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UPS不間斷電�
閱讀�8480�(shí)間:2010-09-08 09:32:33

UPS(Uninterruptible Power System �,即不間�電源,是一種含有儲能裝�,以逆變�為主要組成部分的恒壓恒頻�不間斷電�。主要用于給單臺�(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)�(wǎng)�(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供�(yīng)。當(dāng)市電輸入正常�(shí),UPS 將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使�,此�(shí)的UPS就是一臺交流市��(wěn)壓器,同�(shí)它還向機(jī)�(nèi)電池充電;當(dāng)市電中斷(事故停電)�(shí), UPS 立即將機(jī)�(nèi)電池的電�,通過逆變�(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼�(xù)供應(yīng)220V交流�,使�(fù)載維持正常工作并保護(hù)�(fù)載軟、硬件不受損壞;還可以消除市電上的電�、瞬間高電壓、瞬間低電壓、電線噪聲和頻率偏移等“電源污染�,改善電源質(zhì)�,為�(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供高質(zhì)量的電源�

特點(diǎn)

    ①接入工作后,可向用電負(fù)載提供無噪聲無干擾穩(wěn)定可靠的交流電�
    ②通常UPS處于在線工作狀�(tài),從主電源獲取電能作為負(fù)載輸入,并且將電力線路的浪涌和電子干擾與�(fù)載隔離開�
    ③在線狀�(tài)�,UPS通過�(bǔ)償主電源的電壓波動來保證�(fù)載輸入電壓的平穩(wěn)。利用變壓器抽頭跳變提供電壓�(diào)整,以獲得的工作效率�
    ④在抽頭跳變的過程中,負(fù)載暫�(shí)切換為電池供�,以保證�(fù)載供電的連續(xù)��
    ⑤當(dāng)線上電壓異常或斷電時(shí),UPS會轉(zhuǎn)由電池供電,輸出純正弦波的交流電�。并且在額定�(fù)載范圍內(nèi)任何�(shí)候都是不間斷��
    ⑥當(dāng)線上電壓回到正常狀�(tài)�(shí)� UPS會自動切換到主電源供電狀�(tài)�

原理

    UPS是一種含有儲能裝�,以逆變器為主要元件,穩(wěn)壓穩(wěn)頻輸出的電源保護(hù)�(shè)�。主要由整流器、蓄電池、逆變器和靜態(tài)開關(guān)等幾部分組成�
    1)整流器:整流器是一個整流裝�,簡單的說就是將交流(AC)轉(zhuǎn)化為直流(DC)的裝置。它有兩個主要功能:,將交流電(AC)變成直流電(DC),經(jīng)濾波后供給負(fù)�,或者供給逆變�;第�,給蓄電池提供充電電�。因�,它同時(shí)又起到一個充電器的作用;
    2)蓄電池:蓄電池是UPS用來作為儲存電能的裝�,它由若干個電池串�(lián)而成,其容量大小決定了其維持放電(供電)的時(shí)�。其主要功能是:1�(dāng)市電正常�(shí),將電能�(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存在電池�(nèi)��2�(dāng)市電故障�(shí),將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能提供給逆變器或�(fù)��
    3)逆變器:通俗的講,逆變器是一種將直流電(DC)轉(zhuǎn)化為交流電(AC)的裝置。它由逆變�、控制邏輯和濾波電路組成�
    4)靜態(tài)開關(guān):靜�(tài)開關(guān)又稱靜止開關(guān),它是一種無觸點(diǎn)開關(guān),是用兩個可控硅(SCR)反向并�(lián)組成的一種交流開�(guān),其閉合和斷開由邏輯控制器控�。分為轉(zhuǎn)換型和并�(jī)型兩�。轉(zhuǎn)換型開關(guān)主要用于兩路電源供電的系�(tǒng),其作用是實(shí)�(xiàn)從一路到另一路的自動切換;并�(jī)型開�(guān)主要用于并聯(lián)逆變器與市電或多臺逆變��

