k VA以上的大功率UPS、5~30k VA的中功率UPS和5k VA以下的小功率UPS。

大功率UPS在技术、工艺、制造等多方面的难度也超出了中小功率的UPS, 大功率UPS的关键技术如下。

3.1 逆变技术。

当今逆变器的数字化控制方法成为交流电源领域的研究热点, 出现了多种离散化控制方法, 包括数字PID控制、状态反馈控制、无差拍控制、重复控制、模糊控制、神经网络控制等方法。上述各种控制方案都有其优势, 但是也有其不足。为了使UPS具有较好的鲁棒性、稳态精度、动态响应速度、输出电压波形畸变率等, 一种必然的发展趋势是各种方法相互渗透, 互相结合形成复合控制方案。复合控制是UPS逆变器的一个发展方向。

3.2 整流技术。

传统三相大功率UPS一般采用晶闸管整流技术, 在大功率段一般采用12相甚至24相整流技术。晶闸管整流的优点在于原理简单、控制方法成熟、效率高, 但是谐波电流大。为了防止对电网构成污染, 一般采用滤波器技术, 可将12脉冲整流的输入谐波电流降到6%以下。随着大容量全控器件的发展及控制水平的提高, 近年来出现了采用IGBT的高频整流技术, 由于这些电路结构可以不断运用各种新的数字控制方法, 它的功率因数可以达0.99以上, 谐波电流小于3%, 是一种真正的绿色电源, 近年来开始成为研究的热点。整流技术的热点主要集中在电压型三相整流技术和电流型三相整流技术两种方案。

3.3 并联技术。

在某些特殊场合, 如大规模IDC、机场等, 要求UPS的容量达到数兆伏安。由于功率器件和散热工艺等方面的限制, 必须将UPS并联才能达到所需的容量。并联技术的核心是各并联部分的均流问题。UPS的并联比一般的直流电源并联要复杂的多, 它必须满足以下三个条件:a.每个逆变器的输出电压的幅值必须相等。b.每个逆变器的输出电压的频率必须相等。c.逆变器的输出电压的相位必须一致。

4 UPS电源配置方法

4.1 UPS电源容量数配置方法。

通常情况下, 负载设备提供标称电压和标称电流, 负载容量数如下:负载容量数=电压数×电流数。

特殊情况下, 负载设备只给出了功率W数的信息, 容量数如下:负载容量数=功率×1.4。

应配UPS电源容量数=负载容量数÷0.7。

4.2 后备延时蓄电池配置方法。

a.UPS蓄电池的主要技术指标。UPS蓄电池的额定电压和额定容量是两个最常用的技术指标, 额定电压指UPS蓄电池正负极间的电压, 也称端电压。额定容量是指充足电的蓄电池放电到终止电压时输出的电量。在恒流放电的情况下, 容量Q=It。

式中Q—电池放出的电量, AH;I—放电电流, A;t—放电时间, h。

b.后备延时蓄电池配置方法。UPS蓄电池组额定电压≥UPS电源启动直流电压 (各UPS电源出厂时标明启动直流电压) 。

UPS电源功率×延时时间÷UPS电源启动直流电压=所需蓄电池安时数。

结语

随着不断地被开发出来的新技术在实践中的逐步应用, 可以预见:今后UPS电源将向着数字化、智能化、网络化的方向发展。

摘要：讨论了交流不间断电源UPS的分类、组成及工作原理、目前UPS设计的关键技术、电源配置方法, 并阐述了UPS的发展趋势。

关键词：交流不间断电源,UPS,逆变,整流,并联

参考文献

[1]孙哲.一种实用的在线式UPS设计[D].大连:大连理工大学2, 007, 6.

[2]王庆国.浅谈UPS电源的基本工作原理、分类及配置方法[J].能源技术与管理2, 008 (6) .

[3]李晓光.UPS电源原理及应用[J].电源世界, 2006 (1) .

UPS不间断电源通用维修技术标准 篇5

摘要：本标准适用于直流环节中有电储能装置的交流电子间接变流系统，能满足用户对供电连续性和供电质量要求的各种型式静止型UPS不间断电源。1.标准适用范围

本标准适用于直流环节中有电储能装置的交流电子间接变流系统，能满足用户对供电连续性和供电质量要求的各种型式静止型。

2.工作条件

2.1环境温度

UPS电源运行的环境温度为10℃～+35℃，有蓄电池场合的环境温度要求20℃±5℃。

2.2环境相对湿度

最小相对湿度范围为20%～80%(无凝露)

