UPS不間斷電源分析和維護方法

畢鷺建

摘 要：近些年來，隨著我國經濟和科技的發展，人們對于電力的應用程度越來越廣泛，同時對于電力的應用要求也越來越高。UPS不間斷電源是一種能夠確保用電質量的現代化用電設備，隨著近年人們對于用電質量的關注，對于UPS不間斷電源的研究已經逐漸成為現代化電力企業研究的重點項目。本文主要針對UPS不間斷電源的原理進行分析以及對其維護方法進行了討論和研究。

關鍵詞：UPS不間斷電源；維護方法；原理分析

中圖分類號：TN86 文獻標識碼：A

0.引言

隨著電力逐漸應用到生產和生活當中的各個領域，許多情況下需要保證用電設備能夠保持良好的持續供電，而要保證用電設備能夠持續供電，就要確保其在使用過程當中能夠不斷電。例如在一些企業當中對于生產需要設備不僅能夠確保不斷電，同時還要求這些設備的電壓、頻率能夠保持在穩定的狀態中，從而確保生產工作不受影響。因此對于使用UPS不間斷電源的企業來說，要對這種設備有充分地了解，明確其原理，并且結合實際情況，對其進行維護。

1. UPS不間斷電源的類型分析

1.1 后備式UPS不間斷電源

這種UPS不間斷電源是如果外電能夠正常運行，那么在外電通過濾波以及抗浪涌無源濾波器處理之后會被輸送到負載中，并且其電池也可以積蓄電能。如果供電發生故障，設備無法繼續工作，那么后備式UPS的逆變器就會打開，之前積蓄在電池當中的電壓會發生轉換，被逆向傳送回負載，然后作用于設備。在這個過程當中，電壓的轉變會消耗一定的時間，這個時間主要是由逆變器和繼電器所決定的。這種UPS不間斷電源雖然價格較低，且結構簡單，容易生產，但是由于其電壓轉換的時間較長，并且在轉換過程當中有一定的損耗，因此輸出的供電質量并不是很理想，不會應用到一些比較重要的用電設備當中。

1.2 在線式UPS不間斷電源

在線式主要包括有兩種，第一種是三端口的UPS不間斷電源，這類主要是通過類似于鐵磁諧振穩壓變壓器的原理實現，其主要包括有3個繞組，分別為輸出、外電、雙向繞組。另外，三端口UPS不間斷電源的最主要的核心部分是雙向逆變器，即常見的整流逆變器，其主要作用是在供電正常時能夠發揮整流的作用，從而確保電力系統的負載正常，同時保證蓄電池能夠發揮其充電功能。當供電發生異常停止供電時，設備的逆變功能啟動，存儲的直流電壓能夠在較短時間內轉變為交流電壓。

第二種是串聯型的在線式UPS不間斷電源，這種型號的不間斷電源在供電正常的情況下能夠將被輸入的交流電通過其自身的濾波設備將各種干擾因素進行處理，然后再通過整流濾波進行優化，從而保證其逆變器與蓄電池能夠發揮其充電功能。其中逆變器主要將電壓和電頻以逆變器作為載體傳送到負載當中，在供電出現異常無法供電時，逆變器啟動，電壓從直流電變為交流電，然后輸送到過載當中，保持供電的質量。

2. UPS不間斷電源的工作原理分析

2.1 在線式UPS不間斷電源的工作原理

在線式不間斷電源主要由多個電器元件組成，主要包括有逆變器、蓄電池、開關以及保護電路等，當供電正常時，外界輸送進入的電壓以整流濾波電路作為載體將電壓輸送到逆變器當中，然后逆變器配套的設備發揮功能和逆變器將SPWM波與正玄波實現轉換。與此同時，蓄電池與充電設備開始工作，將電壓進行存儲。這是在線式UPS不間斷電源的基本運行模式，外部供電輸送進入后主要是經過逆變器開始為負載進行充電，逆變器則實現對于輸送電壓的監控。

