論中小型UPS電源的使用和維護(hù)

高天宏　李悅　隋鴻飛

摘要：電氣設(shè)備自動(dòng)化和遠(yuǎn)程控制的實(shí)現(xiàn)離不開計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)運(yùn)行靠UPS電源的強(qiáng)力支持，因此，規(guī)范使用和維護(hù)UPS電源極為重要。

關(guān)鍵詞：UPS電源;使用;維護(hù);經(jīng)驗(yàn)

1引言

自對(duì)外開放深入實(shí)施后，我國(guó)經(jīng)濟(jì)文化快速發(fā)展。在新的發(fā)展環(huán)境下，我國(guó)逐漸步入互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代。就目前人們的生產(chǎn)生活現(xiàn)狀而言，電力資源成為社會(huì)發(fā)展必不可少的因素。為了避免因斷電而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)受損現(xiàn)象，UPS電源在科學(xué)技術(shù)的支持下，被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)中，并取得了較為突出的效果。本文在研究中，通過對(duì)UPS電源的基本原理、使用與維護(hù)方法研究，能夠?yàn)槿蘸蟠龠M(jìn)UPS電源的發(fā)展，奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，具有一定的現(xiàn)實(shí)研究?jī)r(jià)值和意義。

2UPS電源的工作原理

在線式UPS電源是一種含有儲(chǔ)能裝置、以逆變器為主要元件的恒頻穩(wěn)壓電源設(shè)備，其主要由可控整流部分、蓄電池部分、逆變器部分、靜態(tài)旁路、維修旁路等部分組成，其組成原理圖如圖1所示。UPS電源主要具有以下兩個(gè)功能。（1）在市電停電時(shí)，電源要以小于0.4ms的時(shí)間切換至后備電源供電，無間隙地切換，保護(hù)負(fù)載，使負(fù)載不會(huì)因市電停電而中斷。（2）電源改善負(fù)載用電質(zhì)量，避免負(fù)載因電網(wǎng)干擾受到危害。如圖1所示，在線式UPS電源的工作方式是：市電不論是正常輸入或因故障中斷，供給負(fù)載的電源都來自逆變器，逆變器始終處于工作狀態(tài)。輸入負(fù)載的電能，首先要經(jīng)過整流器將AC（交流電）轉(zhuǎn)換成DC（直流電），再輸入至逆變器將DC（直流電）轉(zhuǎn)換成AC（交流電），這樣電源經(jīng)過雙變換后，不僅改變了供電質(zhì)量，還提高了電源的穩(wěn)定性和可靠性。由圖1可知，市電供電正常時(shí)，市電通過互鎖開關(guān)輸入至UPS電源，輸入的電源經(jīng)由電源輸入開關(guān)Q1輸入至濾波器，去除電源中的干擾，并得到純凈的交流電，然后輸入至整流器進(jìn)行整流，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。整流出的直流電分為兩路送出，一路經(jīng)過電池?cái)嗦菲鱍F1，對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電;另一路供給逆變器，逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，由輸出開關(guān)Q5N輸出穩(wěn)定可靠的電源供給負(fù)載使用。當(dāng)市電發(fā)生中斷時(shí)，輸入濾波器的交流電中斷，整流器沒有直流電輸出至逆變器。此時(shí)，蓄電池放電，把電池組中的直流電輸送到逆變器，再由逆變器把直流電變成交流電，經(jīng)輸出開關(guān)Q5N供給負(fù)載使用。由此，負(fù)載沒有因市電的中斷而停止，仍可以正常運(yùn)行。靜態(tài)旁路是UPS電源為提高系統(tǒng)的可靠性設(shè)置的一條可自動(dòng)切換的旁路電路，其主要作用是在市電正常輸入時(shí)，如遇到逆變器故障中斷輸出，或者是系統(tǒng)出現(xiàn)過載、短路時(shí)，市電由旁路輸入開關(guān)Q4S輸入至靜態(tài)旁路回路，系統(tǒng)會(huì)在小于0.4ms的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)切換至靜態(tài)旁路回路，由市電直接給負(fù)載供電，負(fù)載不會(huì)受到影響，這樣可以提高系統(tǒng)自身的供電可靠性。