3.安全要求

3.1绝缘电阻

UPS电源的输入端、输出端对地，施加500V直流电压，绝缘电阻应大于

2MΩ。

3.2对地漏电流

UPS机壳对地的漏电流应不大于3.5mA。

4.基本项目的检查

5.蓄电池检查

6.功能切换试验

7.保护性能试验

8.波形和谐波测量

不间断电源UPS 篇6

大功率在线式UPS的基本原理是把交流电整流成直流电，让直流电对电池组充电，同时，再把直流电逆变成交流电对负载供电，配合不间断的静态旁路开关，实现负载不间断的供电。通过UPS的保护，还可以净化电源，消除市电的浪涌干扰和波动干扰，提高负载设备的供电质量。UPS采用的大功率器件的稳定性以及控制电路的可靠性，直接关系到UPS的性能。梅兰日兰GALAXY PW系列UPS采用的是第三代大功率IGBT（绝缘栅双极形三极管），具有高功率、低功耗、高速开关、低驱动功率和高可靠性的优点。输出控制采用负反馈脉宽可调的控制方式，实现较高的频率、相位稳定精度的要求。梅兰日兰UPS的控制系统采用全数字化动态信号处理DSP(Digital Sign Processor)控制技术，达到32位的数字器件和10ns的运算速度，获得快速、精确的跟踪能力，使得控制更准确、更可靠。整流器、逆变器、静态旁路和通信接口均使用独立的CPU控制，采用多重总线进行数据交换，降低了各控制电路板之间的兼容性要求，减少了用户的维护成本。整机的平均无故障时间MTBF（Mean Time Between Failures）可达到20～30万小时。

广播电视安全播出的需要，要求不见断、高可靠、高质量的供电保障，UPS在整个供电环节就显得尤为重要。我们在原有一台梅兰日兰GALAXY PW 60KVAUPS前提下，增加一台同型号的UPS，采用单机冗余并联连接，连接方式如图1。

两台UPS并机运行，共同对负载供电，静态开关具有冗余备份，令UPS具有两倍的过载能力。冗余并联可消除瓶颈故障点，进一步提高UPS的可靠性，把UPS的平均无故障时间（MTBF)提高了一个数量级；提高负载的过载和耐冲击的能力，从空载到100％负载阶跃变化时对输出电压的影响更小；提高了三相不平衡的承载能力；在并联系统中的一台UPS发生故障或者维修时，负载仍能保证由UPS供电，可做到脱机维修，这是提高并机系统可靠性的

关键所在。梅兰日兰UPS要求并机的UPS必须型号相同、功率相同，并且必须处理和控制好并机过程中相关的问题

和注意事项。下面我们从几个部分来探讨UPS并机过程中的一些问题和处理。

1、输入整流部分

（1）UPS的输入电流控制保护和输入相序要求

我们执行的是三相五线制的TN-S标准，A、B、C三相为正相序输入，N线和PE地线分开，并把PE线可靠连接到等电位接地体，防止高能雷电的浪涌干扰。梅兰日兰UPS的输入整流部分，采用的是六脉冲桥式硅堆整理电路，可设置延时启动，避免多台UPS同时启动冲击配电系统，尤其是冲击是发电机组。整流器/充电器的延时启动和电流的斜坡启动，时序波形如图2，通过可控硅导通角的控制，逐步增加输入电流，可实现整流器/充电器的输入限流，避免对发电机组造成冲击，有利于发电机组的平稳运行，在发电机组的功率不够时，可减少充电电流，或者自动让电池放电，补充不足的能量，使发电机组平稳运行，并延长整个系统的供电时间。

输入时序控制和斜波启动的设计，必须确保三相输入为正相序。反相序会造成整流器启动时，瞬间相电流过大，为了保护整流电路，会烧毁输入端的精密电流保险器，同时，也要求UPS在开机的时候必须延时10秒钟，等整流电流平稳之后，再启动逆变器。输入端的另一个问题是输入电路振荡而产生的谐波问题。梅兰日兰UPS采用的大功率的整流硅堆和直流滤波电容，会造成输入波形振荡，表现出来的就是输入端的高次谐波。

（2）抑制谐波失真，减少对前端供电设备及电网的影响

因为整流和振荡的原因，UPS系统会在电源输入端产生多次谐波，输入电流波形图如图3，标准的50Hz的正弦基波，因为多次谐波的叠加，造成输入电流波形歧变。从谐波分量图可以看出，其中影响较大的是五次谐波和七次谐波分量，五次谐波的幅度达到基波的55％左右，七次谐波的幅度达到基波的30%左右。谐波电流的危害会造成电网电压的失真度升高；中线电流有效值升高；补偿电容中电流增大；控制电路出现干扰等问题，谐波的影响还会增加无功功率，造成输入功率因素下降。两台UPS并联后，谐波分量也会叠加，将对供电电网造成影响，特别是当发电机供电的时候。因为交流发电机的阻抗大于变压器阻抗，交流发电机的输出瞬态阻抗表示为 X″d，对于第n谐波，交流发电机表现出的阻抗将变为n倍的X″d，所以过大的高次谐波会致使发电机发热过载。如果UPS负载较大，从投资和应用角度来看，有效的抑制高次谐波显得尤为必要。

梅兰日兰公司相应的谐波抑制选件，一般的方法有无源谐波滤波器和有源谐波滤波器，无源的谐波滤波器采用的是LC电路，只能消除某次谐波电流，成本低，但滤波效果较有限。一般选用的是有源谐波滤波器，基本原理是把有源谐波调节器与电源和非线性负载并联连接在一起，通过快速傅立叶变换（Fast Fourier Transform）方法进行谐波的采样，然后提供一个谐波电流，此电流与被负载消耗的谐波电流总量相当，可以用来补偿所有的谐波（包含各次谐波），也可以针对几个特定的谐波进行补偿；这种调节器甚至可以自动地去消除几个不稳定的谐波或产生系统谐振的谐波次数。通过无功功率补偿与谐波电流补偿的结合，通过有效的调节配置，可以使负载的总功率因数提高到接近1，提高自备发电机的可靠性。在负载功率较大的情况下，可选用梅兰日兰SineWaveTM 和 SineWave PCSTM 系列有源谐波调节器，作为谐波抑制和功率补偿。

