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

篇1

關(guān)鍵字：ups，蓄電池，維護(hù)

Abstract: in today, equipment for power load demand more and more high, in order to ensure that equipment are the demand, and solve the problem of the power grid to equipment damage, this requires such power supply has the safety, reliability and stability, the purity. UPS is conforming to this demand, this is to stabilize, continuous, uninterrupted to load provide pure, high quality communication power supply.

Keyword: UPS, storage battery, maintenance

中圖分類號(hào)：TM912文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

UPS（Uninterruptibe Power Supply）是不間斷電源的英文縮寫簡稱。配置UPS的目的是為了防止因市電停電和發(fā)生電壓下限或外來噪聲侵入等造成計(jì)算機(jī)設(shè)備、通信設(shè)備等負(fù)載設(shè)備的停機(jī)或發(fā)生誤動(dòng)作。在計(jì)算機(jī)運(yùn)行期間，如果市電供電中斷，將會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)丟失和程序破壞，有時(shí)甚至使磁頭和磁盤遇到損壞，造成難以彌補(bǔ)的損失。為了解決以上的問題，UPS由此產(chǎn)生。

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代全球化通信技術(shù)和高精尖的精密加工工業(yè)的發(fā)展和因此而帶動(dòng)起來的信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人們愈來愈認(rèn)識(shí)到，以計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備等為代表的非線性負(fù)載在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的“諧波污染”是造成當(dāng)今電網(wǎng)供電質(zhì)量普遍惡化的主要原因。

為滿足計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、電信和移動(dòng)電話通信系統(tǒng)、航空管理系統(tǒng)、公路和鐵道調(diào)度和售票系統(tǒng)等部門對(duì)高可靠和高質(zhì)量電源的需求，UPS正越來越廣泛地被選用。所有這些，反過來又在促進(jìn)UPS技術(shù)的發(fā)展。由于將網(wǎng)絡(luò)通信和電源監(jiān)控軟件調(diào)控技術(shù)完善的結(jié)合起來而形成的智能化UPS電源的出現(xiàn)，它不僅能使用戶可以從任何計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)上監(jiān)控UPS的運(yùn)行，而且還可利用電源監(jiān)控軟件對(duì)用戶的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和所運(yùn)行的程序及數(shù)據(jù)提供全面的保護(hù)。

1．UPS的作用

一臺(tái)設(shè)計(jì)完善的UPS所要完成的主要作用是向用戶的重要設(shè)備提供可靠與高質(zhì)量的無時(shí)間中斷的交流電源。

UPS電源需要向用戶提供具有如下優(yōu)點(diǎn)的高質(zhì)量電源：輸出電源的穩(wěn)壓精度高；工作頻率穩(wěn)定；電壓失真度小的純凈正弦波電源；輸出波形上不存在任何干擾；無論市電電網(wǎng)供電正常與否，UPS能在毫無時(shí)間中斷的條件下，向用戶提供高質(zhì)量的交流電源。所配置的UPS電源在長時(shí)間運(yùn)行過程中，可能產(chǎn)生的任何瞬態(tài)供電中斷時(shí)間控制在5ms的范圍之內(nèi)。一般的微機(jī)和服務(wù)器所允許的瞬態(tài)供電中斷時(shí)間在10ms的范圍。如果向計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備服務(wù)器所提供電源的瞬態(tài)中斷時(shí)間超過上述范圍時(shí)，就會(huì)造成微機(jī)進(jìn)入自檢無動(dòng)作的狀態(tài)，從而造成用戶所正在運(yùn)行的數(shù)據(jù)或程序被破壞和丟失的不幸局面。當(dāng)遇到這種情況時(shí)，用戶就會(huì)看見正在運(yùn)行中的微機(jī)顯示屏上出現(xiàn)一片空白，服務(wù)器上先有告警燈（一般紅燈）閃亮后停止工作，隨著瞬態(tài)供電中斷現(xiàn)象的消失，微機(jī)再次進(jìn)入程序自檢，自檢開機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，服務(wù)器也可能重新啟動(dòng)也可能燒壞。

2.UPS的工作原理

現(xiàn)在的UPS電源按工作原理不同，向用戶提供如下五種類型的UPS電源品種：（1） 雙變換在線式UPS電源；（2）變換器型UPS電源；（3）在線互動(dòng)式UPS電源；（4）后備式正弦波輸出UPS電源；（5）后備式方波輸出UPS電源。

按供電體系不同，UPS分為：單進(jìn)單出UPS；三進(jìn)單出UPS；三進(jìn)三出UPS。

按輸出功率不同，UPS分為：小功率(30KVA)。

目前通訊行業(yè)普遍使用的是雙變換在線式（On-line）UPS電源系統(tǒng)；下面介紹此UPS電源系統(tǒng)的工作原理，如圖2.1。

圖2.1 UPS工作原理系統(tǒng)圖

2.1UPS正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的運(yùn)作方法：

不間斷電源系統(tǒng)的供電原理是當(dāng)市電正常時(shí)，機(jī)器會(huì)將市電的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，而后對(duì)電池充電，以備電力中斷時(shí)使用；這里跟各位強(qiáng)調(diào)的是不間斷電源系統(tǒng)并不是停電時(shí)才會(huì)動(dòng)作，像是遇到電壓過低或過高、瞬間突波等，足以影響設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的電力品質(zhì)時(shí)，不斷電系統(tǒng)均會(huì)動(dòng)作，提供設(shè)備穩(wěn)定且干凈的電力。 當(dāng)市電正常供電時(shí)，市電經(jīng)濾波回路后，分為兩個(gè)回路同時(shí)動(dòng)作，其一是經(jīng)由充電回路對(duì)電池組充電，另一個(gè)則是經(jīng)整流回路，作為逆變器的輸入，再經(jīng)過逆變器的轉(zhuǎn)換提供電力給負(fù)載使用；由此可知，在線式不間斷電源系統(tǒng)的輸出完全由逆變器來供應(yīng)，因此不論市電電力品質(zhì)如何，其輸出均是穩(wěn)定而不受任何影響。

2.2 市電停電時(shí)，UPS的運(yùn)作方法：

一旦市電發(fā)生異常時(shí)，將儲(chǔ)存于電池中的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，此時(shí)逆變器的輸入改由電池組來供應(yīng)，逆變器持續(xù)提供電力，供給負(fù)載繼續(xù)使用，達(dá)到不間斷的功能。不間斷系統(tǒng)的電力來源是電池，而電池的容量是有限的，因此不間斷電源系統(tǒng)不會(huì)像市電一般無限制的供應(yīng)，所以不論多大容量的不斷電系統(tǒng)，在其滿載的的狀態(tài)下，其所供電的時(shí)間必定有限，若要延長放電時(shí)間，須購買長時(shí)間型不間斷電源系統(tǒng)。

2.3旁路運(yùn)行方式當(dāng)在線式UPS超載、旁路命令（手動(dòng)或自動(dòng)）、逆變器過熱或機(jī)器故障，UPS一般將逆變輸出轉(zhuǎn)為旁路輸出，即由市電直接供電。由于旁路時(shí)，UPS輸出頻率相位需與市電頻率相位相同，因而采用鎖相同步技術(shù)確保UPS輸出與市電同步。旁路開關(guān)雙向可控硅并聯(lián)工作方式，解決了旁路切換時(shí)間問題，真正做到了不間斷切換，控制電路復(fù)雜，一般應(yīng)用在中大功率UPS上。如果在過載時(shí)，必須人為減少負(fù)載，否則旁路短路器會(huì)自動(dòng)切斷輸出。

2.4旁路維護(hù)方式當(dāng)UPS進(jìn)行檢修時(shí)，通過手動(dòng)旁路保證負(fù)載設(shè)備的正常供電，當(dāng)維修操作完成后，重新啟動(dòng)UPS， UPS 轉(zhuǎn)為正常運(yùn)行。極低的維護(hù)率，MTTR為15分鐘，極大地提高UPS可用性。

3．UPS的日常維護(hù)

1、經(jīng)常對(duì)UPS主機(jī)和電池組進(jìn)行清潔，以免機(jī)箱太臟造成通風(fēng)口堵塞，而影響機(jī)器壽命。

2、注意檢查室內(nèi)溫度，以便機(jī)器工作在15—25攝氏度最佳環(huán)境，如果溫度過高會(huì)影響主機(jī)和電池的壽命。

3、輸入電源線應(yīng)長期與UPS相連，這樣可保證只要有市電即可給UPS的電池充電，電池組只有與UPS主機(jī)相連接才能充電。

4、如果正常工作時(shí)遇到市電停電，UPS可提供標(biāo)準(zhǔn)值的電池后備時(shí)間，但每次放電完畢后必須及時(shí)充電。否則，UPS將無法提供足夠的后備時(shí)間讓負(fù)載正常工作。

5、對(duì)于長期不停電的地區(qū)，應(yīng)每隔3個(gè)月對(duì)UPS的電池組進(jìn)行一次較深度的放電，即市電輸入開關(guān)斷掉，用電池支持負(fù)載，直到電池電壓接近到欠壓范圍；然后立即合上市電輸入開關(guān)，重新將電池組充至滿容量，以此來激活電池，確保電池有較長的可靠壽命。

6、電池間的溫度應(yīng)保持25攝氏度的最佳環(huán)境，對(duì)電池組每月一次進(jìn)行測試，多巡視每只電池電壓，是否落后電池，有發(fā)現(xiàn)落后趕快做活化等有效措施，要恢復(fù)電池電壓正常狀態(tài)；

7、發(fā)生故障燈亮與蜂鳴器，通常代表機(jī)器內(nèi)部有電路不正常，致使保護(hù)電路動(dòng)作。在使用過程中遇到此情況時(shí)，可先關(guān)機(jī)，待十分鐘后再重新啟動(dòng)UPS。如果啟動(dòng)時(shí)就發(fā)生這種情況，則可能電路中有故障存在，必須仔細(xì)檢查并維修。

8、對(duì)于大中功率UPS來說，頻繁的開關(guān)機(jī)會(huì)縮短UPS的工作壽命，因此建議盡可能的減少開關(guān)機(jī)次數(shù)。通常，將UPS開起來以后，就讓其一直運(yùn)行，只有當(dāng)停電較長而需要保護(hù)電池，以避免電池深度放電時(shí)才關(guān)掉UPS。

9、每半年都應(yīng)檢查一次輸入，輸出電纜；檢查電纜有無破損，測量接觸是否良好。

4、使用UPS注意事項(xiàng)

