ups電源篇1
從原理和功能上講,UPS電源是集模擬和數(shù)字電路、自動(dòng)控制逆變器轉(zhuǎn)換與免維護(hù)蓄電儲(chǔ)能于一體的電子設(shè)備。它可以在市電異常時(shí)解決諸如中斷、尖峰、跌落、浪涌、脈沖干擾及頻率漂移等電源問題,凈化用電空間,延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。
UPS電源已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)防、通訊、廣播電視、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)等很多領(lǐng)域。
我們?cè)谑褂肬PS電源時(shí),要嚴(yán)格按照說明書上的要求操作,同時(shí),必須注意以下幾點(diǎn):
1、初次使用UPS電源,特別是功率較大的UPS電源時(shí),由于設(shè)備所配備的蓄電池能量也比較大,蓄電池塊數(shù)多,并且,新蓄電池電量偏低,有的甚至處于虧電狀態(tài),此時(shí)直接接入電路,會(huì)加重UPS電源部分電路的負(fù)載,產(chǎn)生過流過熱,很容易損壞UPS電源。當(dāng)然,為了增加持續(xù)供電時(shí)間,人為改變UPS電源的配置,盲目地增加蓄電池的容量,使UPS電源過早損壞的事例也很多。我們應(yīng)該通過檢測(cè)蓄電池組內(nèi)單個(gè)蓄電池的容量,采用將虧電過多的蓄電池進(jìn)行充電,基本達(dá)到整個(gè)蓄電池組內(nèi)單體電池電量均衡后再接入電路的方法,同時(shí),應(yīng)該設(shè)定當(dāng)市電中斷UPS開始供電時(shí),所拖帶設(shè)備的功率不能過大,以不超過UPS電源輸出功率的50%為最佳。一些必須接入的設(shè)備如監(jiān)視器等,要待UPS電源穩(wěn)定運(yùn)行后再接入為好。純感性負(fù)載是禁止接入U(xiǎn)PS電源的。
2、禁止超負(fù)荷使用UPS電源,所拖帶的負(fù)荷總功率應(yīng)不超過UPS電源輸出功率的80%。超負(fù)荷使用常常會(huì)出現(xiàn)逆變情況下燒毀UPS電源的嚴(yán)重后果。
3、要嚴(yán)格按照產(chǎn)品說明書上的相關(guān)要求,進(jìn)行設(shè)備連接,保證接入的火線、零線、地線符合要求,不得隨意改變導(dǎo)線接入的位置和順序,更不能憑印象盲目亂接。一些進(jìn)口產(chǎn)品其交流市電的接入方式與國(guó)內(nèi)產(chǎn)品不同,同時(shí),還要注意三相電源的相序問題。
4、UPS電源在關(guān)閉和開啟時(shí),其內(nèi)部電路要對(duì)輸入電源進(jìn)行檢測(cè),以確定工作方式。所以,切勿頻繁的開啟和關(guān)閉UPS電源。一般按要求關(guān)閉UPS電源后,至少等待約10秒鐘后再從新開啟,過早開啟,會(huì)出現(xiàn)即無市電輸出也無逆變輸出的“啟動(dòng)失敗”狀態(tài)。
5、UPS電源的日常維護(hù)要跟上,要定期除塵,并注意觀察設(shè)備與外部接線是否有松動(dòng)及過熱現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。要定期檢測(cè)蓄電池組的單體電池電壓,更換不合乎要求的單體電池。檢查散熱風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)情況及進(jìn)行各項(xiàng)電氣參數(shù)的測(cè)量和調(diào)節(jié)等。
ups電源篇2
【關(guān)鍵詞】UPS；發(fā)電機(jī)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(fù)載所致。當(dāng)電流流經(jīng)非線性負(fù)載時(shí)，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(huì)影響表計(jì)的計(jì)量精度，使精密電子設(shè)備會(huì)被嚴(yán)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(huì)增加，溫升增加。最后，諧波會(huì)造成繼電保護(hù)機(jī)構(gòu)誤動(dòng)或拒動(dòng)。
2、UPS產(chǎn)生的諧波對(duì)電網(wǎng)及發(fā)電機(jī)組的危害