2、逆变输出部分

减少并机UPS的环流，均分负载，提高并机效率和可靠性。并联的UPS必须在同一电网供电，在这种情况下，UPS的逆变器永远在跟踪旁路的市电，由于这些UPS都在跟踪同一路市电，也就相当于在相位上跟踪。这些UPS在频率和相位上都是一致的，虽然可以并联，但这种并联并不保险，主要原因如下。虽然它们都在频率相位上跟踪旁路，但在相位上有超前和落后之分，一般大容量UPS的相位跟踪误差为±3度，如果这两台并联的UPS一个为＋3度，另一个为－3度，那么它们两个并联后都有可能在相位上差6度，这就可能使输出电压相差二十几伏，将会在UPS输出端造成很大的环流，使逆变器因过载而烧毁。另外，虽然是同型号、同规格的UPS逆变器，但逆变参数和变压器参数的微小差异会导致输出电压不一样，比如一个218V，另一个221V，也将在UPS输出端造成很大的环流。以上两方面的差异都会导致输出电压的不一样，一方面形成环流，另一方面两台UPS向负载输送的电流也不一样，很可能造成一台过载的，以上两项指标虽然可以通过调整而达到基本一致，但随着UPS的时间和工作参数的变化，这种平衡很快就会失去，所以说，不加任何措施的UPS并联系统，其可靠性不一定比单台UPS高，甚至还要低。并联连接要解决的关键问题是处于并机状态的两台UPS逆变器，应在同时同步跟踪交流旁路电源的条件下，满足同幅度、同频率和同相位的要求，以达到均分负载和环流为零的目的。

UPS并联连接方式还有一个重要的指标就是电流均分，也就是说必须保证并联的每台UPS的输出电流是总输出电流的1/N，两台UPS并机连接，就要求两台UPS的输出电流相等，至少其相互之间的最大不平衡度要求要在要求的范围之内（一般小于2％）。

梅兰日兰PW 系列UPS对减少环流和负载均分的处理，采用负载同步跟踪方式来实现，设置一台作为导航机，让导航机的逆变输出控制跟踪静态旁路的市电的相位和频率，其他并机的UPS通过通讯板和高速通讯线路跟踪导航机的逆变输出，从而确保两台UPS输出相位、频率和幅度控制在标准范围之内。为了消除跟踪的瓶颈故障点，并机的UPS系统还具有互为跟踪的同步功能，即谁优先跟踪市电，谁就作为导航机，其逆变器输出为另一台UPS跟踪。同时采用电压负反馈、电流前馈、电流局部循环等技术，提高并机UPS的承载能力，实现精确的电流与负载均分。

3、 电池维护部分

在正常工作时，电池一直处于浮充状态。如果长时间不让电池放一部分电能，对电池正常化学反应不利。建议每月人为地放电一次，让电池放掉的电能最好占电池组总容量的20～30％。这样做是为了激活电池的惰性，恢复电池的储能容量。任何一节电池故障都可能造成UPS后备显示时间的失真，定期了解电池组的工作状态，通过放电测试，可以了解电池组的放电特性，如图4，从图中我们可以看出并机的两台UPS二十分钟的放电特性，两台UPS的电池的型号不同，使用寿命不同，表现出来的放电特性也不一样。在测试负载一样的情况下，可以比较出电池放电时的恒压能力，从而也反应出电池组的性能，恒压能力越好，电池组的性能也就越好。如果放电时间越长，表现出来的放电特性差异将会越明显。

4、其他注意事项

根据UPS对大多数用户负载需求的设计， 适当的负载才能提高UPS的工作效率，效率和功率关系图如图5，负载在达到满载的25％左右，效率可达到91％。在改造前后，负载不变的情况下，并机的两台UPS均分负载，相当于单台UPS的负载减少了一半，应该确保负载达到25％以上，有助于提高UPS的工作效率，高效率可减少因自身损耗而产生热量，提高转换效率，有利于冗余并联和长期运行。

确保并机UPS正常的运行并达到最佳的工作状态，定期的维护保养是必须的。UPS是精密的电源设备，发热量大，通过大量的散热风扇冷却，灰尘颗粒随气流流动，会造成精密电路板上大量的灰尘颗粒附着，时间久了或者室内湿度变化都可能引起UPS的不稳定。定期的维护可以清理附着的灰尘，定期了解两台UPS的工作状态和老化程度，定期观察每台UPS的参数，适当的调整UPS的输出参数和分担的功率，减少两台UPS因为器件差异而产生的环流，提高并机UPS的可靠性。

不间断电源UPS 篇7

近几十年来,我国通信业发展迅速,覆盖了全国绝大多数地区,已经成为人们现代生活密不可分的重要组成部分。电源作为通信网络的“心脏”,对保障通信网络的安全可靠运行起着至关重要的作用。