組成

    UPS電源系統(tǒng)由五部分組成:主�、旁�、電池等電源輸入電路,�(jìn)行AC/DC變換的整流器(REC�,�(jìn)行DC/AC變換的逆變器(INV�,逆變和旁路輸出切換電路以及蓄能電�。其系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能通常是由整流器完成的,整流器件采用可控硅或高頻開�(guān)整流器,本身具有可根�(jù)外電的變化控制輸出幅度的功能,從而當(dāng)外電�(fā)生變化時(shí)(該變化�(yīng)滿足系統(tǒng)要求�,輸出幅度基本不變的整流電壓。凈化功能由儲能電池來完�,由于整流器對瞬�(shí)脈沖干擾不能消除,整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲能電池除可存儲直流直能的功能外,對整流器來說就像接了一只大容器電容�,其等效電容量的大小,與儲能電池容量大小成正比。由于電容兩端的電壓是不能突變的,即利用了電容器對脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾,起到了凈化功能,也稱對干擾的屏蔽。頻率的�(wěn)定則由變換器來完�,頻率穩(wěn)定度取決于變換器的振蕩頻率的�(wěn)定程�。為方便UPS電源系統(tǒng)的日常操作與維護(hù),設(shè)�(jì)了系�(tǒng)工作開關(guān),主�(jī)自檢故障后的自動旁路開關(guān),檢修旁路開�(guān)等開�(guān)控制�
    在電�(wǎng)電壓工作正常�(shí),給�(fù)載供電如�1-1所�,而且,同�(shí)給儲能電池充電;�(dāng)突發(fā)停電�(shí),UPS電源開始工作,由儲能電池供給�(fù)載所需電源,維持正常的生產(chǎn)(如粗黑→所示);當(dāng)由于生產(chǎn)需�,負(fù)載嚴(yán)重過載時(shí),由電網(wǎng)電壓�(jīng)整流直接給負(fù)載供��

�(yīng)�

    不間斷電源現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于:礦�、航�、工�(yè)、通訊、國�、醫(yī)陀計(jì)算機(jī)�(yè)�(wù)終端、網(wǎng)�(luò)服務(wù)�、網(wǎng)�(luò)�(shè)�、數(shù)�(jù)存儲�(shè)備、應(yīng)急照明系�(tǒng)、鐵�、航�(yùn)、交通、電�、變電站、核電站、消防安全報(bào)警系�(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、程控交換機(jī)、移動通訊、太陽能儲存能量�(zhuǎn)換設(shè)備、控制設(shè)備及其緊急保�(hù)系統(tǒng)、個人�(jì)算機(jī)等領(lǐng)��

選購

    根據(jù)�(shè)備的情況、用電環(huán)境以及想�(dá)到的電源保護(hù)目的,可以選擇適合的UPS;例如對�(nèi)置開�(guān)電源的小功率�(shè)備一般可選用后備式UPS,在用電�(huán)境較惡劣的地方應(yīng)選用在線互動式或在線式UPS,而對不允許有間斷�(shí)間或�(shí)刻要求正弦波交流電的�(shè)備,就只能選用在線式UPS�
    首先要確定您的設(shè)備是多大功率�,一般來講普通PC�(jī)或工控機(jī)的功率在200W左右,蘋果機(jī)�300W左右,服�(wù)器在300W�600W之間,其他設(shè)備的功率�(shù)值可以參考該�(shè)備的說明��
    其次�(yīng)了解UPS的額定功率有兩種表示方法:視在功率(單位VA)與�(shí)際輸出功率(單位W),由于無功功率的存在所以造成了這種差別,兩者的換算�(guān)系為:視在功�*功率因數(shù)=�(shí)際輸出功�
    后備�、在線互動式的功率因�(shù)�0.5�0.7之間,在線式的功率因�(shù)一般是0.8�
    給設(shè)備配UPS�(shí)�(yīng)以UPS的實(shí)際輸出功率為匹配的依�(jù),有些經(jīng)銷商有意或無意會混淆(VA)與(W)的區(qū)�,這點(diǎn)要提請用戶注意�
    根據(jù)使用�(huán)境選擇可以分為工�(yè)級UPS和商�(yè)級UPS,工�(yè)級UPS適應(yīng)于環(huán)境比較惡劣的的地�,商�(yè)級UPS對環(huán)境的要求比較高�
    UPS通常分為工頻�(jī)和高頻機(jī)兩種。工頻機(jī)由可控硅SCR整流�,IGBT逆變�,旁路和工頻升壓隔離變壓器組�。因其整流器和變壓器工作頻率均為工頻50Hz,顧名思義叫工頻UPS�
    高頻�(jī)通常由IGBT高頻整流�,電池變換器,逆變器和旁路組成,IGBT可以通過控制加在其門極的�(qū)動來控制IGBT的開通與�(guān)�,IGBT整流器開�(guān)頻率通常在幾K到幾十KHz,甚至高�(dá)上百KHz,相對于50Hz工頻� 稱之為高頻UPS�
    隨著電力電子技�(shù)的發(fā)展和高頻功率器件不斷問世。中小功率段的UPS�(chǎn)品正逐步高頻�,高頻UPS有功率密度大、體積小、重量輕的特�(diǎn)。但在高頻UPS功率段向中大功率過渡推�(jìn)的過程中。高頻拓?fù)銾PS在使用過程中暴露出一些固有缺�(diǎn),并影響到UPS的安全使用和�(yùn)行�

購買�(biāo)�(zhǔn)

    �(biāo)�(zhǔn)之一,電池安全質(zhì)量是UPS的生命線
    UPS顧名思義―不間斷電源,其最重要的功用就是在斷電的瞬�,切換到電池,為電腦或者其他電器繼�(xù)提供電力供應(yīng)。UPS是保�(hù)硬件用電安全的硬�,因此其后備電池�(zhì)量是否穩(wěn)定是保障UPS正常工作的核心之一,市場中大約�50%以上的UPS出現(xiàn)故障或返修,都是由于劣質(zhì)電池所造成�。因此中小企�(yè)購買UPS的時(shí)候一定要挑選較大廠商的產(chǎn)品及廠商原配的電池。另�,多�(shù)后備式UPS�(chǎn)品的�(biāo)配電池能夠提�15分鐘左右的電力時(shí)�,供用戶存儲�(shù)�(jù),但是不具備選配長延�(shí)�??剖窟_(dá)友電系列UPS�(chǎn)品均可選購長延時(shí)包,同時(shí)電池也是由科士達(dá)原廠生產(chǎn)配置�,并且全部機(jī)型具有完善的電池充放電保�(hù)功能,限流充電功能及過充�、過放電保護(hù)功能,利于延長整�(jī)及電池壽��
    �(biāo)�(zhǔn)之二,后備式UPS必須具備�(wěn)壓功能必須配�
    電網(wǎng)的供電在不同的時(shí)間段,供電工作量都處在不同的峰�,變化及不穩(wěn)定因素較�,因此用戶在日常用電的時(shí)候經(jīng)常會碰到電壓不穩(wěn)的情�。在工作�(dāng)中,由于電壓�(shí)�、時(shí)低不停的變化很容易造成電腦莫名其妙的死�(jī),或服務(wù)器無故宕�(jī),給中小企業(yè)在日常業(yè)�(wù)開展�(dāng)中造成帶來很多不必要的麻煩。因此UPS另外一個重要功用即是穩(wěn)壓。市場中行業(yè)用的高端UPS都集成了�(wěn)壓功�,而適用中小企�(yè)的UPS�(biāo)配穩(wěn)壓功能的后備式UPS卻鳳毛麟�。目前市場同類產(chǎn)品中科士�(dá)的友電YDK系列后備式UPS就是集成交流�(wěn)壓器、高速后備電源及尖峰浪涌吸收等多功能于一體的UPS主機(jī),滿足了中小企業(yè)對穩(wěn)壓功能的需求,同時(shí)也節(jié)省了中小企業(yè)單獨(dú)購買�(wěn)壓器的二次投入成�,用戶可放心采購�
    �(biāo)�(zhǔn)之三,UPS需要使用要簡單,智能化�(qiáng)要高
    UPS雖然工作原理簡單,但市面中很多中、低端UPS的使�、維�(hù)并不省事。對于中小企�(yè)而言,使用傳�(tǒng)技�(shù),集自動�、智能化于一體的UPS才真正適合使用。不需要后期投入更多的維護(hù)成本,與培訓(xùn)的時(shí)�,便能為中小企業(yè)更好的提高工作效�??剖窟_(dá)友電YDK系列�(chǎn)�,具備自動跟蹤市電頻�;輸出短路保�(hù);干接點(diǎn)通訊等自動功�,并具備開機(jī)自診斷功能:開機(jī)�(shí)UPS自動模擬斷電狀況,對逆變�、電池等元件及負(fù)載自檢,便于及時(shí)�(fā)�(xiàn)問題,即使UPS�(fā)生故障也不會影響�(jì)算機(jī)的正常操��
    �(biāo)�(zhǔn)之四:UPS工業(yè)�(shè)�(jì)也需要講科學(xué)�
    不少中小企業(yè)的機(jī)房或者服�(wù)器機(jī)架的空間比較有限,因此體積小或者機(jī)架式的服�(wù)器比較適�。同�(shí)越來越多的用戶在選購�(chǎn)品的�(shí)候也更加注重外觀,不少中小用戶很看中自己的門�,并且畢竟笨重難看的UPS多少會影響到一些企�(yè)辦公�(huán)境的整體外觀形象,因此UPS外觀大方、漂亮也是選購的重主要環(huán)節(jié)因素之一�

注意事項(xiàng)