1、UPS的使用環(huán)境應(yīng)注意通風(fēng)良好，利于散熱。并保持環(huán)境的清潔。 2、 UPS輸出插座應(yīng)明確標(biāo)識(shí)，勿使加入無關(guān)負(fù)載或短路。 3、切勿帶感性負(fù)載，如點(diǎn)鈔機(jī)、日光燈、空調(diào)，以免造成損壞。4、若用戶在市電停電期間使用發(fā)電機(jī)供電，應(yīng)保證發(fā)電機(jī)功率大于兩倍UPS額定功率。必須在發(fā)電機(jī)啟動(dòng)穩(wěn)定后才能接入U(xiǎn)PS。5、開啟UPS負(fù)載時(shí)，一般遵循先大后小的原則。6、UPS輸出負(fù)載控制在60%左右為最佳，可靠性最好。

篇2

關(guān)鍵詞：不間斷電源；概念；優(yōu)點(diǎn)；維護(hù)

中圖分類號(hào)：TN86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 (2012) 11-0000-02

一、引言

作為一種不間斷電源供應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)備—UPS已經(jīng)在多數(shù)發(fā)達(dá)國家得到廣泛應(yīng)用，比如早期的醫(yī)院手術(shù)室，電視臺(tái)的節(jié)目播出以及尖端軍事國防科技應(yīng)用，UPS的出現(xiàn)極大地緩解了緊急情況的電力供應(yīng)，從而最大限度的減少了不必要的損失。當(dāng)然，隨著IT技術(shù)的迅猛發(fā)展，圖像以及文字處理技術(shù)越來越多的成為計(jì)算機(jī)處理并貯存的一部分，UPS電源系統(tǒng)就成為這些應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)備中的一個(gè)不可缺少的部分。假如計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)、服務(wù)器、各種傳輸設(shè)備突然出現(xiàn)斷電的意外事故，不單單是數(shù)據(jù)以及程序丟失的問題，而且更為嚴(yán)重的是可能會(huì)造成計(jì)算機(jī)的硬盤陣列的損壞以及整個(gè)通信的中斷。如果這些數(shù)據(jù)的丟失或者是通信的中斷將會(huì)給我們的生活和工作造成極為嚴(yán)重的后果。

二、UPS不間斷電源系統(tǒng)的概念及分類

UPS是不間斷電源系統(tǒng)的英文簡稱，而英文為Uninterruptible Power Supply，基于字面的意思就是當(dāng)電源異?；蛘咧袛鄷r(shí)候能夠不間斷的提供電力，從而維持計(jì)算機(jī)等設(shè)備能正常操作的一種設(shè)備。不間斷電源系統(tǒng)不僅可以對(duì)質(zhì)量不良的電源進(jìn)行濾除噪音、穩(wěn)壓以提供使用者穩(wěn)定純凈的電源而且能在輸入電源中斷時(shí)立即提供給各種設(shè)備穩(wěn)定而純凈的電源。所以用戶特別是在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及通信設(shè)備上接入不間斷電源系統(tǒng)就像是購買了人身保險(xiǎn)一樣，有備無患。同時(shí)根據(jù)工作性質(zhì)的不同UPS不間斷電源系統(tǒng)大致可分為以下幾種：分別為在線式、在線互動(dòng)式以及離線式。

（一）什么是在線式不間斷電源系統(tǒng)呢？一般在機(jī)械術(shù)語中，其指由逆變器輸出負(fù)載電力，只有當(dāng)UPS出現(xiàn)故障的時(shí)候，整個(gè)系統(tǒng)才會(huì)轉(zhuǎn)為才會(huì)轉(zhuǎn)為旁路輸出負(fù)載。這種電源系統(tǒng)一般的特點(diǎn)為：

1.由于輸出至負(fù)載之電力會(huì)通過UPS處理，因此輸出電源質(zhì)量最高。

2.無轉(zhuǎn)換時(shí)間。

3.保護(hù)性最高，對(duì)市電噪聲衰減能力最佳。

（二）在線互動(dòng)式不間斷電源系統(tǒng)是逆變器會(huì)作為充電器，當(dāng)旁路經(jīng)變壓器輸出給負(fù)載。當(dāng)另外一種情況出現(xiàn)，比如斷電的時(shí)候，逆變器則將電池能量轉(zhuǎn)化為交流電輸出給負(fù)載。其特點(diǎn)是：

1保持雙向性轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。

2.UPS不間斷電源系統(tǒng)的電池回充時(shí)間比較短。

3.保護(hù)性介于在線式與離線式UPS之間。

（三）離線式不間斷電源系統(tǒng)一般是指一條直通路徑，而這條路徑是平常市電走旁邊的，一般是直接供電給負(fù)載。通常只有停電的時(shí)候，才能由電池來提供電力。離線式不間斷電源系統(tǒng)同一般的特點(diǎn)為：

1.當(dāng)市電正常供給的時(shí)候，UPS對(duì)市電幾乎沒有任何處理而直接輸出到負(fù)載。

2.結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、控制容易、低成本特性。

三、機(jī)房的供電特點(diǎn)及使用UPS供電的優(yōu)點(diǎn)

（一）因?yàn)榻^大多數(shù)的設(shè)備都屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用類型的。根據(jù)這一特點(diǎn)要求，對(duì)于機(jī)房專用設(shè)備的供電要求，普通計(jì)算機(jī)機(jī)房對(duì)電網(wǎng)電源的供電要求首先必須得到滿足。

1.電壓波動(dòng)380V小于或等于5%，220V小于或等于5%。

2.其設(shè)備頻率的變化范圍必須小于1%。

3.相數(shù)為三相四線制/單相三線制或三相五線制。

（二）由于大部分專用設(shè)備要求供電的等級(jí)是比較高的。一般來說假如突然中斷供電，所造成的經(jīng)濟(jì)損失將會(huì)不可估量這位一級(jí)負(fù)荷。而另外一種情況是中斷供電對(duì)生產(chǎn)通信造成一定程度的影響，這種情況為二級(jí)負(fù)荷。而計(jì)算機(jī)大部分設(shè)備例如接收器、網(wǎng)關(guān)與服務(wù)器等介于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷之間。一般的用戶供電要求介于需建立帶備用的供電系統(tǒng)與不帶電之間。而比如特殊情況，像經(jīng)常發(fā)生較長時(shí)間停電的單位，企業(yè)應(yīng)該考慮配置發(fā)電機(jī)，另外其容量不小于UPS電源額定輸出功率的兩倍。

（三）而對(duì)于業(yè)務(wù)機(jī)房而言，所需要的UPS可能要求更高，一般都是中小型UPS電源且負(fù)荷有不斷擴(kuò)容的趨勢。比如，一般的省廳或者機(jī)關(guān)部門單位其機(jī)房的負(fù)荷都小于10KVA，因此屬于比較小型的UPS電源。其他的市政單位其電力負(fù)荷多數(shù)介于10至50KVA之間，隸屬中型UPS電源。而小型UPS多數(shù)采用單相輸入加單相輸出的工作模式，而大中型UPS采用的是三相輸出的工作模式。

四、UPS電源工作系統(tǒng)使用的優(yōu)點(diǎn)

（一）UPS電源系統(tǒng)供電持續(xù)長，一般為幾個(gè)小時(shí)，也有大到十幾個(gè)小時(shí)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(jià)格也明顯要貴一大截。比較適用于計(jì)算機(jī)、交通、銀行、證券、通信、醫(yī)療、工業(yè)控制等行業(yè)，因?yàn)檫@些領(lǐng)域的電腦一般不允許出現(xiàn)停電現(xiàn)象。

（二）離線式UPS運(yùn)行效率高、噪音低、價(jià)格相對(duì)便宜，主要適用于市電波動(dòng)不大，對(duì)供電質(zhì)量要求不高的場合，比較適合家庭使用。

（三）具有較強(qiáng)的軟件功能，可以方便地上網(wǎng)，進(jìn)行UPS的遠(yuǎn)程控制和智能化管理?？勺詣?dòng)偵測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(jì)算機(jī)之間可以通過數(shù)據(jù)接口(如RS-232串口)進(jìn)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性。

五、不間斷電源系統(tǒng)的維護(hù)及保養(yǎng)的簡略介紹

（一）UPS的工作質(zhì)量與壽命與UPS電源的工作環(huán)境息息相關(guān)，所以用戶在使用的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)其周圍的環(huán)境進(jìn)行定點(diǎn)定時(shí)的檢測與偵測，如果環(huán)境的溫度變化的過快的話，可能會(huì)對(duì)其征程的工作造成嚴(yán)重的影響。另外一方面，電池組的維修與保養(yǎng)也會(huì)對(duì)UPS電池組的壽命起到關(guān)鍵作用。其次在維修使用的時(shí)候需要使用絕緣效果良好的工具，并且嚴(yán)格按照操作說明書或有關(guān)的電工手冊(cè)，保證所接的地線火線以及零線都符號(hào)要求，不得隨意更改他們之間的相互順序。

（二）由于UPS長期處于開機(jī)狀態(tài)，所以盡量不要帶負(fù)載開啟UPS。要注意開機(jī)時(shí)候的先后順序，先打開UPS電源，再開啟負(fù)載電源，而關(guān)機(jī)的時(shí)候應(yīng)該按照相反的順序來進(jìn)行。UPS的開關(guān)次數(shù)不宜太過于頻繁，關(guān)閉后要等6秒之后才能再開機(jī)。否則，可能出現(xiàn)既無市電輸出，有沒有逆變器輸出的“啟動(dòng)失敗”的狀態(tài)。

（三）UPS使用的注意事項(xiàng)

1.UPS的使用環(huán)境應(yīng)注意通風(fēng)良好，利于散熱，并且保持周圍環(huán)境的整潔。

2.切勿帶感性負(fù)載，如點(diǎn)鈔機(jī)、日光燈、空調(diào)等，以免造成損壞。

3.UPS的輸出負(fù)載控制在60%左右為最佳，可靠性最高。

4.UPS帶載過輕（如1000VA的UPS帶100VA負(fù)載）有可能造成電池的深度放電，會(huì)降低電池的使用壽命，應(yīng)盡量避免。

5.適當(dāng)?shù)姆烹姡兄陔姵氐募せ?，如長期不停市電，每隔三個(gè)月應(yīng)人為斷掉市電用UPS帶負(fù)載放電一次，這樣可以延長電池的使用壽命。

6.對(duì)于多數(shù)小型UPS，上班再開UPS，開機(jī)時(shí)要避免帶載啟動(dòng)，下班時(shí)應(yīng)關(guān)閉UPS；對(duì)于網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的UPS，由于多數(shù)網(wǎng)絡(luò)是24小時(shí)工作的，所以UPS也必須全天候運(yùn)行。

