導(dǎo)語：如何才能寫好一篇ups電源，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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1、ups也叫不間斷電源，是將蓄電池與主機相連接，通過主機逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。ups電源分為三種，即在線式，后備式，線上交錯式。

2、在線式ups工作原理，當在線式UPS在電網(wǎng)供電正常時，電網(wǎng)輸入的電壓經(jīng)過噪聲濾波器去除電網(wǎng)中的高頻干擾，可以得到純凈的交流電，進入整流器進行整流和濾波，并將交流電轉(zhuǎn)換為平滑直流電，之后分為兩路，一路進入充電器對蓄電池充電，另一路供給逆變器，然而逆變器又將直流電轉(zhuǎn)換成220V，50Hz的交流電供負載使用。當發(fā)生市電中斷時，交流電的輸入已被切斷，整流器不再工作，這時蓄電池放電把能量輸送到逆變器，再由逆變器把直流電變成交流電，供負載使用。所以，對負載來說，盡管市電已不復(fù)存在，但此時負載并未因市電中斷而停運，仍可以正常運行。

3、后備式ups工作原理，當電網(wǎng)供電正常時，一路市電通過整流器對蓄電池進行充電，而另一路市電通過自動穩(wěn)壓器初步穩(wěn)壓、吸收部分電網(wǎng)干擾后，再由旁路轉(zhuǎn)換開關(guān)直接給負載供電。這時，蓄電池處在充電狀態(tài)，直到蓄電池充滿而轉(zhuǎn)入浮充狀態(tài)。UPS相當于一臺穩(wěn)壓性能較差的穩(wěn)壓器，只是對市電電壓幅度波動有所改善，對電網(wǎng)上出現(xiàn)的頻率不穩(wěn)、波形畸變等“電污染”不作任何調(diào)整。當電網(wǎng)電壓或電網(wǎng)頻率超出UPS的輸入范圍時，即在非正常的情況下，交流電的輸入己被切斷，充電器停止工作，蓄電池進行放電，在控制電路的控制下逆變器開始工作，使逆變器產(chǎn)生220V、50Hz的交流電，此時UPS供電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為由逆變器繼續(xù)向負載供電。后備式UPS的逆變器總是處于后備供電狀態(tài)。

4、線上交錯式ups工作原理，市電正常時直接由市電向負載供電，當市電偏低或偏高時，通過UPS內(nèi)部穩(wěn)壓線路穩(wěn)壓后輸出，當市電異?；蛲ｋ姇r，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)為電池逆變供電。其特點是：有較寬的輸入電壓范圍，噪音低，體積小等特點，但同樣存在切換時間，但和一般后備UPS相比，這種機型保護功能較強，逆變器輸出電壓波形較好，一般為正弦波。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

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關(guān)鍵詞：UPS原理；注意事項；使用；維護

廣播電視行業(yè)對電源都有較高要求， 因此系統(tǒng)必須配備符合要求的、健康的U PS 電源， 保持供電系統(tǒng)的不間斷供電非常重要。如何提高機房的供電質(zhì)量， 最大限度的防止因電源原因造成的停機事故， 已成為保障廣播電視節(jié)目能否安全優(yōu)質(zhì)播出的重要因素。

UPS電源是衛(wèi)星地面站保持供電系統(tǒng)不間斷供電的重要設(shè)備，確保機房供電的持續(xù)性，以防斷電而造成電視節(jié)目的不正常播出。因此，要求智能化程度高，儲能器材都采用免維護蓄電池，也是因為這樣，往往忽略了對UPS電源維護與檢修。這是很危險的，一旦出現(xiàn)故障，整個工作系統(tǒng)將癱瘓。以下介紹UPS工作原理電路結(jié)構(gòu)和使用注意事項及日常維護要求。

1 UPS電路結(jié)構(gòu)工作原理

該在線式UPS主要由EMI濾波器、旁路電路、AC/DC轉(zhuǎn)換器、DC/AC逆變器、電池充電器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、控制和檢測電路等組成，并配備了智慧型監(jiān)控軟件。當UPS開機時，電源電壓經(jīng)EMI濾波器分二路輸出：一路送至AC/DC轉(zhuǎn)換器變成直流電，再送至半橋式DC/AC逆變器呈交流輸出；另一路作為旁通路徑?？拷敵龆说呐月烽_關(guān)可選擇旁通路徑輸出或逆變輸出。若一切正常，旁路開關(guān)會選擇逆變輸出，此種輸出稱為在線式輸出。

2 斷電故障發(fā)生時UPS的動作過程

當輸入的市電中斷時，AC/DC轉(zhuǎn)換器和電池充電器均不動作，DC/DC轉(zhuǎn)換器將電池的電壓轉(zhuǎn)換至DC/AC逆變器的輸入端，經(jīng)DC/AC逆變器轉(zhuǎn)為交流輸出，這就是所謂的電池供電模式。

圖中的輔助電源為所有控制電路供電。由于DC/AC逆變器一直在工作，市電斷電時DC/DC轉(zhuǎn)換器能快速啟動并接替AC/DC轉(zhuǎn)換器工作，且DC匯流排上掛有儲能濾波電容器，使得DC/AC逆變器的輸出端，持續(xù)穩(wěn)定地給負載供電，實現(xiàn)零時間轉(zhuǎn)換，對負載而言，不會感到發(fā)生斷電。

3 維護與故障處理

3.1 運行環(huán)境維護

即便UPS電源是在正常工作狀態(tài)，也要經(jīng)常觀察周邊環(huán)境，以保持電池最佳的溫度，避免太陽光直射或者環(huán)境的溫度過高。并防塵除塵，每到氣候干燥的時節(jié)，注意空氣的灰粒飛進機內(nèi)沉積，導(dǎo)致器件散熱功能不好。當空氣潮濕時，經(jīng)常觀看機子的工作動向，以免失常而報警不準確。

3.2 定期檢測

除了對UPS電源常觀察，勤除塵外，還時不時檢查各個連接線路或者插件之間的連接情況，是否有松動和接觸不牢的情況、腐蝕現(xiàn)象、有無殼變形和滲漏、主機設(shè)備是否正常等。

對于儲能電池，要每年定期做一次放電。放電后，為保證蓄電池處于飽和狀態(tài)，充電至少達到12 小時。

平時每組電池至少應(yīng)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(yīng)定期測量并做好記錄。

3.3 故障處理

當出現(xiàn)故障時，斷開手動旁路開關(guān)，切至維護位置（使用戶不停電），UPS 裝置停工作，蓄電池開關(guān)合閘，打開裝置門進行檢查。

當UPS電池系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，及時的找出故障原因，要查清主機、電池組、UPS電源系統(tǒng)等。通過進行分析、檢測。如自檢部分發(fā)生故障，顯示的故障內(nèi)容則可能有誤。

當主機出現(xiàn)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(fā)生相同的故障。

當電池組中發(fā)現(xiàn)電壓反極、壓降大、壓差大和酸霧泄漏現(xiàn)象的電池時，應(yīng)及時采用相應(yīng)的方法恢復(fù)和修復(fù)，對不能恢復(fù)和修復(fù)的要更換，但不能把不同容量、不同性能、不同廠家的電池聯(lián)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。

4 使用注意事項

4.1 電源開關(guān)步驟

開機要按順序合閘：儲能電池開關(guān)自動旁路開關(guān)輸出開關(guān)依次置于“ON”。日常開機只需按UPS面板“開”鍵，約20分鐘后，即可使用。

關(guān)機的時候先將電腦或其它儀器關(guān)閉，讓UPS空載運行10分鐘，待機內(nèi)熱量排出后，再按面板“關(guān)”鍵。

4.2 電源系統(tǒng)使用

雖然UPS電源主機對環(huán)境溫度要求不高，但要求室內(nèi)清潔，少塵。儲能蓄電池則對溫度要求較高，溫度太低，會使儲電池容量下降。主機中設(shè)置的參數(shù)在使用中不能隨意改變。

在無外電靠UPS電源系統(tǒng)自行供電時，應(yīng)避免帶負載啟動UPS電源，應(yīng)先關(guān)斷各負載，等UPS電源系統(tǒng)起動后再開啟負載。

UPS電源系統(tǒng)按使用要求功率余量不大，在使用中要避免隨意增加大功率的額外設(shè)備，也不允許在滿負載狀態(tài)下長期運行。

由于組合電池組電壓很高，存在電擊危險，因此裝卸導(dǎo)電聯(lián)接條、輸出線時應(yīng)用安全保障，工具應(yīng)采用絕緣措施，特別是輸出接點應(yīng)有防觸摸措施。

對電池應(yīng)避免大電流充放電，雖說在充電時可以接受大電流，但在實際操作中應(yīng)盡量避免，否則會造成電池極板膨脹變形，使得極板活性物質(zhì)脫落，電池內(nèi)阻增大，溫升越高，嚴重時將造成容量下降，壽命提前終止。

正確連接好UPS，應(yīng)將UPS的輸入零（N）、相（C）、地（G）與市電的零、相、地對應(yīng)。

5 結(jié)束語

對于UPS的使用，做好維護工作，遵行使用手冊，加強運行維護，做好測量工作，這樣將延長壽命，避免不必要的故障發(fā)生。即便有智能化的設(shè)備，但是預(yù)防是安全運行的重要保障。維護工作是一門學無止境的工作，是一門科技含量較高工作，讓我們一起共同探討通向更高一層的階梯。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：UPS電源；廣播電視播出系統(tǒng)；應(yīng)用

大數(shù)據(jù)時代，廣播電視行業(yè)得到了飛速發(fā)展，多數(shù)廣播電臺都采用了非編制作以及硬盤播出系統(tǒng)，硬件設(shè)備的數(shù)量較多，其對于電壓的穩(wěn)定性有著較高的要求，如果電源穩(wěn)定性差，電壓波動劇烈或者經(jīng)常突然斷電，則很容易造成設(shè)備的損壞。對此，需要引入UPS電源系統(tǒng)，滿足設(shè)備對于電源和供電質(zhì)量的實際需求。