在空管系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、雷達(dá)等設(shè)備對(duì)交流電源的要求最高，屬于特別重要的一級(jí)負(fù)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(gè)大的電磁發(fā)射源，在為所保護(hù)的負(fù)載提供持續(xù)電能的同時(shí)，自身又會(huì)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(yán)重畸變，呈脈沖狀，這樣勢(shì)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(duì)電網(wǎng)的危害
脈沖狀的輸入電流，含有大量諧波，造成對(duì)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危涣硪环矫?，?huì)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(duì)發(fā)電機(jī)組的危害
⑴降低發(fā)電機(jī)組的帶載能力：由于發(fā)電機(jī)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(jī)組帶非線性負(fù)載時(shí)，會(huì)發(fā)生各種不兼容的問題。其原因是非線性負(fù)載向發(fā)電機(jī)組反射大量的高次諧波，其中以5次和11次諧波對(duì)發(fā)電機(jī)組的危害最嚴(yán)重。這些諧波會(huì)消耗大量的無功功率，從而使發(fā)電機(jī)組帶載能力下降，輸入電壓波形畸變?cè)龃蟆?span style="display:none">YZy萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
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(dòng)，造成發(fā)電機(jī)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(fù)載穩(wěn)定的情況下，發(fā)電機(jī)組輸出電流大范圍擺動(dòng)，而且這種擺動(dòng)無法調(diào)整。
3、頻率漂移對(duì)UPS和發(fā)電機(jī)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(dāng)旁路電源由發(fā)電機(jī)組提供時(shí)，頻率會(huì)發(fā)生快速變化。當(dāng)頻率變化超出于先設(shè)定的極限值時(shí)，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(shí)工作，頻率漂移時(shí)不工作，如此以來，就會(huì)造成頻繁的放電循環(huán)，將大大縮短電池壽命。更嚴(yán)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(jī)組機(jī)械磨損
頻率漂移導(dǎo)致UPS整流器時(shí)而工作，時(shí)而不工作的頻繁切換的狀態(tài)，加速了機(jī)械磨損，甚至損壞機(jī)組部件。
4、如何解決UPS與發(fā)電機(jī)組兼容性
4.1發(fā)電機(jī)組的選擇。不同的勵(lì)磁方式和適當(dāng)?shù)钠ヅ涔β视兄趯l(fā)電機(jī)組和UPS配合時(shí)出現(xiàn)的問題最小化。發(fā)電機(jī)組的選擇可以從以下兩方面考慮。
（1）發(fā)電機(jī)組的輸出功率。
發(fā)電機(jī)組的功率與UPS的功率并不是簡(jiǎn)單的一對(duì)一關(guān)系，還必須考慮UPS電池充電所需功率，UPS的整機(jī)效率，UPS整流器引起的諧波電流失真等，都需要適當(dāng)增加發(fā)電機(jī)組的功率。UPS的整流器對(duì)頻率漂移更加敏感，這也需要增大發(fā)電機(jī)功率。所以一般選擇發(fā)電機(jī)功率是UPS功率的2倍以上。
（2）發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁工作方式。
發(fā)電機(jī)組分為自勵(lì)式和永磁式（PMG）兩種。這兩種發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁方式的根本區(qū)別是：自勵(lì)式從發(fā)電機(jī)組的電樞繞組給調(diào)壓器AVR同時(shí)提供功率和信號(hào)源；而永磁式從永磁發(fā)電機(jī)電樞繞組給調(diào)壓器AVR提供功率，與同步發(fā)電機(jī)組電樞繞組的電勢(shì)波形畸變無關(guān)。
因此自勵(lì)式發(fā)電機(jī)組的調(diào)壓器AVR受非線性負(fù)載的影響比較明顯。但由于現(xiàn)在的發(fā)電機(jī)組幾乎全部采用自勵(lì)式的勵(lì)磁方式，所以UPS功率與發(fā)電機(jī)組功率之比至少為1：（2～2.5），但仍不能排除發(fā)電機(jī)組不受UPS影響。
