一、UPS介紹
不間斷電源UPS(UninterruptiblePowerSupply)不僅在輸入電源中斷時(shí)可立即供應(yīng)電力，在電源輸入正常時(shí)，也可對(duì)品質(zhì)不良的電源進(jìn)行穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、抑制浪涌、濾除噪聲、防雷擊、凈化電源、避免高頻干擾等以提供使用者穩(wěn)定純凈的電源，在工業(yè)中應(yīng)用廣泛。但如果沒(méi)有掌握UPS系統(tǒng)的選型、安裝調(diào)試、使用維護(hù)的要點(diǎn)，則會(huì)使UPS性能下降、壽命縮短，甚至損壞[1]。
UPS可分成離線式、在線式、在線交互式3種[2]。離線式不斷電系統(tǒng)，又稱后備式，平常市電走旁邊的一條路徑(俗稱旁路)直接供電給負(fù)載，只有停電時(shí)，才由蓄電池經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換為交流電源提供給負(fù)載電力。在線式UPS就是平常由逆變器輸出給負(fù)載電力，只有UPS故障、過(guò)載或過(guò)熱時(shí)才會(huì)轉(zhuǎn)為旁路輸出給負(fù)載。在線交互式UPS平常由旁路輸出給負(fù)載，逆變器此時(shí)做為充電器。當(dāng)斷電時(shí)逆變器則將電池能量轉(zhuǎn)為交流電輸出給負(fù)載。
l.1在線式UPS原理
UPS系統(tǒng)主要由UPS主機(jī)和蓄電池組兩部分組成。
在線式UPS主要包括:維修旁路、靜態(tài)旁路電路，整流器(AC/DC)，直流變直流轉(zhuǎn)換器(DC/DC),逆變器(DC/AC)，蓄電池充電器及控制、偵測(cè)電路[3]。
1.2UPS系統(tǒng)工作原理
a.整流器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電壓。
b.直流直流轉(zhuǎn)換器為一功率因數(shù)校正的倍壓式升壓轉(zhuǎn)換器，校正交流輸入電流與輸入電壓同步;并穩(wěn)定地將電壓提升至約400VDC輸出。此控制電路，使輸入電流能同步于輸入電壓，并且使UPS能承受更寬范圍的輸入電壓。
c.逆變器將直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓輸出，并且與輸入市電同步，本逆變器為一半橋電路。
d.靜態(tài)旁路電路可選擇旁路輸出或逆變器輸出作為UPS輸出的開(kāi)關(guān)，逆變器關(guān)閉時(shí)以旁路輸出。
e.充電器可接受市電做輸入而轉(zhuǎn)換，適合對(duì)電池充電的直流電壓，使電池保持在充滿狀態(tài)。各機(jī)種內(nèi)部充電器之最大充電電流約為2.6A。
f.控制電路是偵測(cè)各部分控制電路運(yùn)作。
g.手動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)是用來(lái)隔離UPS的整流器、充電器、逆變器和靜態(tài)開(kāi)關(guān)，交流市電直接經(jīng)手動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)及輸出斷路器供電給負(fù)載，以便對(duì)UPS做維修保養(yǎng)。
h.輸出隔離變壓器提供電氣隔離和多重輸出電壓。當(dāng)UPS開(kāi)機(jī)時(shí)，由輸入交流電源經(jīng)濾波器后分成2路輸出，其中1路輸出送至交流變直流轉(zhuǎn)換器(AC/DC)，轉(zhuǎn)換成直流電后再送給半橋式直流變交流逆變器(DC/AC)，呈交流輸出;另1路作為旁通路徑。一般而言，開(kāi)機(jī)后UPS會(huì)進(jìn)行內(nèi)部自我診斷，若一切正常，旁通開(kāi)關(guān)會(huì)選擇逆變器輸出，此種輸出稱為在線式模式輸出。
當(dāng)輸入市電斷電時(shí)，整流器與充電器即不工作，而直流直流轉(zhuǎn)換器工作，將蓄電池的電壓轉(zhuǎn)換至逆變器的輸入端，再轉(zhuǎn)換為交流輸出，即電池模式輸出。
二、UPS選型要點(diǎn)
2.1UPS功率問(wèn)題