1UPS電源概述

UPS電源的全稱是UninterruptiblePowerSystem，不間斷電源，屬于一種包含了儲能裝置以及逆變器的恒壓恒頻電源，可以為計算機或者網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等提供不簡單的電力供應(yīng)。在市電輸入正常的情況下，UPS電源主要發(fā)揮穩(wěn)壓器的功能，可以保證市電電壓的穩(wěn)定性，防止不穩(wěn)定電壓導(dǎo)致的設(shè)備跳斷或者損壞，同時也會向電源內(nèi)部的儲能裝置充電；如果市電由于故障或者檢修而中斷，則UPS電源能夠?qū)δ苎b置中的電能通過逆變轉(zhuǎn)換，為負載提供電力供應(yīng)，確保負載的正常運行[1]。UPS電源的應(yīng)用，能夠有效滿足設(shè)備對于電源可靠性的要求，對集中供電引發(fā)的電網(wǎng)環(huán)境惡劣問題進行改善。依照工作原理，可以將UPS電源范圍3種不同的類型：一是后備式UPS，這也是最為常用的UPS電源，其本身具備了斷電保護、自動穩(wěn)壓等功能，雖然需要10ms左右的轉(zhuǎn)換時間，但是基本不會對設(shè)備造成負面影響，在微機、外設(shè)以及POS機等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。二是在線式UPS，相比較后備式，在線式UPS的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，不過功能也更加完善，基本上可以對所有的電源問題進行解決，不過，由于本身的成本偏高，在線式UPS一般被應(yīng)用在對于供電質(zhì)量要求較為苛刻的環(huán)境中，如網(wǎng)絡(luò)中心、終端服務(wù)器等。三是在線互動式UPS，具備濾波功能，抗干擾能力強，而且轉(zhuǎn)換時間僅為4ms，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及電力環(huán)境相對惡劣的地區(qū)有著良好的適用性。

2UPS電源系統(tǒng)的設(shè)計

以某廣播電視發(fā)射臺為例，其設(shè)置有12套調(diào)頻廣播頻道和5套模擬電視頻道、8套數(shù)字電視頻道，對于電源的安全性和可靠性有著相當嚴格的要求。在對UPS電源系統(tǒng)進行設(shè)計時，從實際需求出發(fā)，采用了雙聯(lián)路供電回路模式，每一條UPS鏈路均相互獨立，在鏈路中不存在單節(jié)點。鏈路包括了輸入源、UPS機組、蓄電池組、ATS自動切換系統(tǒng)等，引入了兩路相互獨立的市電來作為主備電源，經(jīng)ATS自切選擇后進入UPS機組，然后通過分配柜分配到設(shè)備中。這里的UPS電源選擇SymmtraPX48kW模塊化電源，支持熱插拔，配合高性能蓄電池組，可以保證信號系統(tǒng)30min以上的電力供應(yīng)。

2.1UPS容量計算

依照負載的性質(zhì)和容量，選擇相應(yīng)的UPS容量，可以在保證系統(tǒng)正常運行的同時，減少成本投入。首先是對負載容量的估算，然后以此為基礎(chǔ)，進行UPS容量的計算，其計算公式為：UPS設(shè)計容量=設(shè)計負載容量/（UPS主機理想輸出效率×UPS輸出功率因數(shù)）在該案例中，UPS設(shè)計容量為31.35kW，參照2+1的冗余模式，總?cè)萘繛?8kW。

2.2ATS設(shè)計

ATS表示雙電源切換開關(guān)，可以在微處理器的控制下，完成兩路供電的自動切換。在該案例中，開關(guān)選擇ABBOTM_C_D的三點式結(jié)構(gòu)，控制器則選擇OTM_C_D微型智能控制器，如果檢測到電源發(fā)生故障，則控制器會發(fā)出相應(yīng)的動作指令，使得開關(guān)帶負荷切換到備用電源。從安全方面考慮，在ATS中加入了旁路機械連鎖開關(guān)，這樣即使ATS開關(guān)出現(xiàn)問題，也可以通過旁路開關(guān)實現(xiàn)切換。同時，設(shè)置了自動和手動兩種操作模式，前者用于ATS的自切，后者則用于UPS電源的檢修和維護[3]。

2.3UPS

選擇在線式UPS電源，其能夠?qū)崿F(xiàn)對于各類供電的零時間切換，同時具備穩(wěn)壓、穩(wěn)頻的特點，也可以有效抵抗市電的干擾，具備良好的性能。UPS性能可以分為兩部分，一是電源本身的穩(wěn)定度，一般由逆變器輸出電路和電壓的波動幅值及頻偏決定，二是系統(tǒng)的后備時間，通常取決于電池組充放電所需的時間。

3UPS電源系統(tǒng)的管理和維護

對于UPS電源的管理，主要設(shè)置了設(shè)備監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控和視頻監(jiān)控三種網(wǎng)絡(luò)化管理模式，通過分級管理來保證UPS電源的穩(wěn)定可靠運行。通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺，工作人員可以針對機房內(nèi)部的環(huán)境以及電源的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，掌握UPS電源在運行過程中的參數(shù)信息，對照標準信息進行分析，一旦發(fā)現(xiàn)異常，可以在第一時間發(fā)現(xiàn)并處理，從而消除安全隱患[4]。對于UPS電源的維護，需要從多個方面開展工作：一是重視電池選擇。在資金條件允許的情況下，應(yīng)該優(yōu)先選擇質(zhì)量較高的免維護電池，確保電池具備良好的性能。也可以選擇容量較大的UPS電源系統(tǒng)，其不僅可以滿足系統(tǒng)擴充的要求，也可以減少運行維護的成本。在沒有特殊要求的情況下，UPS電源的檢查周期一般在4～6個月，技術(shù)人員需要利用專業(yè)的儀器設(shè)備，對電池的內(nèi)阻和端電壓進行檢測，如果發(fā)現(xiàn)電池內(nèi)阻超過80mΩ，或者端電壓低于最低臨界電壓，則需要進行均衡充電或者直接對電池進行更換；二是定期充放電。UPS電源與市電相連接，如果市電的供電質(zhì)量穩(wěn)定，稍有停電問題，則蓄電池會長期處于浮充狀態(tài)，很可能會導(dǎo)致電池化學能與電能轉(zhuǎn)化的活性降低，加速電池老化，也會在一定程度上壓縮電池的額使用壽命。針對這個問題，維護人員需要每隔2～3個月，對電池進行完全充放電，但是應(yīng)該避免出現(xiàn)過度放電的情況，可以根據(jù)電池本身的容量以及負載的大小，對放電的時間進行確定；三是做好環(huán)境控制。環(huán)境溫度對于蓄電池使用壽命的影響巨大，通常情況下，電池生產(chǎn)廠家要求蓄電池的最佳運行溫度在20℃～25℃之間，如果溫度偏高，電池的放電能力會有所提升，但是壽命會大大縮短。相關(guān)測試表明，當環(huán)境溫度在25℃以上時，每升高10℃，電池的使用壽命就會縮短一半。因此，需要在機房內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的空調(diào)和通風系統(tǒng)，將溫度控制在20℃～25℃之間，以保證電池的使用壽命[5]。

4結(jié)論

總而言之，UPS電源可以作為市電的一種補充，為設(shè)備提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)，保證設(shè)備的運行安全。在廣播電視領(lǐng)域應(yīng)用UPS電源系統(tǒng)，可以減少突然斷電導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失以及設(shè)備損壞問題，而想要確保UPS電源系統(tǒng)功能的充分發(fā)揮，不僅需要做好系統(tǒng)設(shè)計工作，還必須重視管理和維護，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行中存在的異常和問題，保證廣播電視播出系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：UPS電源；電氣測試技術(shù)；性能

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

一、UPS電源電氣測試系統(tǒng)工藝流程

UPS 電源電氣測試系統(tǒng)是檢測已生產(chǎn)好的 UPS 電源是否達到質(zhì)量要求，是 UPS 電源出廠前的重要工序，它需要能夠準確地檢測出UPS 電源是否合格。其主要生產(chǎn)流程是：首先將完成生產(chǎn)的 UPS 電源進行檢測，檢測內(nèi)容包括市電空載輸出電壓、直流開機輸入電壓、直流開機輸出電壓、市電帶載輸出電壓、整流帶載輸出電壓、機箱內(nèi)溫度、電源逆變輸出時直流低警告點以及關(guān)機點，并且將檢測值與標準值進行比較，若與標準值一致則說明 UPS 合格，將數(shù)據(jù)記錄在 SQL 數(shù)據(jù)庫中；若檢測值與標準值不一致，則 UPS 電源不合格，不能出廠，要進行重新生產(chǎn)。在檢測時，如果發(fā)現(xiàn)存在較大異常，立即斷開所有輸入。

UPS電源系統(tǒng)作為輸入電源和用戶負載之間的橋梁，可以使用戶負載免受電網(wǎng)異常的干擾，提供安全、穩(wěn)定的運行。在市電斷開后，UPS電源可以將內(nèi)部電池能量提供給負載，從而繼續(xù)一段時間的供電。UPS 電源原理框圖如圖1所示：

圖1UPS 原理框圖

（1）市電正常供電。此過程中間的整流器正常工作，由主電輸入，市電首先在開關(guān)閉合的狀態(tài)下輸入，再進入整流器中整流，平整的直流電壓則從內(nèi)部的濾波電容中輸出，此時市電分為兩路，一路從逆變器通過，一路給內(nèi)部電池。逆變器將將平整的直流電經(jīng)過SPWM 變換，后逆變轉(zhuǎn)換，輸出濾波，最后由右側(cè)的靜態(tài)開關(guān)轉(zhuǎn)換給用電負載。

（2）電池供電。當市電出現(xiàn)故障時，UPS 內(nèi)部電池給負載供電，電池存儲的電能經(jīng)過逆變器轉(zhuǎn)換輸出平整的直流電壓，再經(jīng)靜態(tài)開關(guān)轉(zhuǎn)換，最終輸出符合要求的電壓。

（3）旁路供電。當機器關(guān)機或者輸入市電、輸入直流電都出現(xiàn)故障時，轉(zhuǎn)為旁路輸入，由備用機給用電負載供電，通過旁路開關(guān)切換到旁路供電狀態(tài)。

（4）手動維修旁路狀態(tài)。手動維修狀態(tài)要保證 UPS 電源內(nèi)部的主電路上沒有電池輸入，才能開始維修。第一步要使 UPS 電源工作在自動旁路狀態(tài)，第二步閉合手動維修旁路的開關(guān)，且斷開旁路開關(guān)和右側(cè)的輸出開關(guān)。

本系統(tǒng)根據(jù)某 UPS 電源生產(chǎn)廠家的 UPS 電源電氣測試要求，流程圖如圖2所示。在檢測過程中，首先根據(jù)電源的型號確定測試參數(shù)，然后進行檢測，并將檢測的值與標準值進行比較，如果與標準值一致，則將該數(shù)據(jù)記錄至SQL數(shù)據(jù)庫。檢測部分包括市電空載輸出電壓、直流開機輸入電壓、直流開機輸出電壓、市電帶載輸出電壓、整流帶載輸出電壓、機箱內(nèi)溫度、電源逆變輸出時低警告點電壓以及保護點電壓等。記錄的數(shù)據(jù)放在 SQL 數(shù)據(jù)庫中，以備查看。