4.2UPS的選擇。UPS整流方式的不同以及對(duì)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(dá)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(duì)電網(wǎng)的諧波污染。如下圖所示：
（2）因?yàn)檩斎腚妷号c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(jī)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(dòng)。
（4）整流輸出直流電壓波紋小，可延長(zhǎng)續(xù)電池壽命。
5、“發(fā)電機(jī)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(dòng)范圍大的應(yīng)用條件，需要在備用發(fā)電機(jī)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(huì)對(duì)輸入諧波特性和頻率產(chǎn)生任何實(shí)質(zhì)性的影響。而且采用電力穩(wěn)壓器還會(huì)產(chǎn)生負(fù)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(duì)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(dòng)。從目前來看，電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)組的輸出電壓相當(dāng)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(dāng)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(jī)組+電力穩(wěn)壓器+UPS電源”供電系統(tǒng)不僅毫無必要，還會(huì)增加故障點(diǎn)，引起負(fù)面影響，增加系統(tǒng)成本。所以，使用“發(fā)電機(jī)組+UPS電源”就完全可以滿足用戶需求。
6、結(jié)束語
ups電源篇3
關(guān)鍵詞:電視機(jī)房;UPS;設(shè)計(jì);維護(hù)
隨著科技的進(jìn)步，電視事業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)電視供電系統(tǒng)的安全性、可靠性提出了更高的要求。而市電網(wǎng)中普遍存在著意外斷電、過壓、欠壓、浪涌、頻率的波動(dòng)等，這些都會(huì)對(duì)電視臺(tái)節(jié)目制作、播出、傳輸產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此在電視機(jī)房配備UPS即不間斷電源顯得極為重要。
一、UPS電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
1、 UPS電源的分類
UPS(Uninterruptible Power System)是一種含有儲(chǔ)能裝置，它主要由整流器、逆變器和蓄電池等組成，按其工作方式一般可分為三類:后備式、在線式和在線互動(dòng)式。UPS電源具有良好的穩(wěn)壓功能，當(dāng)市電電網(wǎng)瞬間斷電或停電時(shí)，UPS電源能自動(dòng)將蓄電池儲(chǔ)存的直流電逆變?yōu)榻涣麟娎^續(xù)向負(fù)載供電。
后備式UPS電源在市電正常供電時(shí)，市電通過交流旁路通道直接向負(fù)載供電，此時(shí)主機(jī)上的逆變器不工作，只是在市電停電時(shí)，才由蓄電池供電，經(jīng)逆變器驅(qū)動(dòng)負(fù)載。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，轉(zhuǎn)換時(shí)間較長(zhǎng)。
在線式UPS電源在市電正常時(shí)，它首先將交流變成直流電，然后進(jìn)行脈寬調(diào)制、濾波，再將直流電重新變成交流電源向負(fù)載供電，并同時(shí)給蓄電池充電;一旦市電中斷，立即改為蓄電池逆變器對(duì)負(fù)載供電，保證負(fù)載連續(xù)不斷地穩(wěn)定工作，因此，在線式UPS電源輸出的是與市電網(wǎng)完全隔離的純凈的正弦波電源，大大改善了供電的質(zhì)量，保護(hù)了負(fù)載安全、有效的工作。