7.UPS放電后應(yīng)及時(shí)充電，避免電池因過度自放電而損壞。

六、結(jié)語

綜上所述，UPS電池的正確使用與維護(hù)需要由市級(jí)各單位的工作人員以及相關(guān)工作者的互相配合，而UPS不間斷電源系統(tǒng)的故障率的降低，對(duì)一些重要的系統(tǒng)比如經(jīng)濟(jì)、金融和銀行等單位起著越來越重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞: UPS；種類；電池容量；功率；進(jìn)線；出線

中圖分類號(hào)：TM911.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1 前言

UPS（Uninterruptible Power System）是指不間斷電源。UPS按照工作原理可分為后備式和在線式，以及介于二者之間的在線互動(dòng)式；按備用時(shí)間可以分為標(biāo)準(zhǔn)機(jī)和長效機(jī)；按整流器的工作頻率可以分為工頻機(jī)和高頻機(jī)。UPS的基本功能是在斷電的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)不停電切換，為其它設(shè)備繼續(xù)供電，同時(shí)在電壓不穩(wěn)時(shí)，能夠起到穩(wěn)定電壓的功能，同時(shí)具有抑制電網(wǎng)的電壓沖浪，保證用戶正常工作與數(shù)據(jù)不受到干擾。因此，UPS不間斷電源越來越多地被應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。

2 UPS的種類和特點(diǎn)

2.1按逆變器在市電正常時(shí)是否工作分類

按照逆變器在市電正常時(shí)是否工作，UPS一般可分為后備式和在線式，以及介于二者之間的在線互動(dòng)式。

2.2按備用時(shí)間分類

按備用時(shí)間的區(qū)別，UPS可以分為標(biāo)準(zhǔn)機(jī)和長效機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)機(jī)為UPS內(nèi)配電池組，時(shí)間一般為5～15min。如果用戶需要更長的備用時(shí)間，UPS則需外接電池，稱為長效機(jī)。

2.3按整流器工作頻率分類

UPS可以根據(jù)輸入輸出的相別劃分為單相輸入/單相輸出、三相輸入/單相輸出、三相輸入/三相輸出等。小容量的UPS可以采用單相輸入/單相輸出的方式，中、大型容量的UPS建議盡量采用三相，以避免負(fù)荷分配的不平衡。

3 UPS電池容量和功率的選擇

下面以某商業(yè)大廈的中心機(jī)房為例，來說明UPS的選用。某中心機(jī)房內(nèi)配置核心交換機(jī)1臺(tái)，3.5kW；服務(wù)器2臺(tái)，2×0.4kW；廣播柜1臺(tái)，1.0kW；監(jiān)控報(bào)警及顯示設(shè)備，2.0kW；1～5層弱電機(jī)房，5×1.0kW。合計(jì)為12.3kW，采用UPS集中供電，考慮到UPS的裕量，按30%計(jì)，為16kW，則可以選用20kVA(16kW)的UPS。

蓄電池供電時(shí)間主要受負(fù)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。設(shè)計(jì)時(shí)，可作如下估算:

所需蓄電池安時(shí)數(shù)(Ah)=UPS電源功率(VA)×延時(shí)時(shí)間(h)÷UPS電源起動(dòng)電壓(V)

假設(shè)選用的20kVA的UPS要求持續(xù)供電4h，其起動(dòng)電壓為30×12V=360V，則所需安時(shí)數(shù)為20000VA×4h÷360V=222Ah，可選用100Ah的蓄電池組2組，則供電時(shí)間為200Ah×360V/20000VA=3.6h。

在選擇UPS的容量時(shí)，還要考慮一定的裕量。對(duì)電子計(jì)算機(jī)供電時(shí)，其額定輸出功率應(yīng)大于計(jì)算機(jī)各設(shè)備額定功率總和的1.2倍；對(duì)其他用電設(shè)備供電時(shí)，其額定輸出功率應(yīng)為最大計(jì)算負(fù)荷的1.3倍。另外，還需考慮功率因數(shù)問題，UPS的功率分為視在功率和有功功率，如20kVA的UPS，按功率因數(shù)為0.8考慮，其額定功率為16kW。

4 UPS的供配電

4.1 單相進(jìn)單相出的UPS, 其供配電線路根據(jù)計(jì)算電流選定

除了對(duì)負(fù)載進(jìn)行分析，根據(jù)其要求的高低和經(jīng)濟(jì)的許可選擇合適的UPS外，要使UPS可靠地工作，正確的供配電也是不可缺少的一環(huán)。JGJ16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定:UPS宜采用兩路電源供電，交流輸入電源的總相對(duì)諧波含量不宜超過10%，且其交流輸入電源不宜與其他沖擊性負(fù)荷由同一變壓器及母線供電；在TN-S供電系統(tǒng)中，UPS的交流輸入端宜設(shè)置隔離變壓器或?qū)Ｓ米儔浩?；?dāng)UPS輸出端的隔離變壓器為TN-S、TT接地形式時(shí)，中性點(diǎn)應(yīng)接地，這是因?yàn)閁PS裝置的旁路系統(tǒng)輸入中性導(dǎo)體與輸出中性導(dǎo)體連接在一起，UPS裝置的輸入端與輸出端的中性導(dǎo)體必須是同一個(gè)系統(tǒng)。對(duì)于單相進(jìn)單相出的UPS，其供配電線路根據(jù)計(jì)算電流選定。如某3kVA的UPS供配電系統(tǒng)圖如圖1所示。

(a)UPS進(jìn)線系統(tǒng)圖

(b)UPS出線系統(tǒng)圖

圖1UPS出線系統(tǒng)圖

4.2 三相進(jìn)三相出的UPS, 其配電線路也根據(jù)計(jì)算電流來確定

對(duì)于三相進(jìn)三相出的UPS，其配電線路也根據(jù)計(jì)算電流來確定。如某20kVA的UPS供配電系統(tǒng)圖如圖2、圖3所示。

圖2 UPS進(jìn)線系統(tǒng)圖

圖3 UPS出線系統(tǒng)圖

4.3 三相進(jìn)單相出的UPS, 其進(jìn)線按三相考慮, 出線按單相考慮

對(duì)于三相進(jìn)單相出的UPS，其進(jìn)線按三相考慮，出線按單相考慮。如20kVA的UPS供配電系統(tǒng)圖如圖4、圖5所示。

圖4 UPS進(jìn)線系統(tǒng)圖

圖5 UPS出線系統(tǒng)圖

但由于在線式UPS在超載、旁路命令(手動(dòng)或自動(dòng))、逆變器過熱或機(jī)器故障或檢修時(shí)，一般將逆變輸出轉(zhuǎn)為旁路輸出，由市電直接供電。三相進(jìn)單相出的UPS大多在旁路輸出時(shí)，直接將負(fù)載都接到同一相上。配電系統(tǒng)如圖6所示。

圖6 UPS旁路運(yùn)行時(shí)示意圖

此時(shí)，所有的負(fù)載都接在L3相上，存在進(jìn)線開關(guān)和線路不夠的問題，所以UPS廠家一般建議三相進(jìn)單相出的UPS進(jìn)線開關(guān)和線路都按單相時(shí)來配置，如上面列舉的UPS進(jìn)線系統(tǒng)一般按如圖7所示配置。

圖7 UPS進(jìn)線系統(tǒng)圖

假如三相進(jìn)單相出的UPS交流電源進(jìn)線處設(shè)置隔離變壓器，則容量也要相應(yīng)放大3倍。

5 UPS對(duì)土建的要求

目前UPS所用的電池大多為免維護(hù)的鉛酸蓄電池，其使用時(shí)允許的環(huán)境溫度一般在-15～50℃，但在溫度為-25～20℃時(shí)的壽命更長，低于15℃時(shí)，其放電容量下降，溫度每降低1℃，其容量下降約1%，而溫度過高(>30℃)，其壽命又會(huì)縮短，故一般要求UPS室的溫度保持在18～28℃。由于UPS的重要性，故UPS室要求設(shè)置應(yīng)急照明及外開防火門，室內(nèi)凈高不宜小于2.5m。

UPS室設(shè)置時(shí)要考慮進(jìn)出線及維護(hù)的方便，不應(yīng)設(shè)置在廁所、浴室等潮濕場所的正下方。UPS電池室的荷載設(shè)計(jì)時(shí)要作為重點(diǎn)內(nèi)容提供給土建，按5電子信息系統(tǒng)機(jī)房工程設(shè)計(jì)與安裝標(biāo)準(zhǔn)圖集6提供的數(shù)據(jù)，蓄電池組雙列1層擺放時(shí)，電池室活荷載標(biāo)準(zhǔn)取值可按13kN/m2；蓄電池組雙列2層擺放時(shí)，電池室活荷載標(biāo)準(zhǔn)取值可按14kN/m2；蓄電池組雙列3層擺放時(shí)，電池室活荷載標(biāo)準(zhǔn)取值可按15kN/m2；蓄電池組雙列4層擺放時(shí)，電池室活荷載標(biāo)準(zhǔn)取值可按16kN/m2。UPS主機(jī)房活荷載標(biāo)準(zhǔn)取值可按8～10kN/m2考慮。設(shè)計(jì)時(shí)一般宜優(yōu)先考慮底層放置，如果設(shè)置在樓上，設(shè)備宜放置在梁上。

6結(jié)語

UPS的種類多，價(jià)格和質(zhì)量也存在著不小差異，在選用UPS不間斷電源時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體情況采購。同時(shí)，為了使UPS能可靠、有效地工作，UPS的供配電、機(jī)房的設(shè)計(jì)和布置，以及設(shè)備本身所要求的維護(hù)和管理這些問題，我們也應(yīng)重視。

參考文獻(xiàn)

篇4

【關(guān)鍵詞】一體化 不間斷 變電站

1 引言

目前，變電站的繼電保護(hù)、微機(jī)控制和事故照明設(shè)備大多數(shù)采用電力專用逆變電源或多臺(tái)UPS分散供電。分散設(shè)立多套系統(tǒng)，增加了一次投資和日常運(yùn)行維護(hù)工作量。交流和直流一體化不間斷電源的應(yīng)用滿足了運(yùn)行維護(hù)和電力體統(tǒng)對(duì)于可靠性的要求。