    1)UPS的使用環(huán)境應(yīng)注意通風(fēng)良好,利于散�,并保持�(huán)境的清潔�
    2)切勿帶感性負(fù)載,如點(diǎn)鈔機(jī)、日光燈、空�(diào)等,以免造成損壞�
    3)UPS的輸出負(fù)載控制在60%左右�,可靠��
    4)UPS帶載過輕(如1000VA的UPS�100VA�(fù)載)有可能造成電池的深度放電,會降低電池的使用壽命,應(yīng)盡量避免�
    5)適�(dāng)?shù)姆烹姡兄陔姵氐募�?,如長期不停市電,每隔三個月�(yīng)人為斷掉市電用UPS帶負(fù)載放電一�,這樣可以延長電池的使用壽命�
    6)對于多�(shù)小型UPS,上班再開UPS,開�(jī)�(shí)要避免帶載啟�,下班時(shí)�(yīng)�(guān)閉UPS;對于網(wǎng)�(luò)�(jī)房的UPS,由于多�(shù)�(wǎng)�(luò)�24小時(shí)工作�,所以UPS也必須全天候運(yùn)��
    7)UPS放電后應(yīng)及時(shí)充電,避免電池因過度自放電而損��

使用維護(hù)

    保持適宜的環(huán)境溫度。影響蓄電池壽命的重要因素是�(huán)境溫�,一般電池生�(chǎn)廠家要求的環(huán)境溫度是�20�25℃之�。雖然溫度的升高對電池放電能力有所提高,但付出的代�(jià)卻是電池的壽命大大縮�。據(jù)試驗(yàn)測定,環(huán)境溫度一旦超�25�,每升高10�,電池的壽命就要縮短一�。達(dá)不到�(guī)定的�(huán)境要求,其壽命的長短就有很大的差�。另�,環(huán)境溫度的提高,會�(dǎo)致電池內(nèi)部化�(xué)活性增�(qiáng),從而產(chǎn)生大量的熱能,又會反過來促使周圍�(huán)境溫度升�,這種惡性循�(huán),會加速縮短電池的壽命�
    定期充電放電。UPS電源中的浮充電壓和放電電�,在出廠�(shí)均已�(diào)試到額定�,而放電電流的大小是隨著負(fù)載的增大而增加的,使用中�(yīng)合理�(diào)節(jié)�(fù)載,比如控制微機(jī)等電子設(shè)備的使用臺數(shù)。一般情況下,負(fù)載不宜超過UPS額定�(fù)載的60%。在這個范圍內(nèi),電池的放電電流就不會出�(xiàn)過度放電。UPS因長期與市電相�,在供電�(zhì)量高、很少發(fā)生市電停電的使用�(huán)境中,蓄電池會長期處于浮充電狀�(tài),日久就會導(dǎo)致電池化�(xué)能與電能相互�(zhuǎn)化的活性降低,加速老化而縮短使用壽�。因�,一般每�2�3個月�(yīng)完全放電一�,放電時(shí)間可根據(jù)蓄電池的容量和負(fù)載大小確定。一次全�(fù)荷放電完畢后,按�(guī)定再充電8小時(shí)以上�
    利用通訊功能。大多數(shù)�、中型UPS都具備與微機(jī)通訊和程序控制等可操作性能。在微機(jī)上安裝相�(yīng)的軟�,通過�/并口連接UPS,運(yùn)行該程序,就可以利用微機(jī)與UPS�(jìn)行通訊。一般具有信息查詀參�(shù)�(shè)�、定�(shí)�(shè)定、自動關(guān)�(jī)和報(bào)警等功能。通過信息查詢,可以獲取市電輸入電�、UPS輸出電壓、負(fù)載利用率、電池容量利用率、機(jī)�(nèi)溫度和市電頻率等信息;通過參數(shù)�(shè)�,可以設(shè)定UPS基本特�、電池可維持�(shí)間和電池用完告警�。通過這些智能化的操作,大大方便了UPS電源及其蓄電池的使用管理�
    及時(shí)更換�/壞電�。大中型UPS電源配備的蓄電池?cái)?shù)�,從3只到80只不�,甚至更�。這些單個的電池通過電路連接�(gòu)成電池組,以滿足UPS直流供電的需�。在UPS連續(xù)不斷的運(yùn)行使用中,因性能和質(zhì)量上的差�,個別電池性能下降、儲電容量達(dá)不到要求而損壞是難免的。當(dāng)電池組中某�/些電池出�(xiàn)損壞�(shí),維�(hù)人員�(yīng)�(dāng)對每只電池�(jìn)行檢查測�,排除損壞的電池。更換新的電池時(shí),應(yīng)該力求購買同廠家同型號的電池,禁止防酸電池和密封電池、不同規(guī)格的電池混合使用�
    日常維護(hù)
    故障
    在使用不間斷電源系統(tǒng)的過程中,人們往往片面地認(rèn)為蓄電池是免維護(hù)的而不加重�。然而有資料顯示,因蓄電池故障而引起UPS主機(jī)故障或工作不正常的比例大約為1/3。由此可�,加�(qiáng)對UPS電池的正確使用與維護(hù),對延長蓄電池的使用壽命,降低UPS系統(tǒng)故障�,有著越來越重要的意義。除了選配正�(guī)品牌蓄電池以外,�(yīng)從以下幾個方面入手正確地使用與維�(hù)蓄電池:
    (1)灰塵帶入�(jī)�(nèi)沉積、當(dāng)遇空氣潮濕時(shí)會引起主�(jī)控制紊亂造成主機(jī)工作失常,并�(fā)生不�(zhǔn)確告�,大量灰塵也會造成器件散熱不好。一般每季度�(yīng)徹底清潔一�。其次就是在除塵�(shí),檢查各連接件和插接件有無松動和接觸不牢的情��
    (2)雖說儲能電池組都采用了免維�(hù)電池,但這只是免除了以往的測�、配�、定�(shí)添加蒸餾水的工作。但外因工作狀�(tài)對電池的影響并沒有改�,不正常工作狀�(tài)對電池造成的影響沒有變,這部分的維護(hù)檢修工作仍是非常重要的,UPS電源系統(tǒng)的大量維修檢修工作主要在電池部分�
    儲能電池的工作全部是在浮充狀�(tài),在這種情況下至少應(yīng)每年�(jìn)行一次放�。放電前�(yīng)先對電池組�(jìn)行均衡充電,以達(dá)全組電池的均�。要清楚放電前電池組已存在的落后電池。放電過程中如有一只達(dá)到放電終止電壓時(shí),應(yīng)停止放電,繼�(xù)放電先消除落后電池后再放�
    核對性放�,不是首先追求放出容量的百分之多�,而是要關(guān)注發(fā)�(xiàn)和處理落后電池,�(jīng)對落后電池處理后再作核對性放電實(shí)�(yàn)。這樣可防止事�,以免放電中落后電池惡化為反極電池�
    平時(shí)每組電池至少�(yīng)�8只電池作�(biāo)示電�,作為了解全電池組工作情況的參�,對�(biāo)示電池應(yīng)定期測量并做好記��
    日常維護(hù)中需�(jīng)常檢查的�(xiàng)目有:清潔并檢測電池兩端電壓、溫�;連接處有無松�,腐蝕現(xiàn)象、檢測連接條壓�;電池外觀是否完好,有無殼變形和滲�;極�、安全閥周圍是否有酸霧逸出;主�(jī)�(shè)備是否正��
    免維�(hù)電池要維�(hù),不是什么無稽之談,�(yīng)從廣義的維護(hù)立場出發(fā),做到運(yùn)行、日常管理的周到、細(xì)致和�(guī)范性,保證�(shè)備(包括主機(jī)�(shè)備)保持良好的運(yùn)行狀�,從而延長使用年限;保證直流母線�(jīng)常保持合格的電壓和電池的放電容量;保證電池運(yùn)行和人員的安全可�。這就是電池維�(hù)的目的,也是電池�(yùn)行規(guī)程中包括的內(nèi)容和�(jìn)行規(guī)��
    (3)當(dāng)UPS電池系統(tǒng)出現(xiàn)故障�(shí),應(yīng)先查明原因,分清是負(fù)載還是UPS電源系統(tǒng);是主機(jī)還是電池組。雖說UPS主機(jī)有故障自檢功�,但它對面而不對點(diǎn),對更換配件很方�,但要維修故障點(diǎn),仍需做大量的分析、檢測工作。另外如自檢部分�(fā)生故�,顯示的故障�(nèi)容則可能有誤�
    (4)對主機(jī)出現(xiàn)擊穿,斷保險(xiǎn)或燒毀器件的故障,一定要查明原因并排除故障后才能重新啟動,否則會接連發(fā)生相同的故障�
    (5)當(dāng)電池組中�(fā)�(xiàn)電壓反極、壓降大、壓差大和酸霧泄漏現(xiàn)象的電池�(shí),應(yīng)及時(shí)采用相應(yīng)的方法恢�(fù)和修�(fù),對不能恢復(fù)和修�(fù)的要更換,但不能把不同容�、不同性能、不同廠家的電池�(lián)在一�,否則可能會對整組電池帶來不利影�。對壽命已過期的電池組要及時(shí)更換,以免影響到主機(jī)�

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