UPS的輸出功率與功率因數(shù)關(guān)系密切，在容性負(fù)載條件下，UPS的輸出功率可以達(dá)到標(biāo)稱功率;在感性負(fù)載條件下，UPS的輸出功率則大大下降。即使在功率因數(shù)為0.8(感性)時(shí)，其輸出也只能達(dá)到標(biāo)稱功率的50。UPS的負(fù)載，一般都是計(jì)算機(jī)負(fù)載，而計(jì)算機(jī)負(fù)載內(nèi)部電源大都是開(kāi)關(guān)電源，在開(kāi)關(guān)電源負(fù)載條件下，瞬時(shí)功率很高，但實(shí)際平均功率卻很小。故一般UPS在開(kāi)關(guān)電源作負(fù)載時(shí)，其功率因數(shù)只能達(dá)約0.65;而UPS在開(kāi)關(guān)電源作負(fù)載時(shí)，其功率因數(shù)指標(biāo)，一般為0.8[4]，按此指標(biāo)來(lái)帶開(kāi)關(guān)電源負(fù)載，就有可能損壞UPS設(shè)備。因此，選擇UPS的功率時(shí)，一定要考慮負(fù)載的功率因數(shù)。
后備式方式輸出的UPS不能帶電感性負(fù)載，而且負(fù)載量在額定負(fù)載的約50最好。因?yàn)樵谶@種負(fù)載條件下，可以消除50Hz主波輸出波形中的3次諧波(150Hz正弦波)分量，減輕開(kāi)關(guān)電源中流過(guò)直流濾波電容中的電流，防止濾波電容因長(zhǎng)期過(guò)流工作而損壞。
2.2UPS輕載運(yùn)行問(wèn)題
大多數(shù)UPS在50～100負(fù)載時(shí)，其效率最高，當(dāng)負(fù)載低于50時(shí)，其效率急劇下降。因此，當(dāng)UPS過(guò)度輕載運(yùn)行時(shí)，從經(jīng)濟(jì)角度講是不合算的。另外，有的用戶總認(rèn)為，負(fù)載越輕，機(jī)器的可靠性就越高，故障率就越低，其實(shí)，這種概念并不全面，因?yàn)樨?fù)載輕，雖然可以降低末級(jí)功率管被損壞的概率，但對(duì)蓄電池卻極其有害，過(guò)度輕載運(yùn)行，一旦市電停電，如果UPS沒(méi)有深放電保護(hù)系統(tǒng)，有可能造成蓄電池過(guò)度深放電，一次深度過(guò)放電可能會(huì)使蓄電池的使用壽命減少1-2年，甚至造成蓄電池的報(bào)廢[5]。
2.3UPS是否須購(gòu)買(mǎi)電源監(jiān)控軟件問(wèn)題
當(dāng)消費(fèi)者在使用UPS時(shí)，可通過(guò)電源監(jiān)控軟件掌握UPS狀態(tài)，及對(duì)市電的穩(wěn)定度與狀況記錄并提供給相關(guān)人員分析。另當(dāng)市電中斷或蓄電池供電終止時(shí)，可自動(dòng)儲(chǔ)存檔案、關(guān)閉系統(tǒng)及關(guān)閉UPS等功能。新一代電源監(jiān)控軟件，并具有遠(yuǎn)程監(jiān)控UPS及定時(shí)開(kāi)關(guān)UPS等功能。
為增加并完整發(fā)揮UPS的效能，一套適當(dāng)?shù)腢PS監(jiān)控軟件是必須的。一般使用者最需要知道的是市電輸入及蓄電池狀態(tài)是否正常。當(dāng)市電異常且又未裝置電源監(jiān)控軟件時(shí)，使用者若在現(xiàn)場(chǎng)仍可因UPS所提供的電源進(jìn)行應(yīng)對(duì)措施如儲(chǔ)存檔案、關(guān)閉系統(tǒng)等。但若市電異常，又未配置監(jiān)控軟件，且使用者又不在現(xiàn)場(chǎng)，當(dāng)UPS的蓄電池供電耗盡時(shí)，有形的損失有資料流失(個(gè)人計(jì)算機(jī)損失有限、網(wǎng)絡(luò)工作站之損失無(wú)法計(jì)算)，無(wú)形的損失是計(jì)算機(jī)與外圍設(shè)備內(nèi)部組件損壞而造成產(chǎn)品壽命減短。此時(shí)，所造成的損失，如同未安裝UPS一樣。所以購(gòu)買(mǎi)UPS時(shí)，應(yīng)同時(shí)購(gòu)買(mǎi)電源監(jiān)控軟件以達(dá)到完善的電力保護(hù)。
2.4UPS的網(wǎng)絡(luò)管理功能問(wèn)題[6]