一是正確理解UPS電源的性能參數(shù)和合理使用，是延長(zhǎng)UPS電源使用壽命和降低故障率的前提。目前中小型UPS電源（0.5～10KVA）的負(fù)載多為微型計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。一臺(tái)設(shè)計(jì)正確和性能良好的UPS電源，可以有效抑制與完全消除市電供電系統(tǒng)的不正常因素對(duì)負(fù)載產(chǎn)生的影響。來自電網(wǎng)的不良因素：電源電壓過高或過低;頻率的振幅不穩(wěn);電源輸入波形雜亂，各種諧波摻雜其中;若用戶所在電網(wǎng)中有大型可控硅負(fù)載或大電感性負(fù)載（例如大型同步電機(jī)勵(lì)磁裝置或大容量異步電動(dòng)機(jī)、硅鐵冶煉廠），其啟動(dòng)或關(guān)停時(shí)所引起的干擾危害最大。二是后備式UPS電源控制回路中沒有設(shè)置過流、過載、短路自動(dòng)保護(hù)功能，因此，市電輸入端應(yīng)裝設(shè)靈敏度高、容量匹配的空氣開關(guān)，防止因電源輸出端發(fā)生短路或過載故障時(shí)，電源不能快速斷開，損壞電氣元件。此外，正確連接交流輸入極性、牢靠連接接地線也是保證設(shè)備和人身安全的重要環(huán)節(jié)。三是一般來說，在線式UPS電源在使用過程中不宜帶負(fù)載開停機(jī)。因?yàn)閹лd開機(jī)啟動(dòng)電流大，對(duì)沒有延遲啟動(dòng)功能的UPS電源來說，造成UPS電源瞬間過載，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀變換器。正確的操作是先檢查負(fù)載開關(guān)是否處于關(guān)的位置，然后啟動(dòng)主機(jī)，啟動(dòng)正常后，逐一投入負(fù)載。若負(fù)載中包含有電感性負(fù)載，帶載停機(jī)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)高電壓所引發(fā)的故障較多，因此，正確的操作是先停負(fù)載，后停裝置。四是一般都是根據(jù)實(shí)際需要容量購(gòu)買UPS電源，預(yù)留容量不會(huì)太多，故不能隨意增加額外負(fù)載，也不允許UPS滿載運(yùn)行，一般輸出70%～80%的額定容量為最佳運(yùn)行狀態(tài)。UPS電源應(yīng)放在通風(fēng)良好的地方，背部及兩側(cè)至少離墻10cm，使進(jìn)、出排氣孔保持通暢。遠(yuǎn)離火源及高溫，避免陽(yáng)光直射，保持環(huán)境清潔衛(wèi)生，每個(gè)月定期檢查各連接線，防止碰損或松動(dòng)，防止受潮氧化。

3UPS電源蓄電池的使用和維護(hù)對(duì)策

3.1 避免蓄電池被深度放電

新時(shí)代的電力工作開展過程中，UPS電源蓄電池是必要的組成部分，且在很多工作開展層面上不斷創(chuàng)造出較高的價(jià)值。為了妥善解決固有問題，需做好UPS電源蓄電池的使用和維護(hù)工作。深度放電是影響UPS電源蓄電池壽命的關(guān)鍵問題，應(yīng)極力控制和規(guī)避。

3.2防治蓄電池大電流放電

目前，蓄電池應(yīng)用已經(jīng)普及，在很多區(qū)域的工作開展上能創(chuàng)造出較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。從使用和維護(hù)的角度來分析，UPS電源蓄電池的自身成本較高。為了減少經(jīng)濟(jì)壓力，應(yīng)更好地處理和規(guī)避蓄電池大電流放電，健全UPS電源蓄電池的使用和維護(hù)體系，在解決固有問題的過程中，尋求多元化的模式，以期為未來的蓄電池研發(fā)奠定基礎(chǔ)并提供參考。由實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)蓄電池（24Ah）以7C速率放電時(shí)，電池電壓將從12V降至10.2V，且維持在10.2V的時(shí)間約為20s，如果時(shí)間大于等于50s，則電壓為0V，可能會(huì)損壞電池，甚至使其失去后續(xù)功能。因此，需要極力控制大電流放電問題。

結(jié)語

嚴(yán)格實(shí)行上述維護(hù)管理方法后，有效地保障了UPS電源的穩(wěn)定工作，使其故障率降到了最低，有效保障了自動(dòng)控制設(shè)備的供電安全。

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[2] 何軍.淺談UPS電源在信息化機(jī)房中的使用及維護(hù)方法[J].電子世界，2016，02（09）：190.

（作者單位：1大連天港世紀(jì)科技有限公司;2大連碧水起重設(shè)備有限公司;3大連中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司）