圖2 測試流程圖

二、UPS電源電氣測試技術(shù)與方法

在熟悉 UPS 電源電氣參數(shù)檢測原理的情況下，才可以提出合理的測試方案，準確而又高效地對 UPS 電氣性能進行測試。測試的方法包括給出開始測試信號，系統(tǒng)啟動開關(guān)動作，市電輸入開關(guān)動作，檢測輸出電壓，……，最后對檢測的指標分析比對，如圖3所示。

圖3 測試方法

本系統(tǒng)主要功能是實現(xiàn) UPS 電源的電氣性能參數(shù)測試，主要包括市電空載測試，整流及逆變測試，市電帶載測試，機內(nèi)溫度檢測，直流電源開機測試。本系統(tǒng)對于要測量的參數(shù)所使用的方法具體如下所示：

(一)市電空載測試

在接線排主電輸入位置接入市電，閉合輸入市電開關(guān)，按顯示面板上的開機鍵，將功率表打在電壓檔，正極接接線排的主電輸入位置，負極接在參考零電位，延時 3S 后測量輸入市電電壓。閉合輸出電壓開關(guān)，將功率表打在電壓檔，負極接到參考零電位，正極接接線排的輸出電壓位置，延時 3S 測得電壓為市電空載輸出電壓。

(二)市電帶載測試

接上模擬負載，閉合主電開關(guān)。加上 50%的負載，即閉合 50%負載開關(guān)，延時 3S 后打開控制輸出電壓開關(guān)，將功率表打在電壓檔，正極接接線排的輸出電壓位置，負極接在參考零電位，測量的電壓為市電 50%負載輸出電壓。然后改變模擬負載箱負載的大小，用功率表測量不同負載的輸出電壓。在測試過程中負載分為 50%、100%、110%、125%。

(三)整流及逆變測試

在市電掉電后，UPS 內(nèi)部的電池可以對用電負載進行供電。此時內(nèi)部電池逆變供電，將功率表調(diào)到直流電壓檔位，檢測整流時輸出的電壓值。改變模擬負載箱負載的大?。ǚ謩e為負載總?cè)萘康?50%、100%、110%、125%），延時 3S 后用功率表檢測輸出電壓的大小。在內(nèi)部電池逆變供電的過程中，若電池電壓降至低報警點時，UPS 電壓會報警，檢測此時的電壓為低警告點電壓；若內(nèi)部電池繼續(xù)供電，則 UPS 會自行關(guān)機，記錄此時的電池電壓為保護點電壓。

(四)機內(nèi)溫度的檢測

UPS 電源在運行過程中機箱內(nèi)溫度是一個重要的參數(shù)，只有機箱內(nèi)溫度在一個范圍內(nèi)才能使 UPS 電源正常安全地運行。為了檢測機箱內(nèi)溫度，在機內(nèi)安裝一個溫度傳感器，檢測溫度是否正常（滿載及超載情況下溫度不超過 90°C），而溫度達到 50°C 左右時機箱內(nèi)的風機才開始轉(zhuǎn)動。

(五)直流電源開機測試

用外部直流電源對 UPS 電源進行供電，調(diào)整外部電源的大小，直至 UPS 電源開機，用功率表檢測直流開機輸入電壓大小，在延時一段時間后，同樣用功率表檢測 UPS 電源輸出電壓的大小。

三、UPS 電源電氣測試系統(tǒng)功能要求

UPS電源電氣測試系統(tǒng)主要是用來檢驗UPS電源產(chǎn)品電氣性能是否合格，以免不合格產(chǎn)品的使用給顧客帶來損失。按照國家相關(guān)規(guī)定，在 UPS 電源出廠投入市場之前，必須對其性能進行檢測，因而就有了UPS電源電氣測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以對UPS電源電氣性能包含的各種參數(shù)進行檢測（市電空載輸出電壓、直流開機輸入電壓、直流開機輸出電壓、市電帶載輸出電壓、整流帶載輸出電壓、機箱內(nèi)溫度、電源逆變輸出時直流低警告點電壓以及保護點電壓），采集的數(shù)據(jù)在 S7-1200 中判定是否合格。

收集的數(shù)據(jù)通過 RS485 串行通信傳至 S7-1200 中，經(jīng)過 S7-1200 對數(shù)據(jù)進行分析、處理與標準值進行比較，并且將測試數(shù)據(jù)在工控機監(jiān)控界面中準確的顯示出來。在分析過程中引入層次分析法與關(guān)聯(lián)度分析法相結(jié)合的算法，綜合分析這些參數(shù)，從而判斷出 UPS 電源電氣性能是否合格，以決定是否投入市場運行。

UPS 電源電氣測試系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能要求如下所示：

（1）能夠?qū)?UPS 電源電氣性能進行多種操作：檢測直流空載、市電空載、市電滿載、市電空載的輸出電壓等。

（2）在測試系統(tǒng)運行時，能顯示檢測到的電壓、溫度等數(shù)據(jù)。

（3）根據(jù)制定好的檢測方法控制開關(guān)的動作、延時、測試儀表的檢測等使系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行。利用 S7-1200 PLC 控制系統(tǒng)，使之實現(xiàn)延時、檢測、比對等功能。

（4）通過組態(tài)王組態(tài)軟件監(jiān)控整個 UPS 電源電氣測試過程的檢測和綜合分析。

（5）對于判定電氣性能為合格的產(chǎn)品，將檢測數(shù)據(jù)保存至 SQL 數(shù)據(jù)庫中。

四、系統(tǒng)硬件方案設(shè)計

UPS電源電氣測試系統(tǒng)分為測試現(xiàn)場與工控機監(jiān)控兩大部分。

在工控機中配備有 S7-1200 編程軟件和組態(tài)王組態(tài)軟件，是整個系統(tǒng)的中心部分。其中 S7-1200 與工控機、組態(tài)王的通信方式是工業(yè)以太網(wǎng)。電氣測試現(xiàn)場部分選取西門子S7-1200 作為系統(tǒng)的中心，用于控制現(xiàn)場各種參數(shù)的采集和處理，從而實現(xiàn)對電氣測試數(shù)據(jù)的準確分析。

數(shù)字量輸入模塊用于接入 UPS 電源電氣測試系統(tǒng)的啟停、開關(guān)動作的 1/0 輸入信號；數(shù)字量輸出模塊用于顯示輸出UPS電源電氣測試的分析結(jié)果；模擬量輸入模塊實現(xiàn)對UPS電源市電空載輸出電壓、直流開機輸入電壓、直流開機輸出電壓、市電帶載輸出電壓、整流帶載輸出電壓、機箱內(nèi)溫度等多點值數(shù)據(jù)采集。電氣測試現(xiàn)場與 PLC 的通信采用的是RS485 串行通信，檢測值通過 RS485 傳送至 PLC 中。

五、系統(tǒng)軟件方案設(shè)計

UPS 電源電氣測試系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括在 PLC 軟件中設(shè)計編寫程序、監(jiān)控組態(tài)界面的繪制、與數(shù)據(jù)庫的連接三大部分。

PLC 程序設(shè)計部分采用 STEP7 Basic V10.5 編程軟件，完成 UPS 電源電氣測試系統(tǒng)的硬件組態(tài)、符號編輯、地址分配、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)置等，并依據(jù)測試系統(tǒng)的設(shè)計要求，編寫順序控制模擬量的采集和運用算法綜合分析 UPS 電源電氣性能程序。

利用組態(tài)王組態(tài)軟件設(shè)計監(jiān)控部分，其優(yōu)點是在界面中可以顯示測試的實時數(shù)據(jù)，進而確保測試的精確度。此外，還可以對工程加密，確保重要測試數(shù)據(jù)如輸出電壓、輸入電壓等的精確顯示、存儲和保密。同時將合格的測試數(shù)據(jù)保存至 SQL 數(shù)據(jù)庫中，方便于日后查詢測試數(shù)據(jù)，也為管理人員提供依據(jù)。

結(jié)語

本文通過分析 UPS 電源整流逆變基本原理，了解 UPS 電源電氣測試工藝流程；詳細闡述了電氣測試的方法。確定了 UPS 電源電氣測試系統(tǒng)功能要求，對電氣測試主要用 PLC 來采集數(shù)據(jù)和分析電氣性能，并采用組態(tài)王軟件設(shè)計監(jiān)控界面。

篇5

【關(guān)鍵詞】UPS;逆變器;智能化;蓄電池;維護

UPS電源也稱不間斷電源，能夠提供持續(xù)、穩(wěn)定、不間斷的電源供應(yīng)的重要外部設(shè)備。它在市電停止供應(yīng)的時候，能保持一段供電時間，使人們有時間存盤，再從容地關(guān)閉機器。

一、UPS電源的工作原理

UPS電源按工作原理分成后備式、在線式與在線互動式三大類。UPS電源現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于：工業(yè)、通訊、國防、醫(yī)院、廣播電視、計算機業(yè)務(wù)終端、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備等領(lǐng)域。

1.在線式

在線式UPS的運作模式為市電和用電設(shè)備是隔離的，市電不會直接供電給用電設(shè)備，而是到了UPS就被轉(zhuǎn)換成直流電，再兵分兩路，一路為電池充電，另一路則轉(zhuǎn)回交流電，供電給用電設(shè)備，市電供電品質(zhì)不穩(wěn)或停電時，電池從充電轉(zhuǎn)為供電，直到市電恢復(fù)正常才轉(zhuǎn)回充電，UPS在用電的整個過程是全程介入的。其優(yōu)點是輸出的波型和市電一樣是正弦波，而且純凈無雜訊，不受市電不穩(wěn)定的影響，可供電給電感型負載，例如電風扇，只要在UPS輸出功率足夠的前題下，可以供電給任何使用市電的設(shè)備。

UPS電源一直使其逆變器處于工作狀態(tài)，通過電路將外部交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，再通過高質(zhì)量的逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的正弦波交流電輸出給計算機。在線式UPS在供電狀況下的主要功能是穩(wěn)壓及防止電波干擾;在停電時則使用備用直流電源（蓄電池組）給逆變器供電。由于逆變器一直在工作，因此不存在切換時間問題，適用于對電源有嚴格要求的場合。在線式UPS電源不同于后備式的一大優(yōu)點是供電持續(xù)長，一般為幾個小時，也有大到十幾個小時的，它的主要功能是可以讓您在停電的情況可像平常一樣工作，顯然，由于其功能的特殊，價格也明顯要貴很多。這種在線式UPS比較適用于計算機、廣電、交通、銀行、證券、通信、醫(yī)療、工業(yè)控制等行業(yè)，因為這些領(lǐng)域的電腦一般不允許出現(xiàn)停電現(xiàn)象。