對(duì)于現(xiàn)在多人多任務(wù)所使用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，系統(tǒng)須肩負(fù)著計(jì)算機(jī)工作站資料的管理與使用，雖僅是短短的停電，對(duì)系統(tǒng)本身所造成的損壞與大量資料的流失，則無(wú)法估計(jì)。所以使用者未來(lái)若有發(fā)展成計(jì)算機(jī)工作站計(jì)劃，則選購(gòu)UPS時(shí)，要選購(gòu)具備聯(lián)網(wǎng)功能的UPS，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
三、UPS安裝調(diào)試要點(diǎn)
3.1安裝空間要點(diǎn)
a.為減少電擊之危險(xiǎn)，UPS應(yīng)安裝于少污染，且溫度、濕度適當(dāng)?shù)氖覂?nèi)，并請(qǐng)注意周?chē)h(huán)境溫度。蓄電池壽命最長(zhǎng)的周?chē)h(huán)境溫度為15～25℃，蓄電池在超過(guò)25℃時(shí)，每升高10℃，則其壽命將減低一半[5]，容量也將降低一半[7],在正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，最長(zhǎng)電池壽命約可使用5年。
b.UPS要裝置在通風(fēng)良好之區(qū)域，勿使其暴露于雨水、塵垢太重或濕氣太重的地方，并遠(yuǎn)離可燃液體瓦斯或爆炸物。
c.為確保UPS有良好的可靠性和避免過(guò)熱，箱體的通風(fēng)口不可被堵塞。安裝UPS時(shí)，后面需有300mm空間作為通風(fēng)。
d.磁性載體，如磁盤(pán)、磁帶、卡帶等必須與UPS保持距離0.7m以上，否則UPS所產(chǎn)生的磁場(chǎng)將消磁磁性載體上的資料。
3.2調(diào)試要點(diǎn)
a.UPS一般是提供現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)和相關(guān)接口設(shè)備電源，如顯示器、調(diào)制解調(diào)器、卡帶磁帶機(jī)、外接式軟盤(pán)等。切勿使用在純電感性或純電容性負(fù)荷。UPS不宜帶感性負(fù)載，有的單位在驗(yàn)收機(jī)器時(shí)，想用大功率風(fēng)機(jī)、空調(diào)檢驗(yàn)UPS的性能與輸出功率，這是不適宜的。有的單位將風(fēng)扇、馬達(dá)等加到小功率的方波輸出的UPS上，也是不行的。
b.在做任何維修服務(wù)時(shí)，須先將蓄電池保險(xiǎn)絲取出，以切斷蓄電池電路。
c.開(kāi)機(jī)前，必須先從UPS配電箱中量測(cè)UPS輸入的零、火線和零、地之間電壓，確認(rèn)其正常后再開(kāi)機(jī)。
d.相序問(wèn)題。三進(jìn)三出的UPS輸入電源若相序接反，LCD將顯示相序反常故障(phaseabnormal)。此時(shí)，當(dāng)逆變器關(guān)機(jī)時(shí)，不能自動(dòng)跳旁路;在運(yùn)行期間，閉合旁路電源輸入斷路器，將產(chǎn)生操作過(guò)電壓，可引起炸機(jī)，損壞壓敏電阻。
e.手動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)只能在旁路模式(bypassmode)下才可使用。
四、UPS使用要點(diǎn)
4.1UPS不宜帶載開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)
沒(méi)有延遲啟動(dòng)功能的UPS，帶載開(kāi)機(jī)很容易在啟動(dòng)的瞬間，燒毀逆變器的末級(jí)驅(qū)動(dòng)元件。因?yàn)閯傞_(kāi)啟時(shí)，控制電路的工作還未進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，啟動(dòng)瞬間會(huì)產(chǎn)生較大的浪涌電流，對(duì)UPS的末級(jí)驅(qū)動(dòng)元件而言，更是如此。當(dāng)負(fù)載中包含有電感性負(fù)載時(shí)，帶載關(guān)機(jī)也同樣可能引起末級(jí)驅(qū)動(dòng)元件的損壞。因此，不能帶載開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)。
4.2示波器觀察UPS注意要點(diǎn)