1 通信电源的三级划分

电源系统可靠性是确保通信系统正常运行的首要条件,为了确保可靠的供电,由交流电源供电的通信设备需要采用交流不间断电源(UPS)。某些通信设备对交流电源的电压和频率指标要求很高,也需要由交流不间断电源(UPS)供电。通信电源可以分为三级,第一级电源为交流基础电源,保证能源供给,但不能保证不间断。直流电源和交流不间断电源(UPS)为第二级电源,主要保证不间断供电。第三级电源为二次电源,主要提供通信设备内部各种不同交、直流电压的要求。

综上可知,在通信电源系统中引入UPS是为了以优良的供电质量向负载连续供电,从而提高供电系统的可靠性和质量。因此,UPS的性能优劣及其可靠性就显得十分重要。

2 通信用UPS电特性要求

通信行业标准对通信用UPS的电气性能技术要求如表1所示:

在实际设计和配置UPS时,可根据负载特性、电网以及对UPS的具体要求,来确定选择侧重的电气性能指标。

3 典型UPS的组成及特点

UPS的较早形式由整流器、电池、直流电动机、柴(汽)油机、飞轮和发电机组成,飞轮为储能装置,称为动态式UPS。其维护简单,比较稳定,但系统庞大,操作不便,效率低,噪声大,电力品质不高。

随着技术的进步,动态式UPS逐渐被蓄电池做储能装置的UPS所取代,称为静态式UPS,因其具有一系列优点而成为主流,由整流器、充电器、蓄电池、逆变器、静态开关和手动维修旁路开关组成,结构如图1所示。

根据运行原理和结构不同,可以分为后备式UPS、互动式UPS、双变换式UPS、Delta变换式UPS等四种类型。

3.1 后备式UPS

后备式UPS对市电进行简单的升降压及滤波处理后直接供给负载,当输入电源不符合要求时才由电池供电,绝大多数时间内负载使用的是市电或经简单处理后给负载供电。具有成本低、部件少、体积小、效率高等优点。但市电/电池供电转换时间约4～10ms,输出精度低、输出波形差、输出波形为方波,适用于单台计算机系统的断电保护。

3.2 互动式UPS

互动式UPS,当市电正常时,供给负载为改良了的市电;市电故障时,负载完全由电池逆变供电。双向变换器既可当逆变器,又可作为充电器给蓄电池供电。市电正常时逆变器处于热备份状态而作为充电器给电池充电,故又称为在线互动式UPS,此时其工作效率可达98%以上。具有输出能力强,不对电网产生谐波干扰等优点。但输出电压精度和稳定度比较差,能满足一般负载的供电要求。

3.3 双变换式UPS

双变换式UPS的电路结构如图1所示,这是10kVA以上功率范围的电源最常用的UPS类型。不管有无市电,负载的全部功率都由DC/AC逆变器提供,能够保证高质量的电源输出。市电掉电时,输出电压不受任何影响,没有转换时间,具备典型的在线式UPS功能。能够彻底解决市电停电、电压波动、频率不稳、波形失真及电压干扰等所有输入电源的问题。可以作为通信局(站)或者关键性负载的首选电源。

由于负载功率100%都由逆变器负担,因而UPS的输出能力不理想,对负载提出限制条件。而且,其可控输入整流器决定了UPS输入功率因数低,无功损耗大,输入电流谐波成分大于30%,对电网产生很大的污染。

3.4 Delta变换式UPS

Delta变换式UPS把电网调节技术中的串并联有源滤波技术应用到了UPS电路结构中,适用于功率范围5kVA到1.6MW的应用领域。它始终由逆变器提供负载电压,故有高性能输出特点。而且,Delta变换器也向逆变器输出供电,克服了双变换式UPS对电网产生污染和输出能力差的固有缺点。

其优点在于过载能力、输出电流峰值系数、输出功率因数等都得到了提高。但是,当市电存在时,Delta变换器承担的最大有功功率为额定的20%左右,而两个变换器承担的无功功率可能为输出功率的1倍。效率是个可变量,只有市电输入为额定值,负载为线性负载时,效率才达到最高值。当输入停电甚至出现短路时,Delta变换器将进入保护状态,若保护失效,则故障将是毁灭性的。事实上,电网停电或短路时有发生,相比之下,双变换式却不会出现此现象。

4 通信用UPS的设计

综合上述各种结构UPS性能的优劣,结合应用实际。我国通信用UPS几乎全部为双变换结构,为保证系统可用度,通常采用多个双变换单机UPS组成适当的冗余。在通信电源系统的实际应用中,设计UPS系统时主要包括以下几个方面的内容:前级供电系统、UPS容量计算、冗余配置等。

4.1 前级供电系统

UPS向负载提供电压稳定、频率稳定、波形失真度小的高质量电源,且保证实现无间断供电,其前级供电质量很重要。

前级供电系统电源电压及频率要稳定在正常范围内,通常大容量UPS主机输入电压范围为380V±15%。电压过低将使UPS后备蓄电池频繁放电,缩短蓄电池的使用寿命。电压过高则容易引起逆变器损坏。而且如果前级电压变化范围过大,会导致逆变器和旁路电源之间的切换被禁止或有间断。

在UPS供电系统中不应带有其他频繁启动的负载,否则其开、闭会出现瞬间高电压或低电压,导致供电线路上电压波形失真过大,造成UPS市电旁路供电与逆变器供电转换控制电路误动作,进而引起同步控制电路故障。