2.后備式

后備式又稱為非在線式不間斷電源，它只是“備援”性質(zhì)的UPS，市電直接供電給用電設(shè)備也為電池充電，一旦市電供電品質(zhì)不穩(wěn)或停電了，市電的回路會自動切斷，電池的直流電會被轉(zhuǎn)換成交流電接手供電的任務(wù)，直到市電恢復(fù)正常，UPS只有在市電停電了才會介入供電，不過從直流電轉(zhuǎn)換的交流電是方波，只限于供電給電容型負載，如電腦和監(jiān)視器。平時處于蓄電池充電狀態(tài)，在停電時逆變器緊急切換到工作狀態(tài)，將電池提供的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的交流電輸出，因此后備式UPS也被稱為離線式UPS。后備式UPS電源的優(yōu)點是：運行效率高、噪音低、價格相對便宜，主要適用于市電波動不大，對供電質(zhì)量要求不高的場合，比較適合家庭使用。然而這種UPS存在一個切換時間問題，因此不適合用在關(guān)鍵性的供電不能中斷的場所。不過實際上這個切換時間很短，一般介于2至10毫秒，而計算機本身的交換式電源供應(yīng)器在斷電時應(yīng)可維持10毫秒左右，所以個人計算機系統(tǒng)一般不會因為這個切換時間而出現(xiàn)問題。后備式UPS一般只能持續(xù)供電幾分鐘到幾十分鐘，主要是讓您有時間備份數(shù)據(jù)，并盡快結(jié)束手頭工作，其價格也較低。對不是太關(guān)鍵的電腦應(yīng)用，比如個人家庭用戶，就可配小功率的后備式UPS。

3.線上交錯式

線上交錯式又稱為線上互動式或在線互動式，基本運作方式和離線式一樣，不同之處在于線上交錯式雖不像在線式全程介入供電，但隨時都在監(jiān)視市電的供電狀況，本身具備升壓和減壓補償電路，在市電的供電狀況不理想時，即時校正，減少不必要的切換，延長電池壽命。

這是一種智能化的UPS電源，所謂在線互動式UPS，是指在輸入市電正常時，UPS的逆變器處于反向工作（即整流工作狀態(tài)），給電池組充電;在市電異常時逆變器立刻轉(zhuǎn)為逆變工作狀態(tài)，將電池組電能轉(zhuǎn)換為交流電輸出，因此在線互動式UPS也有轉(zhuǎn)換時間。同后備式UPS相比，在線互動式UPS電源的保護功能較強，逆變器輸出電壓波形較好，一般為正弦波，而其最大的優(yōu)點是具有較強的軟件功能，可以方便地上網(wǎng)，進行UPS的遠程控制和智能化管理?？勺詣觽蓽y外部輸入電壓是否處于正常范圍之內(nèi)，如有偏差可由穩(wěn)壓電路升壓或降壓，提供比較穩(wěn)定的正弦波輸出電壓。而且它與計算機之間可以通過數(shù)據(jù)接口（如RS-232串口）進行數(shù)據(jù)通訊，通過監(jiān)控軟件，用戶可直接從電腦屏幕上監(jiān)控電源及UPS狀況，簡化、方便管理工作，并可提高計算機系統(tǒng)的可靠性。這種UPS集中了后備式UPS效率高和在線式UPS供電質(zhì)量高的優(yōu)點，但其穩(wěn)頻特性不是十分理想，不適合做常延時的UPS電源。

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的擴展，現(xiàn)在在網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的UPS不再

只是單純的電源設(shè)備，而逐步成為整個網(wǎng)絡(luò)中電源的管理中心，UPS由最初單純不間斷供電已發(fā)展到今天的智能化、多功能。新型的UPS本身融合了多種新技術(shù)，UPS不僅是提供不間斷電源的工具，而且當作為負載的設(shè)備在無人值守時，當市電故障后，UPS可以按照事先的約定順序關(guān)機，甚至還可以自動發(fā)傳呼或E-mail給管理者?，F(xiàn)代的UPS與服務(wù)器上的軟件協(xié)同工作，還能實現(xiàn)事件記錄、故障告警、UPS參數(shù)自動測試分析、調(diào)節(jié)等多項功能，提供了完全的電源管理解決方案?，F(xiàn)在有些UPS甚至可以對環(huán)境溫度、濕度和煙霧等進行監(jiān)視。

二、日常維護與修理

1.UPS電源在正常應(yīng)用情況下，主機的維護操作很少，主要是防塵和定期除塵。特別是氣候干燥的地區(qū)，空氣中的灰粒較多，機內(nèi)的風機會將灰塵帶入機內(nèi)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(fā)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(yīng)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.雖說儲能電池組現(xiàn)在都采用了免維護電池，但這只是免除從前的測比、配比、定時增加蒸餾水的作業(yè)。但外因工作狀態(tài)對電池的影響并沒有轉(zhuǎn)變，不正常工作狀態(tài)對電池造成的影響沒有變，這部分的維護修理工作仍是十分重要的，UPS電源系統(tǒng)的大量維修修理工作主要在電池部分。

a.儲能電池的作業(yè)全副是在浮充狀態(tài)，在這種情況下至少應(yīng)每年進行一次放電。放電前應(yīng)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留的退步電池。放電過程中如有一只達到放電終止電壓時，應(yīng)停止放電，繼續(xù)放電先鏟除退步電池后再放。

b.核對性放電，不是首先尋求放出容量的百分之多少，而是要關(guān)注發(fā)現(xiàn)和處理退步電池，經(jīng)對退步電池處理后再作核對性放電實驗。這樣可避免事端，以免放電中退步電池惡化為反極電池。

c.平時每組電池至少應(yīng)有8只電池作標示電池，作為了解全電池組工作情況的參看，對標示電池應(yīng)定期測量并做好記錄。

d.日常維護中需檢查的項目有：清潔并檢測電池兩端電壓、溫度;連接處有無松動，腐蝕現(xiàn)象、檢測連接條壓降;電池外觀是否完整，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(shè)備是否正常。

e.免維護電池要維護，不是什么無稽之談，應(yīng)從廣義的維護立場出發(fā)，做到運行、日常管理的周到、細致和規(guī)范性，保證設(shè)備（包括主機設(shè)備）保持良好的運行狀況，從而延長應(yīng)用年限;保證直流母線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(guī)程中包括的內(nèi)容和運行守則。

3.當UPS電池系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，應(yīng)先查明理由，分清是負載還是UPS電源系統(tǒng);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(fā)生故障，顯現(xiàn)的故障內(nèi)容則可能有誤。

4.對主機出現(xiàn)擊穿，斷保險或焚毀器件的故障，定然要查明理由并消除故障后才能從頭啟動，不然會接連發(fā)生等同的故障。

5.當電池組中發(fā)現(xiàn)電壓反極、壓降大、壓差大和酸霧泄露現(xiàn)象的電池時，應(yīng)即時采用相應(yīng)的方法還原和修復(fù)，對不能還原和修復(fù)的要更換，但不能把不同容量、不同性能、不同廠家的電池聯(lián)在一起，不然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即時更換，以免影響到主機。

篇6

關(guān)鍵字： 風電設(shè)備 UPS 國產(chǎn)化 環(huán)境條件

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

引言

隨著我國風電事業(yè)的飛速發(fā)展，大量進口風電機組被成套引進、安裝和運行，隨著使用時間的加長，各種電氣元件不斷老化，部分設(shè)備組件設(shè)計因?qū)鴥?nèi)環(huán)境條件考慮不夠，而造成批量損壞。中國企業(yè)往往是沒有技術(shù)參數(shù)，沒有供應(yīng)商信息，所以只能從原設(shè)備供應(yīng)商購買，進口設(shè)備運輸周期長，往往從訂貨到拿到組件需要經(jīng)歷兩到四個月的時間，關(guān)稅和運輸成本也使這些組件的采購成本大大增加。備件不足，采購周期過長，使設(shè)備處于高風險的運行狀態(tài)。更換過于頻繁也影響了設(shè)備正常運行，影響了風電機組的可利用率，造成了發(fā)電量損失。備件國產(chǎn)化具有供貨周期短，售后服務(wù)好，價格低等優(yōu)點[1]。備件國產(chǎn)化工作在各行各業(yè)，各設(shè)備制造商和業(yè)主單位都得到了充分重視。安裝了進口機組的風電場，進行部分組件國產(chǎn)化已經(jīng)成為現(xiàn)實所需，發(fā)展所向。本項目位于我國南方近海區(qū)域，在運行的風電場中，發(fā)現(xiàn)UPS運行一段時間后即無法充電，導(dǎo)致風機停機。打開多個故障的UPS電源，發(fā)現(xiàn)電源箱內(nèi)部部分區(qū)域腐蝕嚴重，尤其在強制送風風扇附近，印刷電路板明顯嚴重銹蝕，部分印刷線路從基板上脫離，甚至斷裂。經(jīng)過仔細分析，我們認為造成UPS故障的主要原因有二，其一，UPS設(shè)計對我國南方沿海高濕，高溫，高鹽霧的使用環(huán)境考慮不足，沒有采取足夠的技術(shù)防護措施。其二，強制送風風扇與電路板的相對位置設(shè)計不合理，造成灰塵堆積，形成腐蝕，在送風壓力的作用下導(dǎo)致印刷線路脫離基板或斷裂。

1可能性和必要性

1.1 可能性

首先，雖然國外進口的設(shè)備和系統(tǒng)總體性能先進，但其先進的性能是通過充分集成各種軟、硬件資源實現(xiàn)的，具體到各項功能都是通過一些基本功能單元實現(xiàn)。隨著我國裝備制造業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，我們現(xiàn)有的電氣產(chǎn)品一般能夠滿足或經(jīng)改進后能夠滿足這些單元的功能要求。對風電機組來說，整個系統(tǒng)國產(chǎn)化十分困難，但具體到UPS電源，則不存在技術(shù)瓶頸，國產(chǎn)和合資品牌的UPS電源技術(shù)都能滿足風機運行要求。

第二，整個風電機組設(shè)備在我國安裝運行，我們負責維護和故障處理，根據(jù)隨機圖紙等技術(shù)資料、實際使用經(jīng)驗和現(xiàn)場測量，我們可以獲得UPS電源組件的功能和技術(shù)性能指標。