2.2 后備式UPS不間斷電源工作原理

后備式UPS不間斷電源同在線式的有一些不同之處，其中最主要的是，后備式UPS不間斷電源沒有整流濾波器，因此逆變器的電能獲取要遜色于在線式UPS不間斷電源，只能通過蓄電池獲得電能，且在供電正常時，逆變器處于未開啟狀態，電壓的輸出形態為方波。同時，在外部供電正常的情況下，輸出變壓器實現交流電壓的穩定，不間斷電源旁路運行，轉換開關發生變化，供電由此進入，進入的電能經過轉換開關和輸出變壓器進行鏈接，再實現負載的電能補給。而當外部供電出現異常時，變壓器的接電通過繼電器的工作實現其穩定性。

當外部供電的電壓出現異常時，UPS不間斷電源開始工作保持后備運行狀態，用于監控的電路感應到電壓異常就會啟動逆變器，同時將轉換開關變為逆變器端，蓄電池開始工作，為負載補充電能。對負載的輸電則由逆變器進行調整，以避免供電出現變動。后備式UPS不間斷電源與在線式UPS最大的不同點在于逆變器，如果外部供電正常，那么后備式UPS不間斷電源的逆變器就處于靜止狀態，只有當供電出現異常時，逆變器才會啟動。另外，繼電器在啟動以后需要進行轉換，這個時間一般是5ms左右。

3. UPS不間斷電源的維護方法分析

隨著近些年我國信息技術水平不斷進步，逐漸應用到了電力系統當中，因此許多電力系統的設備在發展當中逐漸出現了智能化、自動化的發展趨勢，UPS不間斷電源的發展當中體現了這一點。因此雖然對于UPS不間斷電源來說，雖然其在一定程度上實現了自動化，不需要像傳統的電源一樣進行煩瑣的維護工作，但是仍然有些需要注意的地方，通過對其進行一定的維護從而保證使用過程當中的安全性，從而保證UPS不間斷電源的正常使用。

3.1 主機與蓄電池的維護

一般來說，UPS不間斷電源的主機對于運行環境并無過高的要求，在普通的室溫環境下即可實現正常運轉。但是，其運行需要清潔性，如果主機當中有過多的灰塵，當空氣中水汽較大的情況下，過多的灰塵會導致主機的運轉受到影響。而UPS不間斷電源的蓄電池對于溫度則有一定要求，一般其最適宜的工作溫度為25℃。因此需要對與灰塵以及溫度需要進行一定的維護，當環境溫度發生變化時，則需要對浮充電壓進行調整。蓄電池對于UPS不間斷電源具有非常重要的作用，可以說是實現其功能的核心，如果沒有蓄電池，那么UPS不間斷電源的根本功能特性就會喪失。由于其使用的蓄電池本身都屬于穩定性較好的蓄電池，因此一般在UPS不間斷電源的實際應用過程當中是不需要對于蓄電池進行維護的，但是由于實際上各種因素對于蓄電池的影響并沒有變化，因此對于蓄電池進行一定的維護可以在一定程度上提高蓄電池的使用壽命。

3.2 操作維護

當外部供電停止時，負載開始工作，這時候不要將UPS電源運行，要在負載徹底停止工作以后，UPS不間斷電源啟動時，再次開啟負載。這是由于負載本身有著沖擊電流與供電流，因此如果在負載沒有停止的狀態下開啟不間斷電源，就會導致其發生過載，從而影響到變換器，最終導致不間斷電源無法正常工作，對生產以及生活都會造成嚴重的影響。

結語

UPS不間斷電源在我國用電需求日益增加的情況下有著非常重要的地位和作用，尤其是在一些比較重要的、需要保證其供電質量的用電設備的使用當中，UPS不間斷電源更是發揮著重要的作用。本文主要對UPS不間斷電源的類型以及運轉原理進行了分析研究，并且就其維護方法做了闡述。在UPS不間斷電源的使用過程當中，要不斷結合實踐總結經驗，從而保證供電質量，確保生產的正常運行。

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