淺談UPS與直流電源的在線維護及管理

【摘要】UPS電源與直流電源給社會生產(chǎn)和人們的日常工作與生活帶來了極大的方便，但隨著應用范圍的擴大，UPS與直流電源的維護與管理顯得尤為重要。本文首先從UPS與直流電源系統(tǒng)的概念與應用出發(fā)，指出了UPS與直流電源的維護及管理的必要性，其次分析了傳統(tǒng)的UPS與直流電源的不足之處，最后詳細闡述了UPS與直流電源在線維護及管理的具體實施方案。

【關鍵詞】UPS；直流電源維護與管理

【中圖分類號】TN86 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672－5158(2012)09－0409－02

1、UPS與直流電源的概述

1.1 UPS與直流電源的定義

UPS(Uninterruptible Power System)，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(wǎng)絡系統(tǒng)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(wěn)壓后供應給負載使用，此時的UPS就是一臺交流市電穩(wěn)壓器，同時它還向機內(nèi)電池充電；當市電中斷(事故停電)時，UPS立即將機內(nèi)電池的電能，通過逆變轉換的方法向負載繼續(xù)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。

UPS電源系統(tǒng)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。

UPS按工作原理分成后備式、在線式與在線互動式三大類，三者最直接的區(qū)別是：

(1)后備式UPS停電后轉由UPS供電會有10毫秒左右的轉換時間(適用于個人電腦，PC，終端等)。

(2)在線互動式UPS停電后轉由UPS供電會有4毫秒左右的轉換時間。

(3)在線式UPS停電后轉由UPS供電的轉換時間為O秒，沒有任何轉換時間。

直流電源是維持電路中形成穩(wěn)壓電流的裝置，如干電池、蓄電池、直流發(fā)電機等。

1.2 UPS與直流電源的應用

隨著信息化時代的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫管理模式以其系統(tǒng)便捷的優(yōu)勢得到了企業(yè)、銀行和事業(yè)單位的廣泛運用，尤其是隨著云計算安全問題的提出，社會各界對信息安全問題進行了全面而深入的研究。目前，信息安全問題涉及諸多方面，而最基本也是最關鍵的問題就是怎樣維持計算機和其他網(wǎng)絡設備的電源的持續(xù)性與穩(wěn)定性。這無疑給UPS不間斷電源與直流電源的誕生提供了充分條件。UPS不間斷電源與直流電源作為信息傳輸?shù)幕A保障。發(fā)展至今，已經(jīng)廣泛運用于各行各業(yè)，尤其是近年來在制造行業(yè)的中小型企業(yè)中的應用占有可觀的市場份額，其為大型公司、企事業(yè)單位中的程控交換機、數(shù)據(jù)通訊處理系統(tǒng)、計算機通訊基站和安全監(jiān)控系統(tǒng)等設備的不間斷、高質(zhì)量運行提供了可靠的保障。

另外，UPS不間斷電源與直流電源在市電供電時可以保護電腦，市電停電后還可以繼續(xù)為一些網(wǎng)絡設備、服務器供電幾個小時，這極大地提高了電腦的持續(xù)性與可靠性，方便了我們的日常生活與工作。

2、UPS與直流電源的維護及管理中存在的問題

2.1 傳統(tǒng)UPS與直流電源的維護及管理中的不足

UPS與直流電源作為企業(yè)重要的供電保障設備，其本身也是電子產(chǎn)品，具有一定的可靠性與使用壽命，所以我們對UPS與直流電源進行運用的同時也要對其進行維護與管理。最初的UPS與直流電源的維護及管理都是采用傳統(tǒng)的事后維護與管理方法，該方法主要包含如下幾個方面：

(1)日常巡檢外觀，適時對各主要元件進行檢查，并定期更換電池、濾波電路、風機等易損件。當電池故障較嚴重時，采用電池活化等方法對其進行修理；

(2)改造或采用換代設備，使用先進工具測試電池性能。

這種傳統(tǒng)的維護與管理方法的不足之處表現(xiàn)在如下幾個方面：首先，企業(yè)投入成本高，同時給維護人員帶來了極大的工作量；其次，不能實時掌握設備的運行狀態(tài)和關鍵數(shù)據(jù)，事故預防能力低；再次，設備故障維修方法不能系統(tǒng)化，維護費用高。

2.2 電源市場競爭激烈

隨著電力電子行業(yè)的迅速發(fā)展，電源產(chǎn)品種類越來越多，電源市場行業(yè)競爭激烈、原材料價格不斷變化，成本也在頻繁地變更，為適應市場競爭的需求，加強UPS與直流電源的維護及管理工作顯得尤為重要，因為有效地維護與管理方式不僅可以提高UPS與直流電源的可靠性，也能降低UPS與直流電源的管理成本，從而提高其產(chǎn)品信譽度與市場競爭力。