變電站操作電源基本設(shè)計(jì)有3套各自獨(dú)立的系統(tǒng)，即直流操作電源（DC）、通信電源、交流不間斷電源。

2 電站不間斷電源系統(tǒng)現(xiàn)狀

當(dāng)前變電站中的操作電源一般分為直流電源系統(tǒng)、通信電源和交流電源系統(tǒng)[1]，主要功能如下：

2.1 直流電源系統(tǒng)（DC）

直流操作電源系統(tǒng)是提供給變電站內(nèi)所有控制、保護(hù)、自動(dòng)裝置等控制負(fù)荷和各類直流電動(dòng)機(jī)、斷路器合閘機(jī)構(gòu)等動(dòng)力負(fù)荷的電源。直流操作電源系統(tǒng)電壓一般選擇220V或110 V，采用不接地方式。對(duì)220 kV及以上變電站均裝設(shè)2組蓄電池及2套充電裝置，構(gòu)成兩電兩充方式，采用單母線分段接線，兩段母線之間設(shè)聯(lián)絡(luò)電器，2組蓄電池及2套充電裝置分別接于不同母線段。

2.2 通信電源

提供給變電站內(nèi)載波機(jī)、光端機(jī) 等通信設(shè)備及保護(hù)復(fù)接設(shè)備電源。系統(tǒng)電壓為48 V，采用正極接地方式。220 kV及以上變電站按兩電兩充設(shè)計(jì)，采用單母線接線，兩組蓄電池及2套充電裝置分別接于不同母線段，2段母線之間不設(shè)聯(lián)絡(luò)電器。

2.3 交流電源系統(tǒng)

在變電站中，交流不間斷電源系統(tǒng)（UPS）主要是給不允許短時(shí)停電的計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)備供電，可靠性及穩(wěn)定性要求高，一般均采用一用一備串聯(lián)運(yùn)行方式，即正常時(shí)由主機(jī)供電，主機(jī)故障時(shí)，從機(jī)自動(dòng)投入。UPS正常由交流電源供電，當(dāng)交流電源消失或整流器、逆變器等元件故障，則由自帶的蓄電池向逆變器供電。

3 存在的問題

如上所述的變電站操作電源的設(shè)計(jì)基本均存在3個(gè)各自獨(dú)立的系統(tǒng)，即直流操作電源（DC）、通信電源、交流不間斷電源（UPS），且每套電源系統(tǒng)均各帶1或2組蓄電池（某些設(shè)計(jì)已取消UPS自帶的蓄電池），設(shè)立通信蓄電池室和直流操作電源蓄電池室。這必將存在以下問題：設(shè)立多套分系統(tǒng)，蓄電池組重復(fù)設(shè)置，工程的一次投資增大；設(shè)備分散設(shè)置，增加了日常運(yùn)行維護(hù)工作量。

隨著運(yùn)行維護(hù)要求的日益提高及設(shè)備技術(shù)的不斷發(fā)展，電源系統(tǒng)的分散性逐漸顯露出了它存在的不足，這就出現(xiàn)了直流和交流一體化不間斷電源。

4 一體化不間斷電源設(shè)備及其功能

4.1 一體化電源設(shè)備的含義

一體化電源設(shè)備，是將直流電源、電力用交流不間斷電源（UPS）、電力用逆變電源（INV）和通信用直流變換電源（DC/DC）等電源裝置組合為一體，共享直流電源的蓄電池組，并統(tǒng)一實(shí)施監(jiān)控的成套電源設(shè)備[2]。

4.2 一體化不間斷電源設(shè)備的功能

一體化電源設(shè)備具有一套公用的蓄電池組，它能同時(shí)為一體化電源設(shè)備的全部輸出負(fù)荷提供電源，滿足全部負(fù)荷容量和供電時(shí)間的要求。在正常運(yùn)行方式下，該電源設(shè)備由交流電源供電，蓄電池處于浮充備用狀態(tài)；當(dāng)交流電源故障停電時(shí)，蓄電池為全部負(fù)荷提供電源。所以，一體化電源設(shè)備的備用電源至關(guān)重要，應(yīng)保證其在全部工作過程中，不能出現(xiàn)停電。

5 典型的一體化不間斷電源的實(shí)施方案

目前，新建變電站都已應(yīng)用不間斷電源系統(tǒng)，以220kV壩基頭變電站為例，該站統(tǒng)一由直流操作電源供電，除提供直流操作電源DC、交流不間斷電源UPS，還提供通信用48V電源。利用DC/DC電源變換裝置代替原通信專業(yè)48V蓄電池電源系統(tǒng)，將DC/DC裝置做為直流系統(tǒng)的一個(gè)負(fù)荷考慮，即DC-UPS-DC/DC一體化電源。

該接線設(shè)計(jì)同時(shí)取消了UPS系統(tǒng)、通信電源系統(tǒng)的蓄電池，共用直流操作電源DC的蓄電池組。能較好地實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)管理的網(wǎng)絡(luò)化、智能化，實(shí)現(xiàn)站用電源系統(tǒng)數(shù)據(jù)一體化的實(shí)時(shí)監(jiān)視，對(duì)被監(jiān)控對(duì)象的控制、調(diào)節(jié)和運(yùn)行方式能更方便實(shí)施集中管理、分散控制。減少設(shè)備日常維護(hù)工作量，同時(shí)提高可靠性，全站僅設(shè)1套直流操作電源蓄電池，取消UPS電源、通信電源蓄電池組，減少了維護(hù)管理工作量。工程投資經(jīng)濟(jì)性得到提高，設(shè)備上減少了2組通信用蓄電池及UPS蓄電池。同時(shí)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益得到提高，減少蓄電池的使用量，對(duì)改善環(huán)境質(zhì)量具有積極的作用，對(duì)節(jié)約大量稀有金屬資源潛能巨大。

6 一體化不間斷電源應(yīng)用中的幾個(gè)問題

一體化電源設(shè)備的核心問題是其備用電源的特性、容量及其供電持續(xù)時(shí)間。對(duì)備用電源的要求是放電平穩(wěn)、持續(xù)時(shí)間長、使用壽命長、正常運(yùn)行免維護(hù)或少維護(hù)。多年來電力系統(tǒng)中一般采用鉛酸蓄電池，目前普遍采用的是閥控密封式鉛酸蓄電池[3]。

此外，直流操作電源系統(tǒng)為不接地系統(tǒng)，所以交流側(cè)的UPS裝置的交流輸入、輸出與直流側(cè)必須采取措施進(jìn)行隔離，如采用隔離變做隔離，以避免交流側(cè)的運(yùn)行及故障影響直流操作電源系統(tǒng)側(cè)的絕緣降低，造成直流系統(tǒng)接地等異常。通信電源系統(tǒng)采用正極接地方式，所以DC/DC裝置的輸入、輸出部分也必須隔離。

7 結(jié)語

一體化不間斷電源系統(tǒng)減少了設(shè)備配置、建筑面積和蓄電池的附屬設(shè)施，由變電站統(tǒng)一運(yùn)行、維護(hù)，減少了運(yùn)維人員的數(shù)量和工作量，提高了運(yùn)行、維護(hù)工作的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]佘恬，陳娟.變電站一體化不間斷電源的應(yīng)用探討[J].廣西電力，2009（5）：30-32.

篇5

【關(guān)鍵詞】 USP電源 廣播電視 重要性 維護(hù)

UPS，即不間斷電源，是一種含有儲(chǔ)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。作為衛(wèi)星地面站保持供電系統(tǒng)持續(xù)斷供電的一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)備，UPS 電源能夠充分保障機(jī)房供電的不間斷性，避免由于斷電而影響到廣播電視節(jié)目的順利播出。現(xiàn)階段在使用過程中，一般不太注重檢修與維護(hù)UPS電源，當(dāng)發(fā)生故障的時(shí)候，甚至?xí)绊懙秸麄€(gè)工作系統(tǒng)的順利運(yùn)行。鑒于此，本文研究了UPS電源對(duì)廣播電視播出設(shè)備的重要性，并指出使用注意事項(xiàng)以及維護(hù)策略，以期為有效使用UPS電源，確保廣播電視節(jié)目順利播放提供指導(dǎo)和借鑒。

一、UPS電源的重要性

1、電壓穩(wěn)定。市電電壓易受電力輸送線路品質(zhì)的影響，離變電所較近的用戶電壓較高約400～420V，離變電所較遠(yuǎn)的用戶電壓較低約320～360V，太高或太低會(huì)使用戶設(shè)備縮壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀設(shè)備，使用在線式UPS可提供穩(wěn)定的電壓電源，電壓變動(dòng)不到2V，可延長設(shè)備壽命及保護(hù)設(shè)備。

2、停電保護(hù)和高低電壓保護(hù)。首先，瞬間停電時(shí)立即由UPS不間斷電源將電池直流電源轉(zhuǎn)換成交流電繼續(xù)供電。其次，市電電壓過高或過低時(shí)UPS內(nèi)建穩(wěn)壓器將做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使市電的電壓保持在可使用的范圍，若電壓過低或過高超過可使用范圍，UPS將電池直流電源轉(zhuǎn)換成交流電繼續(xù)供電，以保護(hù)用戶設(shè)備。

3、頻率穩(wěn)定。市電頻率分為50Hz/60Hz兩種。發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)受到客戶端用電量的突然變化造成轉(zhuǎn)速的變動(dòng)將使轉(zhuǎn)換出來的電力頻率飄移不定，UPS不間斷電源轉(zhuǎn)換的電力可提供穩(wěn)定的頻率。

4、波形失真處理。由于電力經(jīng)由輸配電線路傳送至客戶端，各種機(jī)器設(shè)備特別是非線性設(shè)備的使用，往往造成市電電壓波形的失真，因?yàn)椴ㄐ问д鎸a(chǎn)生諧波而損壞設(shè)備，同時(shí)會(huì)使電力系統(tǒng)變壓器溫度升高，一般要求輸入總電流諧波失真率

5、其他方面。第一，監(jiān)控電源。配合UPS的智能型通訊接口及監(jiān)控軟件可紀(jì)錄市電電壓頻率停電時(shí)間及次數(shù)來達(dá)到電源的監(jiān)控，并可安排UPS不間斷電源定時(shí)開關(guān)機(jī)的時(shí)間表來節(jié)約能源。第二，抑制共模噪聲。共模噪聲產(chǎn)生在火線/中性線與地線之間。第三，抑制橫模噪聲，橫模噪聲產(chǎn)生在火線與中性線之間。第四，突波保護(hù)，UPS不間斷電源會(huì)加裝突波吸收器或尖端放電設(shè)計(jì)吸收突波，以保護(hù)用戶設(shè)備。

二、使用過程中需要注意的事項(xiàng)