大多数通信用UPS都备有发电机组,以解决较长时间停电时的供电问题。在配置发电机组时,其容量不低于UPS额定输出功率的1.5～2倍,以保证发电机输出电压、频率正常,并改善其波形失真度。

4.2 UPS容量的计算

通常UPS的容量首先要满足当前负载的需要,同时也要考虑负载性质对UPS输出功率的影响。UPS电源实际可带负载量受负载功率因数的直接影响,对不同的负载功率因数要进行功率折算,UPS容量不宜过大或过小,还应考虑扩容的需要。

在计算UPS容量时,所有共用1台UPS的用电设备额定功率总和即为总负载功率P。UPS的最佳运行负载裕量百分值称为裕度,一般裕度m的值取20%为宜。考虑到通信行业的特点,功率因数PF取为0.9～0.95。则可以根据负载大小来确定UPS的容量S。

式中:———UPS容量(kVA);

P———负载有功功率(kW);

PF———负载功率因数;

m———裕度。

如果以PF取为0.9～0.95,m为0.2,则S=(1.3～1.4)P。可见,在确定UPS容量时,应按照所有负载功率总和的1.3～1.4倍来设计。

4.3 UPS冗余配置方式

提高UPS系统可用性问题的根本办法是采用多个双变换单机UPS组成冗余。UPS冗余主要有并联冗余、备用冗余、主—从串联冗余和分布冗余等几种形式。

并联冗余UPS由两个或多个单机UPS组成,各单机UPS的输出并联到一个公共的配电系统。系统一般按照个单机UPS配置,其中个单机就足以满足系统的全部负载用电,再增加一个作为备用。

备用冗余UPS的两个UPS中有一个是主用,另一个是备用。正常时两UPS同步运行,只有主用UPS为负载供电,备用UPS空载运行。当主用UPS故障时,转换为备用UPS供电,故障的主用UPS与负载断开。其控制电路简单,但主用UPS向备用UPS转换时,备用UPS要承受100%额定阶跃负载,故对逆变器的动态性能要求较高。

主—从串联冗余UPS由两个单机UPS按照串联方式连接,一个是主UPS1,另一个是冗余UPS2。冗余UPS2的输出直接与主UPS1的旁路输入端连接。当主UPS或冗余UPS需要进行维护时,负载可由另一台UPS供电,此时负载仍可与市电电源和各种干扰隔离。

在实际运用中,UPS输出端至负载之间的配电电路往往产生故障。为了既保证UPS输出端的电源可靠,又保证负载输入端的电源可靠,设计了分布冗余UPS。其目的是将电源系统的冗余扩展到每一个负载设备,使电源系统的冗余尽可能接近负载设备的输入端。它有两个独立的UPS,每个独立的UPS都能为全部重要负载供电,构成双母线供电系统。每个UPS系统的输出功率总容量都大于或等于系统负载总容量。通过适当的配电电路,可以为单电源输入和双电源输入的各种负载设备供电。分布冗余除了提高系统的可靠性外,还可使系统在线维护和扩容升级变得容易。

摘要：随着通信技术发展,对电源提出了越来越高的要求,本文介绍了通信电源的三级划分方法以及不间断电源(UPS)的重要性,通过分析各种类型UPS的性能特点,提出了在设计通信用UPS时的前级供电系统、UPS容量计算以及冗余配置的基本思路和方法。

关键词：通信电源,UPS,双变换式,可用性,冗余配置

参考文献

[1]张雷霆.通信电源[M].北京:人民邮电出版社,2005.

[2]董延广.通信用UPS蓄电池的管理与维护[J].UPS应用,2009(2):48-51.

[3]张乃国.电源技术[M].北京:中国电力出版社,1998.

不间断电源UPS 篇8

关键词：直流电源,220V电池,UPS不间断电源,应用分析

近年来,在很多的石油化工、电能供应、金属冶炼等领域都配备了UPS不间断电源设施,在避免突然出现断电的时候影响监控系统正常发挥功能,以及提供后期检修维护重要依据,防止出现不必要的损失现象等方面实现了良好的效果。UPS不间断电源设施主要是电力供应中断的时候,把原有的直流电转换为监控设施实际需要的交流电,所以将不间断电源用正常使用的220 V的直流电源系统取代,也可以实现电源供应的持续保证,而且能够减少投入大量的资金购买设施,避免了增加后期的维修次数。因此, 笔者试就220 V的直流电池电源代替UPS不间断电源系统,进行粗浅的分析研究。

1 UPS不间断电源的工作特性及其应用中存在的问题

1.1基本运行原理

某变电站将UPS不间断电源系统应用到了2台330 MW的供电机组中,其主要结构类型和工作原理如下:该系统由4路电源进行连接:一是A段母线,经由调压设施和阻隔变压设施的旁路回路系统;二是B段母线,通过滤波器、逆变设施和阻隔变压设施的主电力系统;三是厂用直流端,通过二极管分隔并且与二路电源整流、逆变设施连接,作为电力补充系统;四是当不间断电源出现故障进行维护的时候应用的电源设施。UPS不间断电源平时使用的时候,通常利用的是二路系统,一旦出现了突然断电,逆变设施对蓄电池电量进行转换供应,瞬间实现电力的正常输送和监控,不会影响电力设备的正常运行。对UPS不间断电源系统进行检查维护以及不使用二路系统的时候,将其转换到一路系统中,但是从一路电源转换成逆变的供电系统,往往比更换电池的时限要高出很多,非常不便利,所以通常应用的主要就是逆变系统,而往往不会应用一路或者二路电源设施。而且,即使UPS不间断电源提供了3套的电力保障供应设施,不过仍然需要依赖直流电源以应不时之需。