第三，UPS電源不涉及風機核心技術(shù)保密要求，批量損壞會影響整機制造商的可利用率保證和商業(yè)信譽，容易取得國產(chǎn)化的技術(shù)許可。

第四，我們更了解設(shè)備的國內(nèi)實際使用環(huán)境和UPS電源組件損壞的根本原因，可以采取針對性的措施，彌補設(shè)計缺陷。

1.2 必要性

首先，風機整機制造商一般在商業(yè)合同中需保證整機的可利用率；業(yè)主要確保完成年度生產(chǎn)經(jīng)營目標，也需要保證機組設(shè)備的可利用率。組件損壞，將影響風電機組的正常運行，降低可利用率，所以整機制造商必須保證備件充足。但國外品牌的大部件廠商出于各種考慮，一般只允許成套銷售，國內(nèi)用戶無法獲得其中某個易損組件的供應(yīng)商信息，只能向原大部件供應(yīng)商購買。而UPS電源作為風電機組變頻器內(nèi)的一個組件，我們?nèi)狈Ρ匾墓?yīng)商信息，只能經(jīng)變頻器供應(yīng)商購買。

第二，采購周期長，數(shù)量小，品種多，采購矛盾日益突出。部分備件因其特殊性、專用性，外國廠家形成技術(shù)壟斷，價格昂貴。對單件或小批量備件，外方經(jīng)常高價銷售，再加上關(guān)稅和物流附加成本。使組件的實際采購價格遠遠高出其實際價值[2]。作為備件UPS電源同樣面臨這些問題。

第三，進口設(shè)備產(chǎn)品更新?lián)Q代比較快，部件制造商不斷對自己的產(chǎn)品進行升級，經(jīng)過一段時間后，某些備件就無法購買，外方也不會提供充分的采購信息。為防止這種情況發(fā)生，保證機組的可靠運行，對損壞較頻繁的該UPS電源必須國產(chǎn)化。

2UPS電源國產(chǎn)化實踐

2.1滿足基本功能，實現(xiàn)等效代換

UPS國產(chǎn)化工作的前提是充分了解該UPS電源的技術(shù)要求，包括其工作方式、性能指標、容量以及其它功能以及外觀和安裝要求[3]。了解其功能的渠道主要有：原有技術(shù)資料和圖紙，產(chǎn)品數(shù)據(jù)手冊，實際測量值。在UPS電源國產(chǎn)化的過程中，我們根據(jù)原有組件的隨機產(chǎn)品說明書和現(xiàn)場售后服務(wù)技術(shù)人員提供的測量數(shù)據(jù)，確定了UPS電源的基本技術(shù)指標為：雙變換式，額定容量為2000kVA，備用時間大于等于10分鐘（100%負載），基本參數(shù)如表1所示：

表1 國產(chǎn)化UPS 電源基本參數(shù)表

2.2考慮實際環(huán)境，彌補設(shè)計缺陷

充分了解實際運行中出現(xiàn)的問題，解決原有設(shè)計中存在的不足，是國產(chǎn)化工作的重要環(huán)節(jié)。進口設(shè)備，由于設(shè)計者的工作經(jīng)驗、設(shè)計理念和設(shè)計目標不同，往往在國內(nèi)實際運行環(huán)境中會出現(xiàn)各種不適應(yīng)。根據(jù)售后服務(wù)部門反饋的信息和故障原因分析，認為該UPS原有設(shè)計對我國近海環(huán)境考慮不足，IP防護等級低，風道設(shè)計不合理，針對這些設(shè)計缺陷，考慮我們采取了提高防護等級到IP54以上、在進風口加過濾棉、改進冷卻風道、使用絕緣漆對電路板表面進行防腐處理等技術(shù)措施[4]。

2.3 充分調(diào)查市場，盡量選用成熟產(chǎn)品

UPS電源國產(chǎn)化工作不需要從零做起，在明確實際功能和使用環(huán)境后，首先要從市場上已經(jīng)批量生產(chǎn)的現(xiàn)有產(chǎn)品中選型，如果某些功能需要補充，可以聯(lián)系制造商添加或改進。這樣既能保證產(chǎn)品性能和質(zhì)量，也能提高國產(chǎn)化的進度。通過充分的調(diào)查后，我們選擇了三個UPS供應(yīng)商的系列產(chǎn)品，根據(jù)各供應(yīng)商提供的產(chǎn)品技術(shù)手冊，各系列產(chǎn)品主要電氣特性如表2所示，基本滿足我們的基本性能要求。同時我們要求供應(yīng)商在耐候性、電氣接口和外形尺寸方面進行了專門設(shè)計處理，以滿足我們的實際安裝條件和使用環(huán)境要求。

品牌

表2國內(nèi)三個系列生產(chǎn)的UPS選型參數(shù)比較表

2.4重視外形尺寸和電氣接口

電氣組件國產(chǎn)化對外形尺寸要求非常嚴格。主要體現(xiàn)在：原有組件外形尺寸是設(shè)計時根據(jù)空間布局和安裝方式優(yōu)化過的，從功能和外觀上都是經(jīng)設(shè)計師精心設(shè)計的，要國產(chǎn)化某組件，首先要考慮的就是空間問題，必須能裝的下，安裝后整體外觀上要和諧統(tǒng)一，否則用戶是無法接受的。功能相同的組件往往因外形尺寸不合適被用戶一票否決。在充分了解UPS的安裝方式和可用空間后，我們可以確定UPS的基本外形尺寸和允許的尺寸偏差。

電氣接口也十分重要，直接影響到國產(chǎn)化的系統(tǒng)成本和難易程度，最好能找到與原產(chǎn)品具有相同或相近電氣接口的產(chǎn)品進行國產(chǎn)化，否則，牽一發(fā)而動全身，因電氣接口不同，改變布線，端子形式和連接順序等都會給國產(chǎn)化工作帶來很多麻煩，影響系統(tǒng)性能的實現(xiàn)，甚至關(guān)乎國產(chǎn)化工作的成敗。為此，我們要求供應(yīng)商按照原來使用的UPS電氣和控制接口形式提品。這使電氣連接方便，更換備件容易。

2.5充分進行現(xiàn)場試驗

為了確保國產(chǎn)化后的UPS能用，耐用，我們制定了嚴格的進貨檢驗方案和性能試驗方案。進貨檢驗主要進行外形尺寸、顏色、外觀以及合格證、備件等常規(guī)檢查；性能試驗主要包括線下模擬試驗，在線空載試驗以及帶載試驗等[5]，主要試驗項目依據(jù)《GB/T 7260.3-2003不間斷電源設(shè)備（UPS) 第3部分：確定性能的方法和試驗要求以及相關(guān)風機技術(shù)要求》，測試通過后，樣機安裝到風機上試用考核，經(jīng)過為期六個月的可靠性測試，測試期間定期安排專人進行監(jiān)控和記錄。由于前期準備充分，在模擬試驗和上電試驗中多次溝通和修改設(shè)計，所選國產(chǎn)產(chǎn)品在上機試用考核期間未發(fā)生任何異常。從樣機安裝運行至今，一年多時間，國產(chǎn)化后的UPS電源運行正常，打開機箱后未見明顯腐蝕。實踐證明國產(chǎn)化后的UPS電源彌補了原設(shè)計缺陷，滿足了風機的使用要求和可靠性要求。

3結(jié)語

UPS電源在國產(chǎn)化后，除了滿足原產(chǎn)品的功能、電氣接口，安裝位置及尺寸等要求外還采取了專門技術(shù)措施，增強了防腐性能，彌補了原UPS的設(shè)計缺陷。采購周期也從原來的兩個月以上，降到15天左右，采購成本從17000元降低6000元左右，效益明顯，因此國產(chǎn)化工作十分重要，也十分必要。UPS國產(chǎn)化過程中，在保證設(shè)備安全運行的前提下，充分考慮了經(jīng)濟因素，達到了滿足基本功能需求，降低成本，縮短采購周期，彌補設(shè)計缺陷，提高產(chǎn)品質(zhì)量的國產(chǎn)化初衷。

參考文獻：

[1] 劉崗，孫承國，進口設(shè)備備件國產(chǎn)化應(yīng)用[J]，設(shè)備管理與維修，2002年，第S1期，84-87。

[2] 馬慧妹，王燁華，酒鋼碳鋼薄板廠進口設(shè)備備件國產(chǎn)化工作實踐[J]，山西冶金，2013.10 第145期，72-74。

[3] 張星海，司德亮，變電站UPS的選擇及其配電方式探討[J]，黑龍江電力，2009.10 第5期，359-361。

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[關(guān)鍵詞]UPS 分類與特點 選擇 工作原理 安裝與使用

中圖分類號:U284.77文獻標識碼:A

[引言]電源從它的發(fā)源地電廠出來,通過電網(wǎng)、變電站、輸電線路、配電,直至各個用電終端,有如人體的血液,發(fā)自心臟,通向人體的各個器官、肢體直至各個角落。數(shù)字電力,無疑為發(fā)電廠的建設(shè)、生產(chǎn)、管理和運行提供了現(xiàn)代化的手段,而數(shù)字電力的基礎(chǔ)仍然是它的動力――電源。目前不間斷電源(UPS)在各行各業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用,對如何合理使用及維護,減少故障、延長其使用壽命,結(jié)合我在工作實際中的具體做法和積累的經(jīng)驗技巧,作一簡單介紹。

一、UPS電源的分類與特點

不間斷電源UPS(UninterruptiblePowerSystem),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。

UPS電源種類很多,一般為靜態(tài)變換式,分為后備式、在線式、在線互動式三大類,最常用的是在線式UPS。在線式UPS電源有市電輸入時以“交流電一整流一逆變器”方式向負載供電,同時向機內(nèi)電池充電;當市電中斷時,即以“蓄電池逆變器”逆變轉(zhuǎn)換的方極方式向負載提供220V交流電源。其特點是真正實現(xiàn)了對負載的無干擾穩(wěn)壓供電,由市電供電到蓄電池供電零時間切換,使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。UPS效率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)換時間、輸出電壓、頻率范圍等都是表征UPS性能的重要參數(shù)?？偟膩碚f,在線式UPS幾乎可以解決所有的常見電力問題。