在線互動(dòng)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。當(dāng)市電在規(guī)定電壓范圍內(nèi)時(shí)，不作調(diào)節(jié)直接輸出到用電設(shè)備，如同一臺(tái)后備式UPS;當(dāng)市電高于或低于正常范圍時(shí)，啟動(dòng)升壓或降壓功能，并且不使用蓄電池供電，直到市電過低、過高而不可調(diào)或市電停電時(shí)，才使用蓄電池供電。
2、UPS電源容量(功率)的選擇
各種品牌的UPS電源一般都是以視在功率為其額定容量，單位是VA(伏安)。而電視機(jī)房設(shè)備的總功率一般是以有功功率標(biāo)注，其單位是W(瓦)。因此，在計(jì)算時(shí)要把UPS電源標(biāo)注容量換成有功功率(有功功率=視在功率×功率因數(shù))。UPS電源輸出功率因數(shù)一般為0.8。UPS電源容量要根據(jù)設(shè)備負(fù)載情況確定，合理的UPS電源負(fù)載應(yīng)當(dāng)是其額定功率的25%～80%。有時(shí)，為給將來擴(kuò)容留有余地，選用容量大一點(diǎn)的UPS電源，但當(dāng)前負(fù)載是不應(yīng)小于額定有功功率的25%，如果負(fù)載太小，電池不能充分放電，對(duì)電池的維護(hù)不利。
3、UPS電源蓄電池容量的配置
蓄電池容量選擇要根據(jù)蓄電池實(shí)際放電電流和所要求的備用時(shí)間來決定。選擇蓄電池的容量，先計(jì)算出要求放電電流的電流值，然后根據(jù)蓄電池生產(chǎn)廠家提供的放電特性曲線和用戶要求的備用時(shí)間進(jìn)行選擇。
蓄電池最大放電電流值按下式計(jì)算:
Imax=P×cosα/(η×N×E)。
式中，Imax——蓄電池最大放電電流值;
P——UPS額定輸出功率;
cosα——UPS負(fù)載功率因數(shù);
η——UPS逆變器效率;
N——蓄電池組的12V單體蓄電池個(gè)數(shù);
E——放電時(shí)單體蓄電池的臨界放電電壓(12V蓄電池的臨界放電電壓取10V)。
放電電流計(jì)算。由于在放電過程中，蓄電池的放電電流是變化的，蓄電池剛放電時(shí)的電流值明顯小于Imax，根據(jù)蓄電池的放電狀態(tài)，一般取0.75作為校正因數(shù)。蓄電池實(shí)際所需的放電電流I=0.75Imax。
蓄電池容量計(jì)算。計(jì)算出蓄電池實(shí)際所需的放電電流值后，再根據(jù)所要求的備用時(shí)間按照蓄電池生產(chǎn)廠家所提供的蓄電池放電特性曲線找出要求蓄電池提供放電速率，按下式計(jì)算出要求配置的蓄電池容量:C(AH)=蓄電池實(shí)際所需放電電流(A)/蓄電池放電速率(I/H)。計(jì)算出蓄電池的容量后，再根據(jù)電源的直流電壓確定蓄電池的型號(hào)和連接方式，最后確定電池的個(gè)數(shù)和電池柜的尺寸及數(shù)量。
4、配線選擇
合理選擇配線是很重要的，線徑太細(xì)，電流太大，容易發(fā)熱而引起火災(zāi);線徑太粗，則造成浪費(fèi)。根據(jù)金屬導(dǎo)線的電氣特性，一般多股銅芯線容量為6A/mm2，鋁線容量為4A/mm2。
5、選擇品牌
在購買UPS電源時(shí)，應(yīng)主要考慮下列因素:輸入電壓范圍、輸出電壓范圍、輸出頻率范圍、旁路逆變零切換以及抗突波、干擾、諧波失真的能力，另外，售后服務(wù)也很重要。大量實(shí)踐證明，如果UPS電源輸出端的零線對(duì)地線的“干擾”電位過高，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通訊的誤碼率增高，如果使用高頻機(jī)型，由于高頻輻射，它會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)造成影響，因此選型時(shí)應(yīng)考慮這些問題。
二、UPS電源維護(hù)
為提高電視系統(tǒng)的可靠性，除科學(xué)設(shè)計(jì)和安裝UPS電源外，還要做到正確的使用及良好的維護(hù)。
1、浮充電壓的設(shè)置對(duì)電池的壽命具有相當(dāng)?shù)挠绊憽Ｈ藶樘岣吒〕潆妷簩?duì)蓄電池有害無益。實(shí)驗(yàn)證明，蓄電池的浮充電壓設(shè)置偏高或偏低均會(huì)使其壽命顯著降低。浮充電壓過高，會(huì)引起電池正極腐蝕，電解液中的水被大量分解為氫和氧溢出，造成容量下降甚至損壞;浮充電壓過低，會(huì)使電池充電不足和電極硫酸鹽化。浮充電壓應(yīng)嚴(yán)格按廠家說明書來設(shè)定。定期在線測(cè)量各電池端電壓，當(dāng)各單體電池壓差過大時(shí)，要進(jìn)行均充。
2、如果長(zhǎng)時(shí)間不停電，應(yīng)每間隔3個(gè)月左右關(guān)閉市電，讓UPS電池對(duì)負(fù)載放電一次，以保證電池的活性。電池如果長(zhǎng)期沒有放電，不僅會(huì)因硫化而降低容量，還會(huì)造成UPS省池瞬間不能輸出足夠大的電流使負(fù)載掉電。一般人為放電只需放出電池組額定容量的30%-50%即可。在放電過程中應(yīng)避免過大或極小電流放電，放電電壓不得低干蓄電池的終止電壓，避免電池深度放電。
