UPS不間斷電源

UPS不間斷電源的寫法

UPS不間斷電源介紹

UPS（UninterruptiblePowerSystem），即不間斷電源，是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。主要用于給單臺計算機、計算機網絡系統或其它電力電子設備提供不間斷的電力供應。當市電輸入正常時，UPS將市電穩壓后供應給負載使用，此時的UPS就是一臺交流市電穩壓器，同時它還向機內電池充電；當市電中斷（事故停電）時,UPS立即將機內電池的電能,通過逆變轉換的方法向負載繼續供應220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞；還可以消除市電上的電涌、瞬間高電壓、瞬間低電壓、電線噪聲和頻率偏移等“電源污染”，改善電源質量，為計算機系統提供高質量的電源。

特點

①接入工作后，可向用電負載提供無噪聲無干擾穩定可靠的交流電。②通常UPS處于在線工作狀態，從主電源獲取電能作為負載輸入，并且將電力線路的浪涌和電子干擾與負載隔離開。③在線狀態下，UPS通過補償主電源的電壓波動來保證負載輸入電壓的平穩。利用變壓器抽頭跳變提供電壓調整，以獲得的工作效率。④在抽頭跳變的過程中，負載暫時切換為電池供電，以保證負載供電的連續性。⑤當線上電壓異?；驍嚯姇r，UPS會轉由電池供電，輸出純正弦波的交流電壓。并且在額定負載范圍內任何時候都是不間斷的。⑥當線上電壓回到正常狀態時，UPS會自動切換到主電源供電狀態。

原理

UPS是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要元件，穩壓穩頻輸出的電源保護設備。主要由整流器、蓄電池、逆變器和靜態開關等幾部分組成。1)整流器：整流器是一個整流裝置，簡單的說就是將交流（AC）轉化為直流（DC）的裝置。它有兩個主要功能：，將交流電（AC）變成直流電(DC)，經濾波后供給負載，或者供給逆變器；第二，給蓄電池提供充電電壓。因此，它同時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置，它由若干個電池串聯而成，其容量大小決定了其維持放電（供電）的時間。其主要功能是：1當市電正常時，將電能轉換成化學能儲存在電池內部。2當市電故障時，將化學能轉換成電能提供給逆變器或負載；3)逆變器：通俗的講，逆變器是一種將直流電（DC）轉化為交流電（AC）的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成；4)靜態開關：靜態開關又稱靜止開關，它是一種無觸點開關，是用兩個可控硅（SCR）反向并聯組成的一種交流開關，其閉合和斷開由邏輯控制器控制。分為轉換型和并機型兩種。轉換型開關主要用于兩路電源供電的系統，其作用是實現從一路到另一路的自動切換；并機型開關主要用于并聯逆變器與市電或多臺逆變器。

組成

UPS電源系統由五部分組成：主路、旁路、電池等電源輸入電路，進行AC/DC變換的整流器（REC），進行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池。其系統的穩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關整流器，本身具有可根據外電的變化控制輸出幅度的功能，從而當外電發生變化時（該變化應滿足系統要求），輸出幅度基本不變的整流電壓。凈化功能由儲能電池來完成，由于整流器對瞬時脈沖干擾不能消除，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器，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。頻率的穩定則由變換器來完成，頻率穩定度取決于變換器的振蕩頻率的穩定程度。為方便UPS電源系統的日常操作與維護，設計了系統工作開關，主機自檢故障后的自動旁路開關，檢修旁路開關等開關控制。在電網電壓工作正常時，給負載供電如圖1-1所示，而且，同時給儲能電池充電；當突發停電時，UPS電源開始工作，由儲能電池供給負載所需電源，維持正常的生產（如粗黑→所示）；當由于生產需要，負載嚴重過載時，由電網電壓經整流直接給負載供電。

應用

不間斷電源現已廣泛應用于：礦山、航天、工業、通訊、國防、醫院、計算機業務終端、網絡服務器、網絡設備、數據存儲設備、應急照明系統、鐵路、航運、交通、電廠、變電站、核電站、消防安全報警系統、無線通訊系統、程控交換機、移動通訊、太陽能儲存能量轉換設備、控制設備及其緊急保護系統、個人計算機等領域。