二、UPS電源使用的必要性

公共電網(wǎng)中一些較大的感性、容性、開關(guān)電源等負載會造成電網(wǎng)電壓波形畸變或頻率漂移,惡化電網(wǎng)的供電品質(zhì),意外的自然和人為事故,如地震、雷擊、輸變電系統(tǒng)斷路或短路,也會影響負載的正常工作。據(jù)測試,電網(wǎng)中經(jīng)常發(fā)生并且對電腦和精密儀器產(chǎn)生干擾或破壞的問題主要有電涌、高壓尖脈沖、暫態(tài)過電壓、電壓下陷、電線噪聲、頻率偏移、斷電等等。

計算機對電源的要求較高,尤其是內(nèi)存,如果非正常斷電,內(nèi)存中的信息來不及保存到硬盤等存儲設(shè)備上,會造成信息丟失或變得不完整而失去價值,浪費大量的工作精力和時間,甚至造成巨大的經(jīng)濟損失,像UNIX這樣的操作系統(tǒng),如內(nèi)存中的系統(tǒng)信息沒有回寫到硬盤上,還可能造成系統(tǒng)崩潰。電腦中硬盤雖是磁存儲介質(zhì),不因斷電而損失信息,但突然的電力故障會使正在進行讀寫工作的硬盤物理磁頭損壞,或者系統(tǒng)文件在維護文件系統(tǒng)時,造成文件分配表錯誤,而造成整個硬盤數(shù)據(jù)丟失。現(xiàn)存的操作系統(tǒng)大都設(shè)置虛擬內(nèi)存,由于突然的斷電,使系統(tǒng)來不及取消虛擬內(nèi)存,從而造成硬盤中的“信息碎片”,不僅浪費了硬盤存儲空間,還會導(dǎo)致機器運行緩慢。

電腦電源是一種整流電源,過高的電壓可能會造成整流器燒毀。電壓尖脈沖和管態(tài)過電壓以及電源雜訊等干擾都可能通過整流器進入主機板,影響機器的正常工作,甚至燒毀主機線路。隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用,安全可靠的電源已是計算機管理人員必須認真面對的重要問題。

三、UPS的選擇

不是所有的電器設(shè)備都需要使用UPS,在選擇UPS時,主要應(yīng)考慮負載大小、負載的特性及重要程度以及放電時間。

(一)負載的特性。電腦及其設(shè)備多為帶容性的整流性負載,啟動時都有沖擊電流,即使是在正常運行時,其電流的峰值也有其有效值的23倍,因此在選用UPS時應(yīng)考慮到這一特性,給UPS留一定的余量。

(二)負載大小與UPS容量計算。電腦設(shè)備負載功率因數(shù)在0.65――0.7之間,可將各個負載的額定功率矢量累加求出總功率,UPS容量按以下公式選擇:

UPS容量≥負載容量/0.8

即考慮到負載啟動的沖擊電流,負載容量應(yīng)為UPS額定容量的80%以下。

(三)放電時間的配置。一般長效型UPS備用時間主要受電池成本、安裝空間以及電池回充時問等因素的限制。在電力環(huán)境較差,停電較為頻繁的地區(qū)采用UPS與發(fā)電機配合供電的方式。停電時,先由UPS電池供電,如停電時間較長,可以啟動備用發(fā)電機對UPS繼續(xù)供電,當市電恢復(fù)時再切換到市電供電。

(四)電池供電時間計算。電池供電時間主要受負載大小、電池容量、環(huán)境溫度、電池放電截止電壓等因素影響。UPS電池供電時間,可先計算出電池放電電流,然后根據(jù)電池放電曲線查出其放電時間。

電池放電電流可以按經(jīng)驗公式計算:

放電電流=UPS容量(VA)×功率因數(shù)/電池放電平均電壓×效率;

如要計算實際負載放電時間,只需將UPS容置換為實際負載容量即可。

四、UPS的工作原理

(一)AC-DC變換:將電網(wǎng)來的交流電經(jīng)自耦變壓器降壓、全波整流、濾波變?yōu)橹绷麟妷?供給逆變電路。AC-DC輸入有軟啟動電路,可避免開機時對電網(wǎng)的沖擊。

(二)DC-AC逆變電路:采用大功率IGBT模塊全橋逆變電路,具有很大的功率富余量,在輸出動態(tài)范圍內(nèi)輸出阻抗特別小,具有快速響應(yīng)特性。由于采用高頻調(diào)制限流技術(shù),及快速短路保護技術(shù),使逆變器無論是供電電壓瞬變還是負載沖擊或短路,均可安全可靠地工作。

(三)控制驅(qū)動:控制驅(qū)動是完成整機功能控制的核心,它除了提供檢測、保護、同步以及各種開關(guān)和顯示驅(qū)動信號外,還完成SPWM正弦脈寬調(diào)制的控制,由于采用靜態(tài)和動態(tài)雙重電壓反饋。極大地改善了逆變器的動態(tài)特性和穩(wěn)定性。不間斷電源工作原理框圖下圖所示。

五、UPS的安裝

UPS安裝質(zhì)量好壞直接影響到UPS系統(tǒng)今后的長期運行,因此UPS從規(guī)劃到安裝過程都應(yīng)該規(guī)范。主要考慮以下幾方面因素:電網(wǎng)情況、負載容量及特性、使用環(huán)境、接地情況、配線及開關(guān)容量等。

(一)電網(wǎng)情況。主要包括電網(wǎng)電壓波動范圍、停電頻率等已確定UPS備用時間的配備。如有必要可以在UPS前級增設(shè)其他保護措施。使用UPS電源時,應(yīng)務(wù)必遵守廠家的產(chǎn)品說明書有關(guān)規(guī)定,保證所接的火線、零線、地線符合要求,不得隨意改變其相互的順序。

(二)使用環(huán)境。UPS電源的使用環(huán)境應(yīng)避免陽光直射,并留有足夠的通風空間,利于散熱,保證UPS進行維護時,工程人員有一定的施展空問。溫度要求為0℃-40℃,濕度要求為10%-90%,周圍環(huán)境要保持清潔,以減少有害灰塵對UPS內(nèi)部線路的腐蝕,UPS長延時配置時,電池較重,應(yīng)考慮地板單位面積承重問題。

(三)接地情況。為了確保電腦系統(tǒng)穩(wěn)定可靠工作,防止寄生電容耦合干擾,保護設(shè)備及人身安全,因此必須要有良好的接地系統(tǒng),一般接地電阻小于4Ω較為理想。

鳴開關(guān)打開。

六、結(jié)束語

在UPS的使用過程中注意,再好的設(shè)備也有壽命,也會出現(xiàn)各類故障,不要因為高智能、免維護而忽略了本應(yīng)進行的維護工作,預(yù)防在任何時候都是安全運行的重要保障。

參考文獻

1、徐濟仁,陳家松;UPS技術(shù)及其發(fā)展趨勢[J];有線電視技術(shù);2003年11期

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論文摘要:論UPS、直流電源在線維護管理系統(tǒng)的組成及其功能，并提出建議。

UPS和直流電源是企業(yè)重要的供電保障設(shè)備，傳統(tǒng)的維護管理包括：①日常巡檢外觀，定期更換電池、濾波電容、風機等易損件，大修時做電池活化等；②改造或采用換代設(shè)備，使用高級工具測試電池性能。這種管理方式企業(yè)投入成本高，維護人員工作量大，不易實時掌握設(shè)備運行狀態(tài)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)，設(shè)備事故預(yù)防能力低。實施在線維護管理可避免傳統(tǒng)方式的不足之處，獲得良好效益。下面介紹某企業(yè)實施實例及注意事項。

一、計算機在線維護管理系統(tǒng)

（一）系統(tǒng)組成

1、總控站（后臺）。由監(jiān)控站、工程維護站、系統(tǒng)接口等構(gòu)成，運用管理分析軟件處理接收的數(shù)據(jù)并通過Web。工程維護人員登錄服務(wù)器可查看全廠所有在線設(shè)備的運行狀態(tài)以及完善的歷史、實時數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計。

2、現(xiàn)場設(shè)備控制站（ES）。根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備需要，可選擇監(jiān)控功能儀或設(shè)備運行狀態(tài)信息彩集儀（EII）。EII通過RS-232/485端口與電能表、電池采集模塊、直流屏、UPS等智能設(shè)備通信，將監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為符合通信協(xié)議的數(shù)據(jù)包，接入局域網(wǎng)，傳送至主控室服務(wù)器。獨立完整的ES包括以下部分。

（1）系統(tǒng)主機。由下行串口通道、數(shù)據(jù)處理器、顯示器、上行串口通道組成。下行串口通道通過RS-485總線訪問電池電壓采集模塊，采集數(shù)據(jù)，管理電壓采集模塊，數(shù)據(jù)處理器完成數(shù)據(jù)解壓、數(shù)據(jù)計算、存儲管理，將處理后的數(shù)據(jù)一部分送往顯示器，另一部分由上行串口通道發(fā)送至協(xié)議處理器，或傳給上一層管理系統(tǒng)。

（2）數(shù)據(jù)采集模塊組。可根據(jù)用戶需要確定采集數(shù)據(jù)要求及配置相應(yīng)采集儀器，一般由電池電壓采集模塊、電流、溫度、功率等組成，模塊間隔離良好、絕緣性強，可靠性、安全性高。數(shù)據(jù)采集可分組，每個模塊可對一定數(shù)量電池進行電壓采集，可配備電流、溫度傳感器，模塊間與系統(tǒng)主機一般采用RS-485連接。

（3）協(xié)議處理器。具有協(xié)議處理程序的接口板，處理各種通信協(xié)議?？蓪崿F(xiàn)：①將主機發(fā)送的電池電壓、電流、溫度等信息按約定協(xié)議編碼、打包、發(fā)送至遠程服務(wù)器；②將遠程服務(wù)器發(fā)出的遙控、遙調(diào)指令經(jīng)過解碼發(fā)給主機，實時控制。

（4）放電模塊。可快速測出電池直流內(nèi)阻，瞬間測試電池性能，大功率放電模塊可提供瞬間大電流沖擊負荷。

（5）遠程服務(wù)器。實現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)計算機數(shù)據(jù)通信，通過局域崗遠程訪問現(xiàn)場的蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)，接收、分析數(shù)據(jù)，通過Web服務(wù)器數(shù)據(jù)。

3、通信網(wǎng)絡(luò)。聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場設(shè)備各分站（采集監(jiān)控站），采用光纖作為數(shù)據(jù)通信主干線，組成全廠UPS和直流電源在線監(jiān)控的局域網(wǎng)。

（二）系統(tǒng)主要功能

1、臺賬管理。集成各站UPS、直流系統(tǒng)、蓄電池信息設(shè)備及查詢功能?？刹樵兠颗_UPS、直流設(shè)備的每節(jié)電池電壓、平均電壓、整組電壓、充放電電流、環(huán)境溫度等實時、歷史數(shù)據(jù)，以曲線和柱狀圖方式顯示，或生成報表打印。