1、注意工作環(huán)境。UPS 電源對(duì)工作環(huán)境具有非常高的要求，室內(nèi)必須沒有灰塵同時(shí)保持干燥，這是由于主機(jī)上進(jìn)入灰塵在潮濕條件下將造成主機(jī)工作不穩(wěn)定，嚴(yán)重導(dǎo)致死機(jī)。溫度最好處于15到30攝氏度范圍內(nèi)，太低將會(huì)對(duì)蓄電池容量產(chǎn)生干擾，太高將對(duì)對(duì)主機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響，并且使電池壽命降低，20攝氏度附近為最佳溫度。因此在UPS 電源室適合使用立式主、備空調(diào)機(jī)。

2、做好絕緣措施。因組合電池組電壓非常高，具有或多或少的危險(xiǎn)，所在故障檢修過程中，檢修工作者應(yīng)當(dāng)注意絕緣，無論是人或者工具均應(yīng)當(dāng)保持充分的絕緣，防止觸電事故發(fā)生。

3、注意相關(guān)參數(shù)與額定功率。首先，通常情況下，電源主機(jī)的相關(guān)參數(shù)均為廠商人員按照客戶要求提前設(shè)定的，因此不要盲目將其改變。尤其的電池組的參數(shù)，否則將造成主機(jī)工作紊亂，使電池壽命降低。其次，由于其額定功率均為提前根據(jù)播出系統(tǒng)負(fù)載設(shè)置的，通常其功率余量相對(duì)較小，因此不能隨意增加大功率的設(shè)備，由于系統(tǒng)工作于不間斷狀態(tài)下，增加大功率負(fù)載，將導(dǎo)致出現(xiàn)主機(jī)故障，甚至能夠?qū)㈦娫磽魵А?/p>

4、禁忌帶負(fù)載啟動(dòng)，禁忌大電流充放電。首先，要是直接通過UPS 電源供電給播出系統(tǒng)，需要先將一切負(fù)載電源開關(guān)關(guān)閉之后再將UPS 電源開啟，等到后者正常啟動(dòng)之后才將負(fù)載開關(guān)開啟。究其根源，負(fù)載瞬間供電過程中將產(chǎn)生非常高的電流，一些負(fù)載的沖擊電流將導(dǎo)致電源過載，甚至將其損壞。其次，禁忌大電流充放電，以防電池過熱變形，其內(nèi)阻提高，其容量和壽命降低。

三、UPS電源的維護(hù)對(duì)策

1、做好防除塵維護(hù)。正常使用時(shí)， UPS 電源主機(jī)的維護(hù)工作重點(diǎn)是防除塵。機(jī)中風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)將吸入空中灰塵而積聚，與潮濕空氣相遇的時(shí)候?qū)⒃陔娐钒逭辰Y(jié)，導(dǎo)致主機(jī)工作紊亂，因此可以每季度清除灰塵1次。

2、定期核對(duì)主機(jī)參數(shù)、查看告警菜單。首先，經(jīng)常核對(duì)主機(jī)各參數(shù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題時(shí)盡快與廠商聯(lián)系，盡快做出糾正。其次，經(jīng)常性的查看告警菜單，有效把握其運(yùn)行狀況，建議每天查看1次同時(shí)認(rèn)真進(jìn)行記錄。

3、加強(qiáng)電池維護(hù)，科學(xué)應(yīng)對(duì)故障。至少半年對(duì)電池放電1次。平時(shí)維護(hù)過程中應(yīng)當(dāng)認(rèn)真對(duì)電池進(jìn)行檢查，注意其完好與否，是否出現(xiàn)滲漏與殼變形，是否出現(xiàn)銹蝕等，當(dāng)電池組電池出現(xiàn)問題時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡快將其更換掉。這個(gè)環(huán)節(jié)中切忌將型號(hào)、性能、容量等不同的電池進(jìn)行連接，以防影響到電池組的功能。發(fā)生故障時(shí)，需要先將原因弄清楚，這樣才能有的放矢的、盡快的將其排除。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著廣電事業(yè)的日益發(fā)展，UPS電源將逐漸普及，其在各個(gè)系統(tǒng)中具有非常重要的功能，為充分發(fā)揮其功能，今后應(yīng)重視對(duì)UPS電源的維護(hù)，切實(shí)加強(qiáng)日常的管理和維護(hù)。

參 考 文 獻(xiàn)

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【關(guān)鍵詞】 數(shù)據(jù)中心；不間斷電源系統(tǒng)；N+1；2N；可靠性

0 前言

大型的不間斷電源系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心中有著廣泛的運(yùn)用，以確保重要的服務(wù)器和IT設(shè)備的不間斷供電。

不同的不間斷電源系統(tǒng)配置將直接影響到所支持的IT設(shè)備或其它重要負(fù)荷的運(yùn)行穩(wěn)定性。同時(shí)也將決定設(shè)備本身故障和人為操作失誤等對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響程度。一個(gè)可靠的不間斷電源系統(tǒng)配置，將在很大程度上減少前述因素對(duì)系統(tǒng)可用性的影響。

1. 國內(nèi)外設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不間斷電源系統(tǒng)配置的要求

國內(nèi)外主要的計(jì)算機(jī)機(jī)房及數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中，均對(duì)不間斷電源系統(tǒng)的配置提出了要求。下文選取正常運(yùn)行時(shí)間學(xué)會(huì)（Uptime Institute）標(biāo)準(zhǔn)；美國通信工業(yè)協(xié)會(huì)（TIA）標(biāo)準(zhǔn)TIA-942-A；以及國標(biāo)GB50174-2008《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)不間斷電源系統(tǒng)的配置要求相關(guān)條文為例，說明不同重要性等級(jí)的機(jī)房對(duì)不間斷電源系統(tǒng)配置的不同要求。

1.1 正常運(yùn)行時(shí)間學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)

正常運(yùn)行時(shí)間學(xué)會(huì)（Uptime Institute）標(biāo)準(zhǔn)提出了第一級(jí)（TIER I）至第四級(jí)（TIER IV）四個(gè)不同的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施等級(jí)分類，用來描述整個(gè)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)的可靠性和可維護(hù)性。其中第一級(jí)（TIER I）為最低等級(jí)，第四級(jí)（TIER IV）為最高等級(jí)。

第一等級(jí)（TIER I）：基本的基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)；

第二等級(jí)（TIER II）：有冗余的容量元件；

第三等級(jí)（TIER III）：可并行維護(hù)的系統(tǒng)；

第四等級(jí)（TIER IV）：可容錯(cuò)的系統(tǒng)。

1.2 美國通信工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)

美國通信工業(yè)協(xié)會(huì)（TIA）標(biāo)準(zhǔn)TIA-942-A同樣針對(duì)不同的可用性和安全性等級(jí)，對(duì)數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施提出了四個(gè)不同的等級(jí)。

對(duì)于不間斷電源系統(tǒng)拓?fù)涠?。第一等?jí)和第二等級(jí)的不間斷電源系統(tǒng)均只需滿足N的要求，第三等級(jí)的不間斷電源系統(tǒng)需為N+1冗余配置，第四等級(jí)的數(shù)據(jù)中心需為2N冗余配置。

2. 幾種常用的不間斷電源系統(tǒng)配置

下文將介紹一些典型的不間斷電源系統(tǒng)配置。

2.1關(guān)于N的理解

在不間斷電源設(shè)計(jì)中，通常使用”N“來描述滿足所有負(fù)荷的基本供電容量。例如共有100kW的重要負(fù)荷需要由不間斷電源系統(tǒng)保護(hù)，則”N”即為100kW。

2.2 N系統(tǒng)配置

一個(gè)N配置的不間斷電源系統(tǒng)，其容量僅滿足為其所保護(hù)的重要負(fù)荷供電，而不提供任何冗余。

典型的N配置不間斷電源系統(tǒng)如圖一。該系統(tǒng)配置僅滿足正常運(yùn)行時(shí)間學(xué)會(huì)和美國通信工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)中定義的第一級(jí)數(shù)據(jù)中心，以及國標(biāo)GB50174-2008中定義的C級(jí)機(jī)房的標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 N+1系統(tǒng)配置

N+1系統(tǒng)配置配置的不間斷電源，指在N配置系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)冗余的不間斷電源模塊。該冗余的電源模塊容量，應(yīng)至少等于一個(gè)主用不間斷電源模塊的容量。

常用的N+1系統(tǒng)配置設(shè)計(jì)有如下幾種

（1） 串聯(lián)冗余

串聯(lián)冗余（Isolated Redundant），通常包括一臺(tái)主用的不間斷電源設(shè)備，用以向負(fù)載供電；一臺(tái)備用的不間斷電源設(shè)備，串接于主用不間斷電源的內(nèi)部靜態(tài)維修旁路上。該設(shè)計(jì)要求主用不間斷電源的主回路和內(nèi)部靜態(tài)維修旁路分接于兩個(gè)不同的輸入回路。但主用和備用不間斷電源設(shè)備的容量和品牌型號(hào)均可不同。

通常情況下，所有負(fù)載由主用不間斷電源供電，而備用不間斷電源為空載。當(dāng)出現(xiàn)意外使主用不間斷電源切換至內(nèi)部靜態(tài)旁路時(shí)（如主用不間斷電源發(fā)生故障或產(chǎn)生較大的過載），備用不間斷電源將瞬時(shí)負(fù)擔(dān)起所有的負(fù)載。因此，備用不間斷電源必須謹(jǐn)慎選擇，確保其瞬時(shí)加載能力能滿足上述使用要求。

串聯(lián)冗余的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，現(xiàn)較多運(yùn)用于對(duì)N配置的不間斷電源系統(tǒng)進(jìn)行改造，使其在一定程度上實(shí)現(xiàn)冗余，又不需要替換原有的設(shè)備。

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)在輸出端仍存在“單點(diǎn)故障”，為此在設(shè)計(jì)中仍需提供外部維修旁路。

典型的串聯(lián)冗余不間斷電源系統(tǒng)如圖二。該系統(tǒng)配置滿足美國通信工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)中定義的第三級(jí)數(shù)據(jù)中心，以及國標(biāo)GB50174-2008中定義的B級(jí)機(jī)房的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，該系統(tǒng)配置也可以滿足正常運(yùn)行時(shí)間學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)中定義的第二級(jí)數(shù)據(jù)中心的標(biāo)準(zhǔn)。