1.2应用中存在的薄弱环节

变电站供电机组使用的UPS不间断电源非常复杂,而且购买时投入了很大资金,对电能资源的消耗也非常高,特别是在进行设备安装调试、后期检修维护的时候也需要投入很大的人力和财力。比如这种不间断电源设施在电路结构上具有一定的复杂性, 在日常使用的时候,就出现了突然断电而备用电源切换不及时导致DCS系统失常,并且严重损坏油泵、机轴等机械设施的故障问题,在检修和维护的时候增加了很大的资金支出和人力投入。

2 220 V直流电池电源系统应用分析

2.1直流220 V电池电源应用实践

考虑到UPS不间断电源在应用中经常发生的一些故障问题, 某变电站探索使用了220 V的直流电池电源,取代了以往的UPS不间断电源系统,但是经常出现突然断电影响交流电正常供应的DCS监控设施中,至此之后就始终没有影响到监控系统的顺畅使用。只不过与以往不间断电源系统使用在电力设施的配置上,唯一区别的就是在交流电源的部位安装了一台电源打印设备,借此来控制直流电量的超负荷运行。而后在2台330 MW的供电机组中,将UPS不间断电源系统应用220 V的直流电池设施进行了更换,比以往设备资金投入降低了大约280万元,阻隔变电、调压整流、逆变切换等UPS不间断电源设施的电能损耗每年降低了大约36万元,而且也极大地降低了后期在电源设备上的检查和维修数量,在人、财、物的投放上得到了大大的削减。

2.2直流220 V电池电源使用原理

当前在220 V的交流电源监控系统中,切换为48、24和5 V的直流电,主要是利用常规的稳压电源串联和稳压调研开关两个办法。稳压电源串联通常是将50 Hz的工频电源设施使用线圈和硅钢材料缠绕之后切换为正常使用的电压,整流、过滤、稳固处理之后提供给电力设施和监控系统,由于配备了电源变压设施,因而依靠的必须是交流电。而稳压电源开关不仅在应用的时候比串联类型具有较高的工作效能,而且其自身的质量和体积均非常小, 在电力资源的消耗上也非常的少,只不过在电路结构上具有一定的复杂性。在近年来各种电子信息科技应用的不断推陈出新,这种稳压电源开关设备已经得到了极大的改进,电路系统的复杂化得到了很好地解决,因此目前很多电力设施上都使用这种电源系统,取代UPS不间断电源以保障电力切换供应。

一方面,这种稳压电源开关设施在使用的时候,先是将220 V的交流电源进行噪音控制,然后通过电源波段的整流、过滤,切换成300 V左右的直流电,接下来把这种直流电转换为100 k Hz以上的高频,在经过物理阻隔变压、整流、过滤之后,将高频中的交流电转换成稳定的电压电源,如果这种电压电源出现了一定程度的波动,经由调制设施的变频,就可以实现安全可靠的输出电压。

另一方面,应用这种稳压电源开关设施通过220 V的直流电进行供应,需要对220 V的交流电在整流、过滤之后,转换成220 V的直流电来利用,只不过需要增加一道整流和过滤的过程,但是切换成的电压至少要低100 V左右,而且比以往电源电源要高出很大的应用空间,所以在稳压电源开关设施中使用220 V的直流电源具有很强的安全性和可靠性。

同时,新配备的DCS系统使用直流电池电源,也可以仍然使用原有的UPS不间断电源系统的辅助电池和整流设施,能够减少辅助电池和整流充电设施的安装数量,之前应用的不间断电源设施重新调整变更为直流电源系统,以及电力荷载结构的重新配置设计,在技术处理上也不是很复杂,在后期投入使用的时候无需进行重复操作。

另外,由于这种稳压电源开关设施的良好使用效果,同时配备了整流设施,导入220 V直流电在极性上要求不是很高,使用哪种连接方式都适宜,所以目前在打印设备、网络交换系统、DPU监控系统、变电站等DCS系统电源切换中得到了广泛的应用,并且越来越取代了以往的UPS不间断电源设备。尤其是这种稳压电源客观系统在DCS监控设施上使用,通过二路电源系统进行电力供应,其中一路电源能够顺畅使用即可满足电力设备的正常运转, 而且这二路电源之间相互转换无需太多的时间,传统也不用重新启动。

3结语

综上所述,将传统的UPS不间断电源设施使用220 V的直流电池电源来代替,改变原有的监控系统电力保障设备,不仅会极大地减少电源设施安装调试的复杂操作,降低电力设施的资金投入,而且也能够有效地削减后期电源系统使用上的能源损耗,降低在设备运行检修养护上的人力和财力支出,确保电力设施的安全稳定运行,所以在各个领域中使用220 V的直流电池电源取代以往的UPS不间断电源设施,更方便、更高效,应用空间也更为广阔。

参考文献

[1]纪亚非.直流220 V电池电源替代UPS不间断电源系统[J].自动化与仪表,2012(3):57-60.