2、實時分析。對選定時間段內(nèi)的電池運行狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)進行分析，當某個蓄電池被放過電，滿足一定電流范圍和時間（大于設(shè)置值）時，系統(tǒng)將對蓄電池進行電池容量評價（容量估算）。

3、報警指示和查詢。可對每臺UPS、直流電源故障進行報警，提供報警查詢，以便及時處理。

4、網(wǎng)絡(luò)化。系統(tǒng)具有遠端通信和遙測、遙信、遙控功能，使遠程服務(wù)器通過以太網(wǎng)對各站UPS、直流電源、蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)進行實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)管理。還可根據(jù)企業(yè)需要，與其他系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，采集一些重要設(shè)備的信息，實現(xiàn)更多功能。

二、系統(tǒng)應(yīng)用注意事項

認真查清企業(yè)內(nèi)部UPS和直流電源現(xiàn)狀以及企業(yè)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，根據(jù)設(shè)備功能和重要性合理配置。

1、確定網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架方案，即企業(yè)是否有必要建立完整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上構(gòu)建，對單個電池組也可實現(xiàn)完整、獨立的在線維護管理。

2、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(guān)鍵設(shè)備直接采用完整系統(tǒng)，小站、單體UPS等經(jīng)后臺機處理形成整體維護管理系統(tǒng)。

3、有些UPS和直流電源已具備多種管理功能，如狀態(tài)參數(shù)、狀態(tài)記錄、報警等，合理配置不僅降低開發(fā)成本，還可減少線路過多帶來的故障隱患。

4、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。

5、系統(tǒng)建立后，可在有人值守的地方設(shè)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。

6、要預(yù)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。

7、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。

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【關(guān)鍵詞】UPS；發(fā)電機組；諧波危害；頻率漂移

1、諧波的產(chǎn)生與危害

諧波的產(chǎn)生是由非線性負載所致。當電流流經(jīng)非線性負載時，與所加的電壓不呈線性關(guān)系，就形成非正弦電流，從而產(chǎn)生諧波。

諧波的危害很大，由于諧波的頻率較高，使導(dǎo)線的趨膚效應(yīng)加重，因此銅損急劇增加；諧波還會影響表計的計量精度，使精密電子設(shè)備會被嚴重干擾，導(dǎo)致不能正常工作。另外，接于電網(wǎng)中的設(shè)備損耗都會增加，溫升增加。最后，諧波會造成繼電保護機構(gòu)誤動或拒動。

2、UPS產(chǎn)生的諧波對電網(wǎng)及發(fā)電機組的危害

在空管系統(tǒng)中，計算機、服務(wù)器、雷達等設(shè)備對交流電源的要求最高，屬于特別重要的一級負荷。因此，大功率UPS得以大面積的廣泛使用，但由于UPS使用的整流器和逆變器等電子開關(guān)元件產(chǎn)生的諧波，使 UPS本身成了一個大的電磁發(fā)射源，在為所保護的負載提供持續(xù)電能的同時，自身又會產(chǎn)生新的電磁干擾。

如上圖所示，UPS由市電中吸取的能量不是連續(xù)的正弦波，而是斷續(xù)的。因此，雖然輸入交流電壓是正弦波，但輸入交流電流波形卻嚴重畸變，呈脈沖狀，這樣勢必造成輸入功率因數(shù)下降并污染電網(wǎng)。

2.1UPS產(chǎn)生的諧波電流對電網(wǎng)的危害

脈沖狀的輸入電流，含有大量諧波，造成對電網(wǎng)的諧波污染，一方面產(chǎn)生“二次效應(yīng)”，即電流流過線路阻抗造成諧波電壓降，反過來使電網(wǎng)電壓也發(fā)生畸變，將電網(wǎng)電壓由正弦波畸變?yōu)榉钦也ㄐ?；另一方面，會造成電路故障，使變壓設(shè)備損壞。線路和配電變壓器過熱；引起電網(wǎng)LC諧振；高次諧波電流流過電網(wǎng)的高壓電容，使之過流、過熱而爆炸。

2.2UPS產(chǎn)生的諧波電流對發(fā)電機組的危害

⑴降低發(fā)電機組的帶載能力：由于發(fā)電機組的輸出電壓畸變度大（波形失真大），而且額定輸出功率有限，其內(nèi)阻大的問題顯得更加突出。用發(fā)電機組帶非線性負載時，會發(fā)生各種不兼容的問題。其原因是非線性負載向發(fā)電機組反射大量的高次諧波，其中以5次和11次諧波對發(fā)電機組的危害最嚴重。這些諧波會消耗大量的無功功率，從而使發(fā)電機組帶載能力下降，輸入電壓波形畸變增大。

⑵電壓震蕩：UPS產(chǎn)生的電流諧波分量“倒流”，造成輸入電壓波形畸變，反饋的電壓波動，造成發(fā)電機組的輸出電壓穩(wěn)定度差，形成震蕩。

⑶電流震蕩：同樣由于電流諧波分量，造成輸入電流畸變。在UPS負載穩(wěn)定的情況下，發(fā)電機組輸出電流大范圍擺動，而且這種擺動無法調(diào)整。

3、頻率漂移對UPS和發(fā)電機組的危害

3.1UPS不能正常工作

⑴在UPS電源中，逆變輸出跟蹤旁路電源，逆變電源與旁路電源鎖相、同步。當旁路電源由發(fā)電機組提供時，頻率會發(fā)生快速變化。當頻率變化超出于先設(shè)定的極限值時，逆變器頻率變化就無法跟上旁路電源的頻率變化（在這種情況下切換，可能造成逆變器過流、短路）。

⑵整流器在頻率正常時工作，頻率漂移時不工作，如此以來，就會造成頻繁的放電循環(huán)，將大大縮短電池壽命。更嚴重的后果是將電池電量全部放光，造成輸出中斷。

3.2增加發(fā)電機組機械磨損

頻率漂移導(dǎo)致UPS整流器時而工作，時而不工作的頻繁切換的狀態(tài)，加速了機械磨損，甚至損壞機組部件。

4、如何解決UPS與發(fā)電機組兼容性

4.1發(fā)電機組的選擇。不同的勵磁方式和適當?shù)钠ヅ涔β视兄趯l(fā)電機組和UPS配合時出現(xiàn)的問題最小化。發(fā)電機組的選擇可以從以下兩方面考慮。

（1）發(fā)電機組的輸出功率。

發(fā)電機組的功率與UPS的功率并不是簡單的一對一關(guān)系，還必須考慮UPS電池充電所需功率，UPS的整機效率，UPS整流器引起的諧波電流失真等，都需要適當增加發(fā)電機組的功率。UPS的整流器對頻率漂移更加敏感，這也需要增大發(fā)電機功率。所以一般選擇發(fā)電機功率是UPS功率的2倍以上。

（2）發(fā)電機組的勵磁工作方式。

發(fā)電機組分為自勵式和永磁式（PMG）兩種。這兩種發(fā)電機組勵磁方式的根本區(qū)別是：自勵式從發(fā)電機組的電樞繞組給調(diào)壓器AVR同時提供功率和信號源；而永磁式從永磁發(fā)電機電樞繞組給調(diào)壓器AVR提供功率，與同步發(fā)電機組電樞繞組的電勢波形畸變無關(guān)。

因此自勵式發(fā)電機組的調(diào)壓器AVR受非線性負載的影響比較明顯。但由于現(xiàn)在的發(fā)電機組幾乎全部采用自勵式的勵磁方式，所以UPS功率與發(fā)電機組功率之比至少為1：（2～2.5），但仍不能排除發(fā)電機組不受UPS影響。

4.2UPS的選擇。UPS整流方式的不同以及對頻率漂移的適應(yīng)性都是選擇UPS的重要技術(shù)依據(jù)。其中高頻PWM整流技術(shù)的“綠色環(huán)?！盪PS，即通常所說的高頻UPS。

高頻UPS采用的高頻PMW整流電路和傳統(tǒng)相控式UPS整流電路最大的不同在于，其中輸入PMW整流電路和輸出SPMW逆變電路均采用IGBT器件，使用IGBT整流技術(shù)的整流器利用高頻切割脈寬調(diào)制電流，達到正弦波式輸入電流的目的。

高頻UPS主要的技術(shù)特性：

（1）具有完美的正弦波輸入電流，極大的減少了UPS對電網(wǎng)的諧波污染。如下圖所示：

（2）因為輸入電壓與輸入電流同相，使得功率因數(shù)近似為PF=1，UPS與電網(wǎng)之間幾乎沒有無功傳遞，大幅度減小無功損耗，降低電源系統(tǒng)的容量。

因此可以選擇UPS功率與發(fā)電機組功率之比為1：1，從而節(jié)約能源，降低系統(tǒng)成本。下表是IGBT高頻整流與傳統(tǒng)相控UPS的技術(shù)參數(shù)比較：

（3）輸入電壓范圍寬，更適合電網(wǎng)電壓劇烈波動。

（4）整流輸出直流電壓波紋小，可延長續(xù)電池壽命。

5、“發(fā)電機組+電力穩(wěn)壓器+UPS電源”供電系統(tǒng)是否必要

在民航的空管系統(tǒng)用的UPS供電系統(tǒng)中，為使UPS電源能適應(yīng)輸入電網(wǎng)的電壓波動范圍大的應(yīng)用條件，需要在備用發(fā)電機與UPS供電系統(tǒng)之間增配電力穩(wěn)壓器。

通過上述分析，知道影響UPS的最大問題是諧波和頻率漂移。而處于”串聯(lián)工作狀態(tài)”中的電力穩(wěn)壓器不會對輸入諧波特性和頻率產(chǎn)生任何實質(zhì)性的影響。而且采用電力穩(wěn)壓器還會產(chǎn)生負面影響。

5.1電力穩(wěn)壓器與UPS的輸入電壓和輸入電流不僅具有非常相似的工作波形和基本相同的輸入諧波特性參數(shù)。而且，它們的輸入電流諧波分量的頻譜分布曲線也具有非常相似的變化規(guī)律。對輸入電壓和電流的波形失真毫無助益。

5.2電力穩(wěn)壓器的使用是為了防止電源電壓劇烈波動。從目前來看，電網(wǎng)和發(fā)電機組的輸出電壓相當穩(wěn)定，而且UPS本身具有穩(wěn)壓功能，適應(yīng)輸入電壓范圍相當大（一般為±10%）；因此電力穩(wěn)壓器的應(yīng)用無疑為畫蛇添足，多此一舉。