UPS逆變器正常運(yùn)行時(shí)，禁止用示波器觀察控制電路波形。UPS的核心部件是逆變器，逆變器運(yùn)行時(shí)，請(qǐng)不要用示波器或其他測(cè)試工具觀察控制電路的波形。因?yàn)闇y(cè)試時(shí)，盡管特別小心，也很難避免表筆與臨近點(diǎn)相碰，更難防止因表筆接上后引起電路工作狀態(tài)的變化。一旦電路工作異常，就有導(dǎo)致末級(jí)驅(qū)動(dòng)元件燒毀的危險(xiǎn)。在維修中已發(fā)現(xiàn)過(guò)多次人為燒毀逆變器的現(xiàn)象。有的是屬于維修經(jīng)驗(yàn)不足，有的是為了學(xué)習(xí)，觀察電路波形而引起的。
4.3后備式UPS不能加大市電輸入保險(xiǎn)絲容量
后備式UPS在逆變器供電時(shí)，一般都沒(méi)有過(guò)載和短路自動(dòng)保護(hù)功能，但在市電時(shí)，一般靠輸入交流保險(xiǎn)擔(dān)當(dāng)過(guò)載保護(hù)任務(wù)，所以用戶不可輕易地加大市電輸入保險(xiǎn)絲的容量;否則，一旦UPS輸出發(fā)生短路事故時(shí)，有可能出現(xiàn)輸入保險(xiǎn)燒不斷，印制板上的印制線卻被燒毀的危險(xiǎn)。
五、UPS蓄電池維護(hù)要點(diǎn)
a.蓄電池安裝場(chǎng)地應(yīng)保證通風(fēng)、避免陽(yáng)光直射、環(huán)境溫度不宜過(guò)高或過(guò)低，最好在20-25℃。
b.定期對(duì)蓄電池進(jìn)行檢查，如有性能異常，池殼、蓋子龜裂、變形等損傷及漏液發(fā)生時(shí)，要及時(shí)更換。
C.進(jìn)行維護(hù)檢修時(shí)，應(yīng)使用絕緣手套、絕緣鞋等保護(hù)用品。如身體直接接觸導(dǎo)線部有觸電的危險(xiǎn)。
d.清掃蓄電池時(shí)，應(yīng)使用濕布等。如用干布或撣子清掃，產(chǎn)生的靜電有引火爆炸的危險(xiǎn)。
e.清掃合成樹(shù)脂蓄電池殼時(shí)，不應(yīng)使用香蕉水、汽油、揮發(fā)油等有機(jī)溶劑或洗滌劑，否則有可能使蓄電池殼破裂，導(dǎo)致電解液漏出。
f.應(yīng)定期檢查蓄電池電壓及外觀，螺栓螺帽也要定期擰緊。如不進(jìn)行定期檢查，有引起蓄電池破損及引火爆炸的危險(xiǎn)。
g.閥控式密封鉛酸蓄電池的安全閥在排氣栓下面。禁止拆下安全閥和排氣栓;否則有造成蓄電池性能、壽命劣化、破損的危險(xiǎn)。
h.嚴(yán)禁蓄電池過(guò)度放電，如小電流放電至自動(dòng)關(guān)機(jī)，人為調(diào)低蓄電池最低保護(hù)值等，均可能造成蓄電池過(guò)度放電。
i.對(duì)于經(jīng)常停電，造成蓄電池頻繁放電地區(qū)，要采取措施，保證蓄電池在每次放電后有足夠的充電時(shí)間，防止蓄電池長(zhǎng)期充電不足。
j.UPS的供電來(lái)源是來(lái)自于內(nèi)部的蓄電池放電。蓄電池老化的原因除了外部的環(huán)境因素之外，尚有內(nèi)部化學(xué)變化所導(dǎo)致的蓄電池老化。即使是將蓄電池放置一旁不用，蓄電池仍會(huì)出現(xiàn)老化。就一般經(jīng)驗(yàn)而言，蓄電池的使用壽命為2-3年。定期對(duì)蓄電池充放電是保養(yǎng)蓄電池非常重要的工作。對(duì)于電網(wǎng)很少停電，蓄電池很少放電的UPS，若選用UPS具有蓄電池偵測(cè)功能，可定期執(zhí)行蓄電池放電功能。若無(wú)此功能，則要每隔2，3個(gè)月人為的將UPS電源輸入端斷開(kāi)1次，仿真市電中斷，再觀察蓄電池放電時(shí)間是否足夠，若不足時(shí)，則可考慮更換蓄電池，以保持當(dāng)電源中斷時(shí)能有足夠的放電時(shí)間。讓蓄電池放電一段時(shí)間，可以防止蓄電池"儲(chǔ)存老化"，使用壽命縮短，無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命。
k.要定期檢查蓄電池的端電壓和內(nèi)阻，及時(shí)發(fā)現(xiàn)"落后"電池，進(jìn)行個(gè)別處理。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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