[2]林旭东.浅谈UPS(不间断电源)技术在单位机房建设供电系统中的应用[J].科技创新与应用,2013(22):160.

不间断电源UPS 篇9

关键词：UPS,电视播控,应用

1 UPS电源特点

我们电视播控中心采用的是一套适用于RS-232智能型UPS系统。在市电正常时, UPS能以数据及图形清楚显示UPS输出入电压、频率、负载、温度及电池容量等资料的实时状态, 帮助使用者监控电力供应品质, 同时还可透过网际网络进行远程监控UPS, 让使用者可以不受空间的限制, 更有效率的管理电力, 当市电发生中断或是UPS电池低电位时, UPS更能充分发挥其无人状态下的监控功能, 并增加了多方位的自动警讯传送功能。

2 UPS电源原理及构成

UPS电源系统由四部分组成:整流、储能、变换和开关控制。系统的稳压功能通常是由整流器完成, 采用可控硅或高频开关整流, 本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能, 从而当外电发生微弱变化时, 输出幅度基本不变的整流电压。净化功能由储能电池来完成, 由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除, 整流后的电压仍存在脉冲干扰。储能电池除可存储直流电能的功能外, 对整流器来说就象接了一只大容量电容器, 其等效电容量的大小, 与储能电池容量大小成正比。由于电容两端的电压是不能突变的, 即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰, 也称对干扰的屏蔽。频率的稳定则由变换器来完成, 频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定程度。

UPS电源系统主要分两大部分, 主机和储能电池。额定输出功率的大小取决于主机部分, 因为UPS电源对不同性能的负载驱动能力不同, 通常负载功率应满足UPS电源70%的额定功率。当负载功率确定后储能电池容量的选取主要取决其后备时间的长短, 这个时间由备用电源的接入时间长短来定。我播控中心备用电源接入时间大约需要几分钟。

3 UPS使用注意事项

(1) UPS电源主机对环境温度要求不高, 5-40℃都能正常工作, 但要求室内清洁, 否则灰尘加上潮湿会引起主机工作紊乱。储能蓄电池则对温度要求较高, 标准使用温度为25℃, 平时不能超过15-30℃。温度太低, 会使蓄电池容量下降, 其放电容量会随温度升高而增加, 但寿命降低。如果在高温下长期使用, 温度每高10℃, 电池寿命约降低一半。

(2) 主机中设置的参数在使用中不能随意改变。特别是对电池组的参数, 会直接影响其使用寿命, 但随着环境温度的改变, 对浮充电压要做相应调整。通常以25℃为标准, 环境温度每升高或降低1℃时, 浮充电压应增加18mV (相对于12V蓄电池) 。

(3) UPS电源系统按使用要求功率余量不大, 在使用中要避免随意增加大功率负载增加额外设备, 也不允许在满负载状态下长期运行。UPS电源系统几乎是在不间断状态下运行的, 增加大功率负载, 即使是在基本满载状态下工作, 都会造成主机出故障, 严重时将损坏变换器。

(4) 在无外电, 靠UPS电源系统自行供电时, 应避免带负载启动UPS电源, 应先关断各负载, 等UPS电源系统启动后再开启负载。因负载瞬间供电时会冲击电池, 多负载的冲击电流再加上所需的供电电流会造成UPS电源瞬间过载, 严重时将损坏变换器。

(5) 在任何情况下, 都应防止电池短路或深度放电, 因为电池的循环寿命和放电深度有关, 放电深度越深、循环寿命越短。在容量实验中或是放电检修中, 通常放电达到容量的30—50%就可以了。对电池应避免大电流放电, 虽说充电时可以接受大电流, 但在实际操作中应尽量避免, 否则会造成电池极板膨胀变形, 使得极板活性物质脱落, 电池内阻增大, 温升越高。严重时将造成容量下降, 寿命提前终止。

(6) 由于组合电池组电压很高, 存在电击危险, 因此装卸导电联结条、输出线时应有安全保障, 工具应采用绝缘措施, 特别是输出接点应有防触摸措施。

4 日常维护与检修

(1) UPS电源在正常使用情况下, 主要是防尘和定期除尘。一般每季度应彻底清洁一次。其次就是在除尘时, 检查各连接件和插接件有无松动和接触不牢的情况。

(2) 虽然储能电池组目前都采用了免维护电池, 免除了以往的测比、配比、定时添加蒸馏水的工作。但外部工作状态对电池的影响并没有改变, 这部分的维护检修工作仍是非常重要的。

(1) 储能电池的工作全部是在浮充状态, 在这种情况下至少应每年进行一次放电, 放电前应先对电池组进行均衡充电, 以达到全组电池的均衡。

(2) 核对性放电, 不是首先追求放出容量的百分之多少, 而是要关注发现和处理落后电池, 经对落后电池处理后再作核对性放电实验。这样可防止事故, 以免放电中落后电池恶化为反极电池。

(3) 日常维护中需经常检查的项目有:清洁并检测电池两端电压、温度;连接处有无松动, 腐蚀现象、检测连接条压降;电池外观是否完好, 有无变形和渗漏;主机设备是否正常。