選購

根據設備的情況、用電環境以及想達到的電源保護目的，可以選擇適合的UPS；例如對內置開關電源的小功率設備一般可選用后備式UPS，在用電環境較惡劣的地方應選用在線互動式或在線式UPS，而對不允許有間斷時間或時刻要求正弦波交流電的設備，就只能選用在線式UPS。首先要確定您的設備是多大功率的，一般來講普通PC機或工控機的功率在200W左右，蘋果機在300W左右，服務器在300W與600W之間，其他設備的功率數值可以參考該設備的說明書。其次應了解UPS的額定功率有兩種表示方法：視在功率（單位VA）與實際輸出功率（單位W），由于無功功率的存在所以造成了這種差別，兩者的換算關系為：視在功率*功率因數=實際輸出功率后備式、在線互動式的功率因數在0.5與0.7之間，在線式的功率因數一般是0.8。給設備配UPS時應以UPS的實際輸出功率為匹配的依據，有些經銷商有意或無意會混淆（VA）與（W）的區別，這點要提請用戶注意。根據使用環境選擇可以分為工業級UPS和商業級UPS，工業級UPS適應于環境比較惡劣的的地方，商業級UPS對環境的要求比較高。UPS通常分為工頻機和高頻機兩種。工頻機由可控硅SCR整流器，IGBT逆變器，旁路和工頻升壓隔離變壓器組成。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。高頻機通常由IGBT高頻整流器，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驅動來控制IGBT的開通與關斷，IGBT整流器開關頻率通常在幾K到幾十KHz，甚至高達上百KHz，相對于50Hz工頻，稱之為高頻UPS。隨著電力電子技術的發展和高頻功率器件不斷問世。中小功率段的UPS產品正逐步高頻化，高頻UPS有功率密度大、體積小、重量輕的特點。但在高頻UPS功率段向中大功率過渡推進的過程中。高頻拓撲UPS在使用過程中暴露出一些固有缺點，并影響到UPS的安全使用和運行。

購買標準

標準之一，電池安全質量是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間，切換到電池，為電腦或者其他電器繼續提供電力供應。UPS是保護硬件用電安全的硬件，因此其后備電池質量是否穩定是保障UPS正常工作的核心之一，市場中大約有50％以上的UPS出現故障或返修，都是由于劣質電池所造成的。因此中小企業購買UPS的時候一定要挑選較大廠商的產品及廠商原配的電池。另外，多數后備式UPS產品的標配電池能夠提供15分鐘左右的電力時間，供用戶存儲數據，但是不具備選配長延時包?？剖窟_友電系列UPS產品均可選購長延時包，同時電池也是由科士達原廠生產配置的，并且全部機型具有完善的電池充放電保護功能，限流充電功能及過充電、過放電保護功能，利于延長整機及電池壽命。標準之二，后備式UPS必須具備穩壓功能必須配備電網的供電在不同的時間段，供電工作量都處在不同的峰值，變化及不穩定因素較多，因此用戶在日常用電的時候經常會碰到電壓不穩的情況。在工作當中，由于電壓時高、時低不停的變化很容易造成電腦莫名其妙的死機，或服務器無故宕機，給中小企業在日常業務開展當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壓。市場中行業用的高端UPS都集成了穩壓功能，而適用中小企業的UPS標配穩壓功能的后備式UPS卻鳳毛麟角。目前市場同類產品中科士達的友電YDK系列后備式UPS就是集成交流穩壓器、高速后備電源及尖峰浪涌吸收等多功能于一體的UPS主機，滿足了中小企業對穩壓功能的需求，同時也節省了中小企業單獨購買穩壓器的二次投入成本，用戶可放心采購。標準之三，UPS需要使用要簡單，智能化強要高UPS雖然工作原理簡單，但市面中很多中、低端UPS的使用、維護并不省事。對于中小企業而言，使用傳統技術，集自動化、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成本，與培訓的時間，便能為中小企業更好的提高工作效率?？剖窟_友電YDK系列產品，具備自動跟蹤市電頻率；輸出短路保護；干接點通訊等自動功能，并具備開機自診斷功能：開機時UPS自動模擬斷電狀況，對逆變器、電池等元件及負載自檢，便于及時發現問題，即使UPS發生故障也不會影響計算機的正常操作。標準之四：UPS工業設計也需要講科學化不少中小企業的機房或者服務器機架的空間比較有限，因此體積小或者機架式的服務器比較適合。同時越來越多的用戶在選購產品的時候也更加注重外觀，不少中小用戶很看中自己的門面，并且畢竟笨重難看的UPS多少會影響到一些企業辦公環境的整體外觀形象，因此UPS外觀大方、漂亮也是選購的重主要環節因素之一。

注意事項

1）UPS的使用環境應注意通風良好，利于散熱，并保持環境的清潔。2）切勿帶感性負載，如點鈔機、日光燈、空調等，以免造成損壞。3）UPS的輸出負載控制在60%左右為，可靠性。4）UPS帶載過輕（如1000VA的UPS帶100VA負載）有可能造成電池的深度放電，會降低電池的使用壽命，應盡量避免。5）適當的放電，有助于電池的激活，如長期不停市電，每隔三個月應人為斷掉市電用UPS帶負載放電一次，這樣可以延長電池的使用壽命。6）對于多數小型UPS，上班再開UPS，開機時要避免帶載啟動，下班時應關閉UPS；對于網絡機房的UPS，由于多數網絡是24小時工作的，所以UPS也必須全天候運行。7）UPS放電后應及時充電，避免電池因過度自放電而損壞。