（2） 并聯(lián)冗余

并聯(lián)冗余，通常由多臺(tái)并聯(lián)的不間斷電源設(shè)備和一個(gè)共用的輸出母線組成。冗余的容量至少等于一臺(tái)主用不間斷電源的容量。并聯(lián)冗余的系統(tǒng)要求所有的不間斷電源設(shè)備均來自同一的生產(chǎn)廠家，且型號(hào)和容量必須相同。

通常情況下，系統(tǒng)內(nèi)所有的不間斷電源設(shè)備均分負(fù)載。當(dāng)其中一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障而退出運(yùn)行時(shí)，其余的不間斷電源設(shè)備將立即擔(dān)負(fù)由原有故障設(shè)備供電的負(fù)荷。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)可確保對(duì)系統(tǒng)中的一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)的同時(shí)，對(duì)負(fù)載不造成任何影響。

針對(duì)并聯(lián)冗余設(shè)計(jì)不間斷電源使用率底的問題，目前主流的不間斷電源廠家均已推出模塊化不間斷電源產(chǎn)品，如艾默生的Trinergy系列和伊頓的9395系列。一臺(tái)不間斷電源由多個(gè)小功率的不間斷電源模塊構(gòu)成，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷率較低時(shí)，可以使部分模塊休眠，而提高在用模塊的負(fù)載率，從而實(shí)現(xiàn)提高系統(tǒng)效率的目的。

典型的并聯(lián)冗余不間斷電源系統(tǒng)如圖三。該系統(tǒng)配置滿足美國通信工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)中定義的第三級(jí)數(shù)據(jù)中心，以及國標(biāo)GB50174-2008中定義的B級(jí)機(jī)房的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，該系統(tǒng)配置也可以滿足正常運(yùn)行時(shí)間學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)中定義的第二級(jí)數(shù)據(jù)中心的標(biāo)準(zhǔn)。

（3） 分布式冗余

分布式冗余（Distributed Redundant）是目前業(yè)內(nèi)較多運(yùn)用的一種不間斷電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)的目的在于提高系統(tǒng)冗余程度和可靠性的同時(shí)，所需的不間斷電源設(shè)備投資少于2N系統(tǒng)。

分布式冗余系統(tǒng)通常由三個(gè)或以上的不間斷電源模塊構(gòu)成。每個(gè)不間斷電源模塊有獨(dú)立的輸入和輸出。輸出母線通過靜態(tài)切換開關(guān)（Static Transfer Switch， STS）和配電柜向負(fù)載供電。

4 結(jié)束語

不同的不間斷電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)通常意味著不同的電源系統(tǒng)可靠性等級(jí)，也意味著不同的設(shè)備投資。設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)中心的重要性等級(jí)，服務(wù)器設(shè)備的情況（是否存在電源供電的設(shè)備），工程預(yù)算等因素，綜合考慮，選擇最合適的系統(tǒng)配置。

參考文獻(xiàn)

[1] Kevin McCarthy. Comparing UPS System Design Configurations. 2005

[2] GB 50174-2008 電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范 [S]

[3] TIA-942-A Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers [S]

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【關(guān)鍵詞】UPS應(yīng)用；煤礦安全；通訊設(shè)備；PFC校正

引言

2003年8月14日下午美國東北部、中西部和加拿大南部發(fā)生大面積停電，這次持續(xù)29個(gè)小時(shí)的大面積停電，不僅給5000萬美國人和加拿大人的生活帶來極大不便，而且造成300億美元以上的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。煤礦企業(yè)不可能左右整個(gè)電網(wǎng)的可靠性，但可以積極地做好自身小環(huán)境的電力保護(hù)，因此，用戶自我保護(hù)是當(dāng)前解決企業(yè)電力問題的現(xiàn)實(shí)之舉，而UPS（UninterruptiblePowerSystem，不間斷供電系統(tǒng)）能夠有效地解決停電事故和電力質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。將UPS引入煤礦通訊設(shè)備備用電源中，能夠保證煤礦中供電的安全性與可靠性，從而創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1UPS的組成與工作原理

UPS是一種含有儲(chǔ)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。不間斷電源通常由整流器、蓄電池組、逆變器和開關(guān)等構(gòu)成。UPS不但可為重要的負(fù)載提供不間斷的交流電源，而且還能隔離電網(wǎng)的各種干擾。當(dāng)電網(wǎng)正常工作時(shí)，UPS對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行變換和調(diào)節(jié)，輸出穩(wěn)定、高質(zhì)量的交流電，為負(fù)載供電，或處于備用狀態(tài)；當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，UPS利用內(nèi)部蓄電池的儲(chǔ)能為負(fù)載供電；當(dāng)電網(wǎng)長期停電時(shí)，UPS將備用發(fā)電機(jī)輸出的電育旨注行變換和調(diào)節(jié)，繼續(xù)為負(fù)載供電。

經(jīng)過輸入濾波器，將電網(wǎng)中的高頻電磁干擾、射頻干擾、尖峰脈沖等干擾進(jìn)行吸收、抑制處理，分成四路分別進(jìn)入以下處理：

（1）送到具有“功率因數(shù)校正功能”的整流器輸入端進(jìn)行整流處理。

（2）進(jìn)入U(xiǎn)PS同步鎖相電路，提取同步信號(hào)以便逆變器在電網(wǎng)停電時(shí)將蓄電池組產(chǎn)生的直流電進(jìn)行瞬時(shí)同步逆變，保證負(fù)載側(cè)供電的同步連續(xù)性。

（3）經(jīng)充電器對(duì)UPS所配置的蓄電池組進(jìn)行“浮充”式充電，其浮充電壓應(yīng)為電池組標(biāo)稱端電壓的1.125倍。

（4）直接經(jīng)交流旁路供電通道饋送到切換開關(guān)的常閉觸點(diǎn)上。在當(dāng)逆變器或微處理器發(fā)生故障時(shí)由電網(wǎng)直接向負(fù)載供電，避免負(fù)載供電中斷。

整流器將輸入的帶有干擾的電網(wǎng)整流為幅值穩(wěn)定的直流電源送到逆變器的直流總線輸入端。當(dāng)電網(wǎng)正常時(shí)，整流器輸出電壓高于直流變換器輸出的直流電壓，在微處理器的控制下，蓄電池不向逆變器提供逆變電源。當(dāng)電網(wǎng)中斷或電網(wǎng)過高過低時(shí)，在微處理器的控制下，直流變換器將蓄電池的直流電壓提升到符合逆變器輸入所要求的電壓水平，經(jīng)逆變器向負(fù)載輸出電源。

2煤礦通訊設(shè)備供電方式研究

早期的煤礦通信設(shè)備通常使用在線式雙變換式UPS。所謂在線式，是指不管電網(wǎng)電壓是否正常，負(fù)載所用的交流電壓都要經(jīng)過逆變電路供電，即逆變電路始終處于工作狀態(tài)。所謂雙變換是指UPS正常工作時(shí)，電能經(jīng)過了整流AC/DC（交流變換為直流）、逆變DC/AC（直流變換為交流）2次變換供給負(fù)載。隨著對(duì)煤礦通信設(shè)備電源效率及功率因數(shù)的限制，傳統(tǒng)的在線式雙變換式UPS已逐漸被淘汰。

4結(jié)束語

帶PFC校正UPS技術(shù)將會(huì)對(duì)井下通訊設(shè)備供電系統(tǒng)的可靠性和故障處理的準(zhǔn)確性、快速性有著明顯的提升。帶PFC校正和快速動(dòng)態(tài)反應(yīng)的UPS具有體積小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、能夠?qū)崿F(xiàn)交流輸出電壓高于直流輸入電壓（中間省掉了一個(gè)DC/DC變換器）等性能，在采用滑模控制技術(shù)及保護(hù)措施之后，技術(shù)性能指標(biāo)及可靠性將明顯提高，它是煤礦通信設(shè)備不間斷電源的較理想選擇。在煤礦井下具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]王其英.何春華.UPS工作原理與實(shí)用技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2006.

[2]張延聰.UPS電源蓄電池的正確使用與維護(hù)[J].煤炭科技，2006（3）.

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關(guān)鍵詞 UPS；維護(hù)；功能

中圖分類號(hào)TN86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2011）49-0216-02

不少用戶對(duì)UPS的使用和維護(hù)并不重視，據(jù)相關(guān)材料統(tǒng)計(jì)，50%的UPS故障是因使用和維護(hù)不當(dāng)造成的，而且主要是蓄電池維護(hù)不當(dāng)方面影響。設(shè)備使用部門應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況制定UPS的維護(hù)方案，及時(shí)對(duì)UPS進(jìn)行維護(hù)，保障UPS運(yùn)行正常，為設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的干凈電源。UPS的維護(hù)主要分為在線設(shè)備維護(hù)和蓄電池維護(hù)。

1 UPS在線設(shè)備維護(hù)

1.1 定義

在線設(shè)備維護(hù)：通過系統(tǒng)自身的不同工作方式，包括電池模式、旁路模式、維修旁路模式，保證UPS能連續(xù)供電給負(fù)載，對(duì)UPS系統(tǒng)內(nèi)的元件進(jìn)行的設(shè)備維護(hù)、清潔保養(yǎng)、板塊更換維修等工作。

1.2 目的

確保UPS能正常運(yùn)行，為負(fù)載提供不間斷、穩(wěn)定可靠和干凈的電源，減少和杜絕人由于設(shè)備維護(hù)不當(dāng)而發(fā)生不安全事件。

1.3 原則

下列情況可進(jìn)行停機(jī)維護(hù)：

1）主從串聯(lián)熱備份系統(tǒng)的主機(jī)正常模式情況下，對(duì)從機(jī)的維護(hù)。并機(jī)系統(tǒng)中，待維護(hù)的UPS停機(jī)后，并聯(lián)系統(tǒng)中剩余的UPS足以承擔(dān)負(fù)載；

2）在條件允許的情況下，盡可能進(jìn)行停機(jī)維護(hù)；必須在線維護(hù)時(shí)需做好充分的準(zhǔn)備，本著“安全第一”的原則；

3）在線維護(hù)一旦發(fā)生問題導(dǎo)致負(fù)載斷電，須按重大故障處理流程處理。

1.4 維護(hù)規(guī)范

1）維護(hù)前充分了解系統(tǒng)或設(shè)備的情況，根據(jù)維護(hù)的難易程度和維護(hù)內(nèi)容制定相應(yīng)的維護(hù)操作步；