(3) 当UPS电池系统出现故障时, 应先查明原因, 分清是负载还是UPS电源系统;是主机还是电池组。对主机出现击穿, 断保险或烧毁器件的故障, 一定要查明原因并排除故障后才能重新启动, 否则会接连发生相同的故障。

不间断电源UPS 篇10

UPS (Uninterruptible Power System) 即不间断电源, 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, 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。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;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。

2 UPS供电系统组成

UPS系统主要包括由整流模块 (REC) 和逆变块 (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路静态开关、维修旁路空开Q3BP、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Q5等。

其中, 空气断路器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, 要求对负载供电不间断而对UPS内部进行维修时, 可使用维修旁路开关Q3BP。

3 工作模式

3.1 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。

3.2 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向负载供电。市电恢复后系统自动无间断地恢复到正常工作模式。

3.3 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静态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。此后若需恢复到正常工作模式, 则需要重新开机。

3.4 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, 可以通过闭合维护开关Q3BP, 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QF1以及输出开关Q5, 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。

3.5 并机工作模式

多台UPS (最多8台) 在冗余并机或扩容并联的工作方式时, 各台UPS之间自动均分负载, 如果其中一台UPS出现故障, 该台UPS自动退出运行, 剩余UPS均分负载;如果系统过载, 则整个UPS系统转旁路运行。并机工作又有正常工作模式、电池工作模式、旁路供电模式、维修工作模式和联合供电模式等多种工作模式。

4 功能元件介绍

4.1 整流器

1) 功能

将市电AC电源转换成稳定的DC电源 (直流稳压电源) , 输送足够能量供给逆变器带负载和给电池充电。

2) 主要组成

4.2 逆变器

1) 功能

把整流器或电池送来的DC电源变换成电压稳定 (额定值±1%) , 频率稳定 (额定值±1-2%, 本机振荡精度可达额定值±0.05%) , 谐波含量少 (THD<5%, 在峰值因数为3:1) , 干净的再生正弦波AC电源供给负载。允许DCV变化范围:320V-490V。

2) 主要组成

4.3 手动维修旁路

1) 功能

为在不中断负载电源情况下, 检修UPS;辅助触点发出信号, 禁止逆变器启动。

2) 主要组成

加锁的手动开关。

4.4 电池

1) 功能

当市电中断或超限时, 供给逆变器能量 (DC电源) ;保证负载电源不会中断。

2) 主要组成

5 维护与维修

UPS内部的元器件除了冷却风扇在转动, 其他都是静止的。日常维护内容非常少, 由于UPS的正常运行受环境影响较大, 因此在日常维护中需注意保证满足UPS运行的环境要求。

5.1 日检

1) 检查控制面板:确认所有LED指示正常, 液晶屏显示的所有参数正常, 面板上没有报警;

2) 检查机柜内各风扇输出处无明显的高温;

3) 有无异常噪声;

4) 确认通风栅格无阻塞;

5) 检查所有风机是否运行正常, 确认有风从机内吹出。风扇在连续运转下的预期工作时间一般为20000~40000小时, 在高温环境下使用风扇寿命会缩短。

5.2 周检 (周期可根据使用单位实际情况调整)

1) 测量并记录输入电压/电流;

2) 测量并记录电池充电电压/电流;

3) 测量并记录UPS输出电压/各相电流, 并同以前值进行比较。

5.3 年检 (周期可根据使用单位实际情况调整)

1) 关断UPS, 将负载转到维修旁路供电;

2) 断开UPS的市电输入开关和电池开关;

3) 确信UPS整流器输入端、电池连接端、输出端和旁路输入端没有电压;

4) 打开UPS门板和内部的保护盖板;

5) 检查UPS功率器件和辅助器件, 特别注意以下几部分:

电容———检查漏液、变形等

磁性元件———检查过温痕迹、紧固程度及有无裂痕

电缆和连接端———检查电缆老化、磨损和过温痕迹, 检查印刷电路板接头须牢固

印刷电路板———检查清洁度和完整性

6) 用吸尘器吸去表面杂质, 用低压空气吹去外部碎屑;

7) 重新合上UPS的市电输入, 按照UPS启动步骤启动UPS, 将负载转到由逆变器供电;

8) 如有必要, 断开主路输入开关 (Q1) , 检查电池后备时间, 当电池电压下降至比放电终止电压高15V时合上整流器输入开关 (Q1) , 记录下UPS的后备时间。

6 结束语

由于供电系统是基础性的保障系统, 而UPS电源则是供电系统最关键的部件, 它的可靠与否直接关系到负载的可靠运行。所以细致全面做好UPS系统日常维护工作是避免出现这些问题的最佳手段。

摘要：UPS是供电系统中重要设备之一, 是用于当正常交流供电中断时, 将蓄电池输出的直流变换成交流持续供电的电源设备。UPS系统设备的安全稳定运行是整个空管系统安全运行的重要保障。目前空管重要的设备、台站、航管楼都配有不同型号、品牌的UPS设备。

关键词：提高供电质量,调高噪声抑制,市电保护

参考文献

[1]艾默生.UL33系列UPS用户手册[Z].

[2]张乃国.UPS供电系统应用手册[M].电子工业出版社, 2003, 8.