3、UPS與直流電源的在線維護及管理措施

UPS與直流電源的在線維護管理能有效解決傳統(tǒng)方式的不足之處，目前業(yè)內(nèi)很多企業(yè)都采用了UPS與直流電源在線維護與管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由總控站、現(xiàn)場設備監(jiān)控站和通信網(wǎng)絡組成。可以實現(xiàn)臺賬管理、實時分析、報警指示和查詢網(wǎng)絡化等功能。具體實施過程包括如下幾個方面。

3.1 確定企業(yè)網(wǎng)絡結構

在使用UPS電源與直流電源的在線維護以及管理系統(tǒng)的時候，我們需要認真的查清企業(yè)內(nèi)部的UPS不間斷電源和直流電源現(xiàn)狀以及企業(yè)現(xiàn)有的網(wǎng)絡規(guī)模，根據(jù)設備功能和重要性合理的配置。對不需要建立完整網(wǎng)絡系統(tǒng)的采取在現(xiàn)有網(wǎng)絡基礎上對單個電池組進行完整、獨立的在線維護管理。

3.2 合理選擇配置功能

不同的UPS電源和直流電源本身具有不同的功能，對于有些本身已經(jīng)具備狀態(tài)參數(shù)、狀態(tài)記錄和報警等管理功能的UPS電源和直流電源，其建立的在線維護與管理系統(tǒng)中無需再配置這些管理功能，這樣不僅可以降低維護與管理成本，還可以避免功能線路過多造成的故障隱患。

3.3 保持良好的UPS與直流電源工作環(huán)境

由于UPS與直流電源工作環(huán)境直接影響著其壽命與工作質(zhì)量，所以應定期對周圍環(huán)境進行檢查與檢測，根據(jù)UPS與直流電源工作環(huán)境的特點，應確保將其放置于干燥、通風、清潔的環(huán)境中，避免陽光直射。同時，環(huán)境溫度應在18度至25度之間。此外，為避免環(huán)境濕度太大而造成主機局部短路或因環(huán)境濕度過低而產(chǎn)生靜電等危險現(xiàn)象發(fā)生，應將UPS與直流電源工作環(huán)境濕度保持在30％-80％的相對濕度水平。只有這樣才能延長UPS與直流電源的使用壽命。

3.4 規(guī)范UPS與直流電源的使用方法

在UPS與直流電源的使用過程中應注意以下幾點：

(1)避免帶負載開機和關機

由于UPS電源沒有延遲啟動的功能，如果帶負載開機或關機很容易在啟動時瞬間燒毀逆變器的末級驅(qū)動元件。此外，嚴禁頻繁的關閉和開啟UPS不間斷電源和直流電源，一般要求在關閉UPS電源后至少6秒后才能再次開啟UPS電源，以免UPS電源進入既無電力供電輸出，又無逆變輸出的“啟動失敗”狀態(tài)。

(2)控制UPS與直流電源負載量

為了防止逆變狀態(tài)時UPS超載使用而導致逆變管被擊穿的現(xiàn)象發(fā)生，應將UPS與直流電源負載控制在30％～60％額定輸出功率。

(3)電池放電保護

UPS與直流電源電池放電至關機后，必須充電后才能重新開機，否則會造成電池過度放電而影響電池的使用壽命。

3.5 人工測試

以在線管理系統(tǒng)為核心，輔以必要人工測試，可降低管理成本，大站、關鍵設備直接采用完整的系統(tǒng)，小站、單體的UPS不間斷電源等經(jīng)后臺機處理形成整體維護管理系統(tǒng)。

3.6 控制指令

維護管理系統(tǒng)只進行監(jiān)視，建議控制指令(如故障處理、切換、活化等)的發(fā)出由人工實施。

3.7 設監(jiān)視站

系統(tǒng)建立后，可在有人值守的地方設監(jiān)視站，由操作人員實現(xiàn)全天候運行狀態(tài)監(jiān)視，維修人員要定期查閱管理。

3.8 系統(tǒng)的兼容性要預留接口和協(xié)議以便兼容其他系統(tǒng)，系統(tǒng)上層管理也可建在企業(yè)已有網(wǎng)站上。

3.9 系統(tǒng)的相互獨立性

建議狀態(tài)管理系統(tǒng)與過程控制或執(zhí)行系統(tǒng)分開，注意相互間獨立性，不要相互干擾。

3.10 建立有效的系統(tǒng)管理機制

系統(tǒng)建立后要有工作制度和管理機制，確保正常使用。

4、總結

UPS不間斷電源和直流電源在線維護管理是提高供電設備可靠性的有效保證，是確保企業(yè)安全穩(wěn)定生產(chǎn)，增加企業(yè)效益的有效途徑。在今后的研究工作中，我們應加強維護與管理方案的革新，實現(xiàn)UPS不間斷電源和直流電源的高效性、低能耗和環(huán)保性的可持續(xù)發(fā)展之路。