2）預(yù)防性維護(hù)前應(yīng)做好充分的備件準(zhǔn)備，特別需要注意到故障可能波及損壞的東西，做好充分的工具和其它材料的準(zhǔn)備；

3）維護(hù)時(shí)，需按事先確定的步驟和流程進(jìn)行，并將關(guān)鍵的步驟和重要的數(shù)據(jù)記錄在事先準(zhǔn)備的記錄表中；如果有必要進(jìn)行臨時(shí)調(diào)整，應(yīng)先與相關(guān)人員進(jìn)行充分的討論，并做好記錄；

4）在線維護(hù)后，需進(jìn)行功能和性能的驗(yàn)證，才能將維護(hù)后的設(shè)備投入。

1.5 維修規(guī)范

1）維修前應(yīng)做好充分的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備，應(yīng)仔細(xì)分析維修過程中可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)風(fēng)險(xiǎn)采取相應(yīng)的防范和應(yīng)對(duì)措施或準(zhǔn)備，特別是提醒用戶；

2）故障維護(hù)前還需要充分了解與故障相關(guān)的信息，預(yù)防性維修需要充分了解設(shè)備的現(xiàn)狀和歷史情況，仔細(xì)分析和定位故障；

3）維修前應(yīng)做好充分的備件準(zhǔn)備，特別需要注意到故障可能波及損壞的東西，做好充分的工具和其它材料的準(zhǔn)備；

4）維修后，需進(jìn)行功能和性能的驗(yàn)證，才能將維護(hù)后的設(shè)備投入。

2 蓄電池維護(hù)和管理

2.1 定義

蓄電池維護(hù)：指對(duì)蓄電池進(jìn)行外觀清潔檢查、電壓檢查、內(nèi)阻檢查、電導(dǎo)檢查充電檢查和放電檢查等方面的維護(hù)。

2.2 目的

確保蓄電池處理良好狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)性能下降的電池，改善其使用狀況,從而有效地延長蓄電池的工作使用時(shí)間，提高UPS對(duì)系統(tǒng)供電穩(wěn)定性和安全性，大大提高系統(tǒng)的可靠程度。

2.3 維護(hù)規(guī)范

1)日常維護(hù)：清潔電池，檢查電池外觀是否完好，外殼是否有變形和滲漏情況，測量電池兩端電壓、電池溫度；檢查連接處有無松動(dòng)，連接觸點(diǎn)有無“鹽化”現(xiàn)象，檢測連接條壓降，用測溫儀檢查電池觸點(diǎn)有沒發(fā)熱，檢查連接部分是否有松動(dòng)，重新擰緊連接處的螺釘；

2）定期維護(hù)：每月進(jìn)行淺放電維護(hù)，時(shí)間約為1小時(shí)，主要求檢測各個(gè)單體電池的容量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)個(gè)別電池容量下降現(xiàn)象，容量下降帶載放電時(shí)間不夠長，造成當(dāng)UPS需要工作在電池模式帶載時(shí)，個(gè)別蓄電池僅能維持UPS的逆變器電源運(yùn)行很短的時(shí)間，直接影響整組電池的效率，無法連續(xù)供電導(dǎo)致UPS無法工作，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)機(jī)，造成負(fù)載斷電，產(chǎn)生重大影響；

3）充放電維護(hù)：可分淺放電和深放電，通過放電和充電過程的循環(huán)，使活性物質(zhì)得到恢復(fù)。過量放電影響電池的使用壽命，應(yīng)盡量避免電池過量深度放電，最高放電量不應(yīng)超過70%。同時(shí)電池應(yīng)避免大電流充放電，大電流充放電時(shí)可能造成電池極板膨脹變形，極板活性物質(zhì)容易脫落，溫度升高，內(nèi)阻變大，嚴(yán)重時(shí)將造成容量下降，壽命提前終止；

4）環(huán)境溫度對(duì)蓄電池容量有很大影響，應(yīng)保證電池的工作環(huán)境室內(nèi)溫度在20℃~25℃之間，溫度低電池的容量會(huì)下降，溫度高電池的放電容量會(huì)增加,但壽命降低；

5）新舊電池組不能混用，在設(shè)計(jì)備用電源蓄電池容量時(shí)要考慮主設(shè)備的擴(kuò)容情況，否則在市電中斷時(shí)大電流放電或充電將有安全隱患存在；

6）浮充運(yùn)行是蓄電池的最佳運(yùn)行條件，運(yùn)行時(shí)電池處于滿荷電狀態(tài)，在此條件下電池才能達(dá)到 最長的使用壽命。平時(shí)蓄電池應(yīng)工作在浮充狀態(tài)；

7）對(duì)備用擱置的蓄電池，可每間隔一個(gè)季度進(jìn)行補(bǔ)充充電；

8）判斷電池的好壞主要是通過可以通過測量電池的內(nèi)阻、電導(dǎo)和電池開路電壓。

定期用內(nèi)阻測試儀和電導(dǎo)測試儀，檢查電池內(nèi)阻和電導(dǎo)情況，通過長期多次的測試結(jié)果對(duì)比，可判斷蓄電池的內(nèi)阻和電導(dǎo)情況，內(nèi)阻變大，電池的容量下降；電導(dǎo)應(yīng)該是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的參數(shù)，每個(gè)品牌的電池出廠時(shí)，都有對(duì)應(yīng)的電導(dǎo)值，當(dāng)測量出來的電導(dǎo)值與出廠值偏差較大時(shí)，電池的容量也會(huì)下降。

2.4 UPS蓄電池更換管理

在正常情況下免維護(hù)電池的工作使用年限約10年左右。但由于蓄電池的使用環(huán)境，維護(hù)工作方面的影響，電池的工作年限不到10年，可以按下列原則對(duì)電池進(jìn)行更換管理。

1）原則上不間斷電源電池應(yīng)在投入使用第七年啟動(dòng)電池更新計(jì)劃，在電池使用第八年進(jìn)行整組電池更換，設(shè)備管理部門也可根據(jù)電池的維護(hù)使用情況，適當(dāng)延長電池更換周期；

2）不間斷電源為又機(jī)并聯(lián)及以上冗余配置，輸入市不穩(wěn)，電池整體容量低于標(biāo)稱容量60%時(shí)，考慮整體更換；

3）不間斷電源為雙機(jī)并聯(lián)以上冗余配置，輸入市電可靠，電池整體容量低于標(biāo)稱容量50%時(shí)，考慮整體更換；

4）不符合上述整體更換條件的，個(gè)體蓄電池確實(shí)需要更換的，需同一品牌同一型號(hào)的新電池對(duì)劣化電池進(jìn)行更換。

參考文獻(xiàn)

[1]周志敏著.UPS應(yīng)用與故障診斷[M].中國電力出版社，2008：305.

篇9

關(guān)鍵詞：地鐵 信號(hào)系統(tǒng) 電源屏 UPS

中圖分類號(hào)：U23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）01（b）-0130-01

地鐵信號(hào)系統(tǒng)是一個(gè)集行車指揮和列車運(yùn)行控制為一體的重要機(jī)電系統(tǒng)，為了確?？刂圃O(shè)備正常工作，系統(tǒng)的電源配置也應(yīng)與整個(gè)系統(tǒng)相適應(yīng)。信號(hào)系統(tǒng)的電源設(shè)備包括信號(hào)電源屏、UPS（不間斷電源）和蓄電池等，本文就正線信號(hào)設(shè)備集中站電源系統(tǒng)進(jìn)行分析。

1 電源屏

1.1 原理

二號(hào)線電源屏采用鼎漢PZG系列信號(hào)智能電源屏，兩路三相四線制外部電源經(jīng)過防雷單元后進(jìn)入輸入切換單元，再經(jīng)過一級(jí)防雷通過UPS，經(jīng)UPS穩(wěn)壓處理變成純凈的交流電源再送到電源屏各交、直流模塊，模塊的輸出進(jìn)入交直流配電單元，交流模塊通過隔離變壓器隔離后給信號(hào)設(shè)備供電，直流模塊內(nèi)部高頻隔離后輸出給信號(hào)設(shè)備。

2 UPS

2.1 UPS的工作原理

二號(hào)線采用的是艾默生UPS。聯(lián)鎖集中站兩路外部輸入采用三相四線制，電源經(jīng)信號(hào)電源屏的自動(dòng)切換裝置后提供給UPS。電源屏與UPS監(jiān)測單元采用RS485/RS232串行接口通過屏蔽通信電纜連接，市電供電在220 V+15%（-20%）（即176～253 V）時(shí)，UPS認(rèn)為電網(wǎng)電壓基本正常，交流電通過工頻變壓器直接輸送給負(fù)載；市電在176～253 V之間時(shí)，逆變器正常工作的同時(shí)還給電池充電，一旦市電異常，經(jīng)電池逆變給負(fù)載供電。轉(zhuǎn)換時(shí)間小于0.15 s，不會(huì)影響設(shè)備的正常工作。

市電正常供電時(shí)，交流輸入經(jīng)AC/DC整流器轉(zhuǎn)換成直流，一方面給蓄電池充電；另一方面給逆變器供電，逆變器自始至終都處于工作狀態(tài)，將直流電壓經(jīng)DC/AC逆變器逆變成交流電壓給用電設(shè)備供電。當(dāng)市電中斷或不能滿足UPS的輸入要求時(shí)，UPS的輸入AC/DC整流器將關(guān)閉，蓄電池將以無切換時(shí)間的方式向逆變器供電。當(dāng)市電重新恢復(fù)供電時(shí)，蓄電池便停止向逆變器供電，此時(shí)機(jī)內(nèi)充電器向蓄電池組補(bǔ)充消耗的電能，以備再次使用。

當(dāng)市電存在且在UPS輸入允許范圍內(nèi)時(shí)，由于DC/AC逆變器發(fā)生故障或負(fù)載功率大于逆變器輸出額定功率時(shí)，為保證負(fù)載仍能正常工作，靜態(tài)開關(guān)切換到旁路供電狀態(tài)。當(dāng)逆變器恢復(fù)正常或負(fù)載功率降到逆變器輸出額定功率之內(nèi)時(shí)，輸出靜態(tài)開關(guān)將自動(dòng)由旁路供電切換到逆變供電狀態(tài)。（如圖1所示）

2.2 UPS的四種工作模式

2.2.1 市電逆變供電模式

當(dāng)輸入市電和輸出負(fù)載在正常范圍內(nèi)時(shí)，負(fù)載所需的電源由市電通過整流器整流變成直流、再經(jīng)逆變器變成交流輸出提供給負(fù)載，同時(shí)內(nèi)置充電器對(duì)電池模塊進(jìn)行充電。