綜上所述，“發(fā)電機組+電力穩(wěn)壓器+UPS電源”供電系統(tǒng)不僅毫無必要，還會增加故障點，引起負面影響，增加系統(tǒng)成本。所以，使用“發(fā)電機組+UPS電源”就完全可以滿足用戶需求。

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關(guān)鍵詞：UPS系統(tǒng) 設(shè)計 維護

一、UPS電源

UPS（Uninterruptible Power System），它主要由整流器、逆變器和蓄電池、靜態(tài)開關(guān)等組成，UPS電源具有良好的穩(wěn)壓功能，當市電電網(wǎng)停電或瞬間斷電時，UPS電源能自動將蓄電池儲存的直流電逆變?yōu)榻涣麟?，不間斷地繼續(xù)向負載供電。

（一）UPS電源的分類

按其工作方式一般可分為后備式、在線式和在線互動式幾種。

后備式UPS電源，在市電正常供電時，市電通過交流旁路通道直接向負載供電，此時主機上的逆變器不工作，它的特點是：結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本較低，但輸入電壓范圍窄，市電正常時無凈化電網(wǎng)污染功能，輸出電壓穩(wěn)定精度差，轉(zhuǎn)換時間較長，功率等級通常在0.25-2KVA左右。

在線式UPS電源，在市電正常時，它首先將交流變成直流電，并同時給蓄電池充電，立即改為由蓄電池逆變器對負載供電，保證負載連續(xù)不斷地穩(wěn)定工作。它的特點是：有較寬的輸入電壓范圍，無切換時間，且輸出電壓穩(wěn)定精度高，特別適合對電源要求較高的場合，但是成本較高。

在線互動式UPS電源，是一種介于后備式和在線式之間工作方式的UPS電源。它的特點是：有較寬的輸入電壓范圍，噪音低，體積小等，市電正常時基本無凈化電網(wǎng)污染功能。

以下是幾種工作方式的UPS的比較：

（二）UPS電源的功能和作用

UPS電源廣泛使用在各類通信機房，為通信設(shè)備提供電力保障，UPS在通信機房中的作用主要有兩個方面：一是提供高可靠性不間斷供電；二是對電網(wǎng)的穩(wěn)壓和凈化，為通信設(shè)備提供高質(zhì)量的交流供電電源，確保通信設(shè)備正常工作。

UPS設(shè)備一般應(yīng)具備四大功能，即不間斷供電供電功能、電網(wǎng)穩(wěn)壓和凈化功能、電池管理功能、智能監(jiān)控功能。

二、UPS電源系統(tǒng)的設(shè)計

（一）UPS供電方案的設(shè)計

通信機房用的UPS電源通常都采用在線式，并且要求有冗余備份，按照結(jié)構(gòu)方式，可分為并機系統(tǒng)和串聯(lián)系統(tǒng)。

主從串聯(lián)熱備份方式，就是將從機的輸出作為主機的旁路輸入，從機平常處于熱備份、空載狀態(tài)，全部的負載由主機帶載。只有當主機切換到旁路工作時，從機才能進行帶載。該方案的優(yōu)點是：易于安裝調(diào)試，主要用于中小功率系統(tǒng)，缺點是設(shè)備老化程度不同、系統(tǒng)轉(zhuǎn)換可靠度低，不能擴容。

為解決輸出單點的問題，可采用雙路UPS組成的雙母線供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)可與服務(wù)器等雙路冗余電源的設(shè)備實現(xiàn)最佳配合，同時又解決了供電線路79%的故障概率問題，最佳的IDC機房的供電方案應(yīng)該采用雙路UPS組成的雙母線供電系統(tǒng)。此外，雙路UPS組成的雙母線UPS供電系統(tǒng)，還能實現(xiàn)系統(tǒng)在線擴容、在線維護等要求。

靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)（STS）是一種固態(tài)的、三極、雙位的轉(zhuǎn)換開關(guān)，是設(shè)計用來實現(xiàn)兩個同步三相交流電源之間進行不間斷（

（二）UPS系統(tǒng)容量的配置

UPS電源容量要根據(jù)設(shè)備負荷情況確定，合理的UPS電源負載應(yīng)當是其額定功率的25%～80%，考慮到用戶負載啟動時的沖擊，一般情況下最佳負載容量應(yīng)為UPS額定容量的70%~80%。如果負載太小，電池不能充分放電，會對電池的維護不利。

不間斷電源系統(tǒng)的基本容量可按下式計算：

E≥1.2P

式中：E―不間斷電源系統(tǒng)的基本容量（不包含備份不間斷電源系統(tǒng)設(shè)備）[（kW／kV?A）]；P―電子信息設(shè)備的計算負荷[（kW／kV.A）]。

（三）蓄電池容量的配置

蓄電池容量的選擇要根據(jù)實際負載的大小和所要求的備用時間來決定。最大電流法因其計算方便快速，一般用于大概估算蓄電池的后備時間，但存在一定的誤差，恒功率法則相對較準確些，在實際應(yīng)用中還需考慮環(huán)境溫度、電池質(zhì)量、不同品牌間的差異等因素。以下是最大電流法的計算方法：

蓄電池最大放電電流值按下式計算：

Imax=P×cos∮/（η×E臨界×K）

式中，Imax――蓄電池最大放電電流；

P――UPS視在功率（VA）；

cos∮――負載功率因數(shù)（計算機類負載為0.7左右）；

η――UPS逆變器效率（0.85~0.90）；

E臨界――蓄電池組臨界放電電壓（V）；（12V蓄電池單體的臨界放電電壓，

對于大電流放電時取10V，對于小電流放電時取10.5V）。

K――電池的放電效率（可取0.95）

計算出蓄電池最大放電電流值后，再根據(jù)用戶所要求的備用時間，從蓄電池廠家所提供的蓄電池放電特性曲線查出電池組的放電率，按公式式：蓄電池標稱容量C（AH）=蓄電池實際最大放電電流Imax（A）/蓄電池放電速率，得出應(yīng)該配置的蓄電池容量值。

計算出蓄電池的容量后，再根據(jù)蓄電池的型號和連接方式，確定電池柜的尺寸數(shù)量等。UPS供電系統(tǒng)后備電池組并聯(lián)組數(shù)不宜超過4組，后備時間一般應(yīng)保證滿負荷工作60分鐘以上。

（四）配線選擇

合理選擇配線是很重要的，線徑太細，容易發(fā)熱而引起火災(zāi)；線徑太粗則會造成浪費，而且施工困難。根據(jù)金屬導(dǎo)線的電氣特性，一般多股銅芯線容量為6A/m?？紤]到UPS不平衡的問題，UPS輸入、輸出交流電纜應(yīng)選用四芯同截面的阻燃銅電纜。

三、UPS電源的維護

UPS的維護工作主要包括對主機、電池、配電系統(tǒng)等的維護。

（一）主機的維護

1、保持機房環(huán)境清潔和溫度。UPS電源應(yīng)安裝在清潔、陰涼、通風、干燥的地方，機房環(huán)境應(yīng)保持清潔，空氣中漂浮的灰塵進人UPS后，會對其內(nèi)部器件造成腐蝕或短路，從而影響UPS的正常工作甚至損壞。

2、定期檢查運行參數(shù)。定期進行UPS各項功能測試；定期檢查電池及配電部分引線及端子的接觸情況，檢查饋電母線、電纜及軟連接頭等各連接部位的連接是否可靠，并測量壓降和溫升；UPS濾波電容使用超過三年應(yīng)重點維護。

3、定期檢查負載情況。當雙系統(tǒng)UPS中某套系統(tǒng)出現(xiàn)故障，或者單系統(tǒng)UPS中某臺UPS設(shè)備出現(xiàn)故障不能正常工作時，其余UPS設(shè)備的單機負荷率最大不應(yīng)超過80％。UPS系統(tǒng)輸出端應(yīng)盡量做到三相平衡，中性線電流（含三次諧波疊加產(chǎn)生的電流）不宜大于相線電流的50％。

（二）蓄電池組的維護

1、正確設(shè)置電池充電參數(shù)。浮充電壓的設(shè)置對電池的壽命具有相當?shù)挠绊?，浮充電壓?yīng)嚴格按廠家說明書來設(shè)定。浮充電壓過低，會使電池充電不足和電極硫酸鹽化。

2、定期檢查、測量電池電壓。在線測量各電池端電壓，如各單體電池壓偏差過大時，要進行均充。充電電流不得大于0.2C10。

3、定期進行電池組帶載測試。每半年做一次核對性放電試驗，放出額定容量的30～40％，每年一次容量試驗，放出額定容量的80%。

4、如果長時間沒有停電，應(yīng)每隔3個月左右關(guān)閉市電，讓UPS電池對負載放電一次以保持電池的活性。在放電過程中應(yīng)避免過大或極小電流放電，放電電壓不得低于蓄電池的終止電壓，避免電池深度放電。

5、及時更換電池。為確保通信設(shè)備的安全，閥控式密封蓄電池使用6年以上或容量低于80%額定容量的應(yīng)進行更換處理。更換電池應(yīng)整組更換，不同品牌、不同型號、不同生產(chǎn)日期的電池不能混用。

（三）配電設(shè)備的維護

配電系統(tǒng)故障是影響UPS供電可靠性的最大因素，因此，必須加強防范，并注意以下幾個方面：

1、負載配電柜的零地電壓應(yīng)控制在1V以內(nèi)。零地電壓對通信設(shè)備的影響，主要表現(xiàn)在：引起硬件故障，燒毀計算機接口設(shè)備；引發(fā)控制信號的誤動作；影響數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量等。

2、定期巡視，檢查各電器元件和部件的溫升不得超過規(guī)定的溫度；檢查配電系統(tǒng)繼電保護必須配套，避免失配過大導(dǎo)致繼電保護失效；檢查檢查、調(diào)整三相電流不平衡度≤25％。

3、及時更換老化設(shè)備，防止設(shè)備超期使用。UPS主機的使用年限一般為8年，輸入輸出配電系統(tǒng)的使用年限一般為15年。設(shè)備使用到年限時，應(yīng)對設(shè)備的性能進行評估，并作相應(yīng)的處理。

四、結(jié)束語

UPS供電方案的好壞，決定了通信機房內(nèi)重要負載是否能可靠運行，科學的設(shè)計可避免日后在維護中可能遇到的各種問題。只有對UPS電源進行科學的設(shè)計、正確地使用、認真地維護，減少其故障率、延長其使用壽命才能真正為通信設(shè)備提供有效的保障。

參考文獻：