使用維護

保持適宜的環境溫度。影響蓄電池壽命的重要因素是環境溫度，一般電池生產廠家要求的環境溫度是在20－25℃之間。雖然溫度的升高對電池放電能力有所提高，但付出的代價卻是電池的壽命大大縮短。據試驗測定，環境溫度一旦超過25℃，每升高10℃，電池的壽命就要縮短一半。達不到規定的環境要求，其壽命的長短就有很大的差異。另外，環境溫度的提高，會導致電池內部化學活性增強，從而產生大量的熱能，又會反過來促使周圍環境溫度升高，這種惡性循環，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壓，在出廠時均已調試到額定值，而放電電流的大小是隨著負載的增大而增加的，使用中應合理調節負載，比如控制微機等電子設備的使用臺數。一般情況下，負載不宜超過UPS額定負載的60%。在這個范圍內，電池的放電電流就不會出現過度放電。UPS因長期與市電相連，在供電質量高、很少發生市電停電的使用環境中，蓄電池會長期處于浮充電狀態，日久就會導致電池化學能與電能相互轉化的活性降低，加速老化而縮短使用壽命。因此，一般每隔2－3個月應完全放電一次，放電時間可根據蓄電池的容量和負載大小確定。一次全負荷放電完畢后，按規定再充電8小時以上。利用通訊功能。大多數大、中型UPS都具備與微機通訊和程序控制等可操作性能。在微機上安裝相應的軟件，通過串/并口連接UPS，運行該程序，就可以利用微機與UPS進行通訊。一般具有信息查詢、參數設置、定時設定、自動關機和報警等功能。通過信息查詢，可以獲取市電輸入電壓、UPS輸出電壓、負載利用率、電池容量利用率、機內溫度和市電頻率等信息；通過參數設置，可以設定UPS基本特性、電池可維持時間和電池用完告警等。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。及時更換廢/壞電池。大中型UPS電源配備的蓄電池數量，從3只到80只不等，甚至更多。這些單個的電池通過電路連接構成電池組，以滿足UPS直流供電的需要。在UPS連續不斷的運行使用中，因性能和質量上的差別，個別電池性能下降、儲電容量達不到要求而損壞是難免的。當電池組中某個/些電池出現損壞時，維護人員應當對每只電池進行檢查測試，排除損壞的電池。更換新的電池時，應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、不同規格的電池混合使用。日常維護故障在使用不間斷電源系統的過程中，人們往往片面地認為蓄電池是免維護的而不加重視。然而有資料顯示，因蓄電池故障而引起UPS主機故障或工作不正常的比例大約為1/3。由此可見，加強對UPS電池的正確使用與維護，對延長蓄電池的使用壽命，降低UPS系統故障率，有著越來越重要的意義。除了選配正規品牌蓄電池以外，應從以下幾個方面入手正確地使用與維護蓄電池：(1)灰塵帶入機內沉積、當遇空氣潮濕時會引起主機控制紊亂造成主機工作失常，并發生不準確告警，大量灰塵也會造成器件散熱不好。一般每季度應徹底清潔一次。其次就是在除塵時，檢查各連接件和插接件有無松動和接觸不牢的情況。(2）雖說儲能電池組都采用了免維護電池，但這只是免除了以往的測比、配比、定時添加蒸餾水的工作。但外因工作狀態對電池的影響并沒有改變，不正常工作狀態對電池造成的影響沒有變，這部分的維護檢修工作仍是非常重要的，UPS電源系統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態，在這種情況下至少應每年進行一次放電。放電前應先對電池組進行均衡充電，以達全組電池的均衡。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到放電終止電壓時，應停止放電，繼續放電先消除落后電池后再放。核對性放電，不是首先追求放出容量的百分之多少，而是要關注發現和處理落后電池，經對落后電池處理后再作核對性放電實驗。這樣可防止事故，以免放電中落后電池惡化為反極電池。平時每組電池至少應有8只電池作標示電池，作為了解全電池組工作情況的參考，對標示電池應定期測量并做好記錄。日常維護中需經常檢查的項目有：清潔并檢測電池兩端電壓、溫度；連接處有無松動，腐蝕現象、檢測連接條壓降；電池外觀是否完好，有無殼變形和滲漏；極柱、安全閥周圍是否有酸霧逸出；主機設備是否正常。免維護電池要維護，不是什么無稽之談，應從廣義的維護立場出發，做到運行、日常管理的周到、細致和規范性，保證設備（包括主機設備）保持良好的運行狀況，從而延長使用年限；保證直流母線經常保持合格的電壓和電池的放電容量；保證電池運行和人員的安全可靠。這就是電池維護的目的，也是電池運行規程中包括的內容和進行規則。(3）當UPS電池系統出現故障時，應先查明原因，分清是負載還是UPS電源系統；是主機還是電池組。雖說UPS主機有故障自檢功能，但它對面而不對點，對更換配件很方便，但要維修故障點，仍需做大量的分析、檢測工作。另外如自檢部分發生故障，顯示的故障內容則可能有誤。(4）對主機出現擊穿，斷保險或燒毀器件的故障，一定要查明原因并排除故障后才能重新啟動，否則會接連發生相同的故障。(5）當電池組中發現電壓反極、壓降大、壓差大和酸霧泄漏現象的電池時，應及時采用相應的方法恢復和修復，對不能恢復和修復的要更換，但不能把不同容量、不同性能、不同廠家的電池聯在一起，否則可能會對整組電池帶來不利影響。對壽命已過期的電池組要及時更換，以免影響到主機。