2.2.2 旁路供電模

UPS運(yùn)行中出現(xiàn)輸出過載、故障等情況時(shí)，負(fù)載所需的電源由市電輸入直接經(jīng)旁路提供；同時(shí)內(nèi)置充電器對(duì)電池充電。若出現(xiàn)市電斷電或市電電壓超出范圍（120～253 Vac），UPS將不能為負(fù)載提供電源。

2.2.3 電池逆變工作模式

當(dāng)主路市電掉電或不正常時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)無間斷地切換到電池工作模式，由電池逆變出用戶所需的三相四線交流電源向負(fù)載供電。市電恢復(fù)后系統(tǒng)自動(dòng)無間斷地恢復(fù)到正常工作模式。

2.2.4 ECO模式

在ECO模式下，當(dāng)旁路電壓在220 Vac±10%、頻率在50±2 Hz范圍內(nèi)時(shí)，負(fù)載由旁路供電。

2.3 不停電檢修維護(hù)

需要對(duì)UPS電源及電池等進(jìn)行全面檢修或設(shè)備故障需維修時(shí)，可以通過閉合維護(hù)開關(guān)Q3BP，將負(fù)載轉(zhuǎn)向維修旁路直接供電，以實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS不停電維護(hù)。維修需要斷開UPS內(nèi)部的主路、旁路輸入電源和電池輸入開關(guān)以及輸出開關(guān)，實(shí)現(xiàn)UPS內(nèi)部不帶電而對(duì)負(fù)載仍然維持供電的維修工作模式。

3 結(jié)語

西安地鐵二號(hào)線自開通以來，經(jīng)過兩年的運(yùn)營時(shí)間證明電源系統(tǒng)配置非常穩(wěn)定可靠，此配置未發(fā)生過一次電源故障，為信號(hào)設(shè)備提供了可靠的不間斷電源，保障了電氣設(shè)備的良好工作狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

[1] 西安地鐵2號(hào)線智能電源屏采購合同[R].西安地下鐵道有限責(zé)任公司，2007.

篇10

關(guān)鍵詞：變頻器；DC-BANK系統(tǒng)；抗晃電

中圖分類號(hào)：TM92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）01（a）-0000-00

變頻器以其高效率，高功率因數(shù)，以及優(yōu)異的調(diào)速和啟制動(dòng)性，在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越普及。因?yàn)楦鞣N各樣的因素，晃電現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，而變頻器應(yīng)對(duì)晃電能力較差。當(dāng)發(fā)生晃電時(shí)，變頻器將啟動(dòng)保護(hù)功能，停止運(yùn)行，造成非計(jì)劃停車。通過對(duì)變頻器增加直流支撐系統(tǒng)DC-BANK進(jìn)行改造，增加其抗晃電能力，能很好的抑制因電網(wǎng)晃電而導(dǎo)致系統(tǒng)非計(jì)劃停車帶來的損失。

1 晃電現(xiàn)象對(duì)變頻器的影響

晃電是指電網(wǎng)電壓暫時(shí)跌落或者消失，而在很短的時(shí)間內(nèi)（一般為幾秒之內(nèi)），電源電壓又恢復(fù)正常的現(xiàn)象。其產(chǎn)生的原因可分為內(nèi)因及外因：

（1）內(nèi)因：系統(tǒng)本身接有大功率電動(dòng)機(jī)、整流器、電弧爐之類單相負(fù)荷等干擾性負(fù)荷，對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)出負(fù)面影響，如無功沖擊，諧波，負(fù)序等。這些影響可能會(huì)通過公共連接點(diǎn)涉及到其他終端用戶。

（2）外因：外力破壞、雷電、樹枝影響以及配電設(shè)備故障、線路切換、電容器投切等均由可能干擾系統(tǒng)，造成電壓波動(dòng)甚至斷電，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響相鄰線路，造成有害影響的蔓延。對(duì)于10kV線路，其特點(diǎn)是面廣，用戶分布點(diǎn)多，易產(chǎn)生過電流或短路故障，發(fā)生故障后，在線路繼電保護(hù)作用下，發(fā)生故障的回路被切除。在故障發(fā)生到故障切除期間，其他回路電壓會(huì)暫降，導(dǎo)致晃電現(xiàn)象的發(fā)生。

大部分變頻器都具有失壓、過壓和瞬間斷電的保護(hù)功能。在變頻器斷電或失壓后，一般的變頻器仍會(huì)工作一段時(shí)間，若斷電或失壓的時(shí)間大于此工作時(shí)間，變頻器將啟動(dòng)保護(hù)功能，停止運(yùn)行，造成非計(jì)劃停車。

2 DC-BANK系統(tǒng)

長期以來，在連續(xù)性較強(qiáng)的工藝生產(chǎn)中，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生晃電（甚至毫秒級(jí)的斷電）等供電故障時(shí)，均有可能使電機(jī)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力設(shè)備受到較大的擾動(dòng)甚至停機(jī)。造成連續(xù)性生產(chǎn)中斷，設(shè)備損壞，產(chǎn)生大量的次品、廢品，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

為解決電動(dòng)機(jī)因電網(wǎng)晃電引發(fā)的工藝、設(shè)備問題，就出現(xiàn)了用于電動(dòng)機(jī)負(fù)載的p輸出電壓和輸出頻率可變的交流不間斷電源DC-BANK。DC-BANK即直流不間斷電源，是在交流電網(wǎng)晃電或斷電時(shí)靜態(tài)開關(guān)開通及時(shí)為變頻器提供穩(wěn)定、持續(xù)、不間斷的直流電源設(shè)備，在交直流電源之間達(dá)到無擾動(dòng)切換，保證了變頻器繼續(xù)運(yùn)行并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。DC-BANK是低壓電機(jī)群專用不間斷電源系統(tǒng)，特別適用于多負(fù)載連續(xù)生產(chǎn)的化纖鋼鐵，石油化工，玻璃等行業(yè)。DC-BANK可有效的解決電網(wǎng)晃電對(duì)變頻器帶來的影響，同時(shí)還具備可靠性高，利用效率高等優(yōu)點(diǎn)。DC-BANK相對(duì)于同樣應(yīng)用廣泛的UPS，具備以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）UPS因系統(tǒng)復(fù)雜，可靠性差，沒有標(biāo)準(zhǔn)化等問題，導(dǎo)致維護(hù)難度較大；DC-BANK與變頻器通常采用的是并聯(lián)連接形式，系統(tǒng)采用框架式結(jié)構(gòu)，可靠性高，維護(hù)起來相對(duì)方便。

（2）UPS可靠性不高，需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的配置方式提高其可靠性；得益于 DC-BANK與變頻器的并聯(lián)連接形式，使得每個(gè)負(fù)載的電源保護(hù)都相對(duì)獨(dú)立，通過DC-BANK對(duì)直流母線供電，就使得變頻器在原有的基礎(chǔ)上增加了一路直流備用供電，因而具有更高的可靠性。

（3）UPS在帶電機(jī)類感性負(fù)載時(shí)，需要5～7倍電機(jī)額定容量，且治理諧波電流需要增加有源或無源濾波器；DC-BANK則需要相對(duì)較小的電機(jī)額定容量（通常為1.1倍）。

（4）DC-BANK系統(tǒng)較UPS具備更高的外殼防護(hù)等級(jí)，能適應(yīng)更加惡劣的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境。

3 DC-BANK系統(tǒng)工作原理

DC-BANK系統(tǒng)主要由充電器、儲(chǔ)能單元、檢測單元和執(zhí)行單元等組成。DC-BANK系統(tǒng)工作原理簡圖1和圖2所示。DC-BANK系統(tǒng)基于變頻器的系統(tǒng)組織架構(gòu)。主回路供電在市電正常情況下，經(jīng)交流配電系統(tǒng)、變頻器、電動(dòng)機(jī)受電端，使得電機(jī)帶動(dòng)各種電氣設(shè)備運(yùn)行。此時(shí)DC-BANK系統(tǒng)僅作為變頻器的在線備用電源。當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)在檢測單元和執(zhí)行單元協(xié)同作用下，DC-BANK自動(dòng)切入變頻器的直流母線，保證電機(jī)在直流電源的支撐下不間斷運(yùn)行。當(dāng)市電恢復(fù)正常供電，系統(tǒng)在檢測單元和執(zhí)行單元協(xié)同作用下，迅速切斷DC-BANK，變頻器此后恢復(fù)為市電供電，蓄電池轉(zhuǎn)為自動(dòng)維護(hù)狀態(tài)。

4 對(duì)丹佛斯FC302系列變頻器抗晃電應(yīng)用探討

丹佛斯FC302系列變頻器雖然具備能量儲(chǔ)備功能，在發(fā)生掉電時(shí)可以使用動(dòng)能產(chǎn)生的功率控制減速，但在電網(wǎng)長時(shí)間掉電情況下，仍需要DC-BANK直流支蝸低忱次持變頻器的供電，從而保證液體泵的持續(xù)運(yùn)行。如下圖所示，主回路供電在市電正常情況下，DC-BANK系統(tǒng)僅作為變頻器的在線備用電源，變頻器的交流輸入信號(hào)及變頻器的運(yùn)行和故障信號(hào)送到DC-BANK系統(tǒng)的檢測單元進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。丹佛斯FC302系列變頻器設(shè)有專門的負(fù)載共享端子，可接至DC-BANK系統(tǒng)的執(zhí)行單元。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生晃電現(xiàn)象時(shí)，通過DC-BANK系統(tǒng)的檢測單元檢測到的掉電信號(hào)，通過執(zhí)行單元將DC-BANK系統(tǒng)自動(dòng)切入變頻器的直流母線，從而維持變頻器的持續(xù)運(yùn)行。

5 結(jié)語

DC-BANK系統(tǒng)目前已在石化、化纖和煤化行業(yè)的部分大中型傳動(dòng)系統(tǒng)中成功應(yīng)用。采用DC-BANK不間斷電源系統(tǒng)是不間斷供電的一種新的解決方案。在開關(guān)類穩(wěn)壓電源，變頻器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電子鎮(zhèn)流器照明系統(tǒng)有很好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，晃電現(xiàn)象是很難避免的，采用直流支撐方法為一次性投資，在晃電現(xiàn)象比較頻繁的用電場合，可有效彌補(bǔ)晃電給生產(chǎn)帶來的損失，有效穩(wěn)定系統(tǒng)的正常運(yùn)行，系統(tǒng)長期運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]林賢文.電源“晃電”對(duì)變頻器調(diào)速的影響與對(duì)策[J].電氣時(shí)代，2004（07）.

[2]王兆安，劉進(jìn)軍.電力電子技術(shù)第5版.機(jī)械工業(yè)出版社，2010（09）.