3、UPS電源應(yīng)安裝在清潔、陰涼、通風(fēng)、干燥的地方，最好環(huán)境溫度保持在20℃～25℃之間。溫度過低，蓄電池實(shí)際可釋放的容量將大大減少;溫度過高，蓄電池的使用壽命將大大縮短。
三、結(jié)束語
總之，伴隨著電視事業(yè)的不斷發(fā)展，UPS電源的使用范圍將越來越大，數(shù)量越來越多，UPS電源在各個(gè)系統(tǒng)的重要性也是顯而易見的，所以對(duì)UPS電源的維護(hù)不論是從管理的角度出發(fā)還是維護(hù)方式的選擇都是十分必要的。只要對(duì)UPS電源進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)、正確的使用、認(rèn)真的維護(hù)，才能使其在廣播電視領(lǐng)域發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
參考文獻(xiàn)
[1]大型UPS系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn) 《電力自動(dòng)化設(shè)備》2005年04期
ups電源篇4
關(guān)鍵詞：UPS電源；廣播電視播出系統(tǒng)；應(yīng)用
國(guó)內(nèi)很多的電臺(tái)都是使用的非編制作以及硬盤播出系統(tǒng)，由于存在較多的硬件組成，使得對(duì)電壓的要求變得苛刻起來，尤其是在穩(wěn)定性上要求極高。假若電源不穩(wěn)定，那么就會(huì)出現(xiàn)電壓的不斷波動(dòng)，乃至于經(jīng)常性的斷電，這對(duì)于設(shè)備的傷害是很大的。有鑒于此，更需要使用UPS電源系統(tǒng)，進(jìn)而來實(shí)現(xiàn)供電方面的目標(biāo)。
1UPS電源概述
UPS電源指的就是不斷電電源系統(tǒng)，這是一種備用的電源系統(tǒng)，也就是在城市供電突然中斷之后，其能夠迅速為設(shè)備提供電能，其動(dòng)力來源就是電池組。我們都知道電子元器件的響應(yīng)速度是極快的，這就能夠?qū)崿F(xiàn)斷電之后，在四到八毫秒內(nèi)能夠繼續(xù)供電。
1.1UPS的分類
（1）根據(jù)輸入/輸出方式，可分為單相輸入/單相輸出UPS、三相輸入/單相輸出UPS和三相輸入/三相輸出UPS。小功率UPS都采用單相輸入/單相輸出方式，而中、大功率UPS多采用三相輸入/單相輸出和三相輸入/三相輸出方式。（2）按輸出容量，可分為微型UPS（輸出功率小于或等于1kVA）、小型UPS（輸出功率大于1kVA而小于5kVA）、中型UPS（輸出功率大于5kVA而小于或等于30kVA）、大型UPS（輸出功率大于30kVA而小于或等于100kVA）以及超大型UPS(100kVA以上)。（3）按UPS的設(shè)計(jì)電路工作頻率可分為工頻機(jī)和高頻機(jī)。工頻機(jī)是在之前的模擬電路原理之上發(fā)展而來的，其組成部件有可控硅SCR整流器、IGBT逆變器、旁路和工頻升壓隔離變壓器?？紤]到其中部件都使用的工頻50Hz，因此也被稱作工頻UPS。高頻機(jī)核心部件有IGBT高頻整流器、電池變換器、逆變器和旁路。IGBT的作用就是實(shí)現(xiàn)通斷，常見的IGBT整流器開關(guān)頻率都是在一百KHz以下的，但是也有數(shù)百KHz，這是工頻機(jī)所不能相比的，故而，它又被稱為UPS。此外，還要介紹一下在線熱插拔技術(shù)，其最大的特點(diǎn)就是能夠滿足在線情況下的更替、維護(hù)，這在維修難度上也是一種削減，能夠做到零停機(jī)作業(yè)。
1.2UPS的電路結(jié)構(gòu)和工作原理
（1）主要組成部分?？紤]到UPS功能上的差異，其在主電路結(jié)構(gòu)乃至于內(nèi)在原理上都是有很大不同的，不過，通常都有以下成分。城市供電供應(yīng)的都是交流電，但是在經(jīng)過整流充電器-整流充電器之后，其就能變成直流電，系統(tǒng)中含有諸多直流電設(shè)備，比如逆變器和蓄電池都是需要直流供電的，它的質(zhì)量的優(yōu)良程度將直接左右UPS的輸入指標(biāo)。1）據(jù)了解，可控硅整流器-可控硅整流器基本有以下特點(diǎn)，首先就是具有極大的輸出容量，穩(wěn)定性優(yōu)良，工作頻率不高，濾波器具有比較小的空間占比，但是噪音很大，常運(yùn)用于輸入電壓不高，但功率比較大的UPS。2）二極管與IGBT組合型整流器-二極管與IGBT組合型整流器具有很高的工頻，它的功率因子修正能力較高，不會(huì)發(fā)出大的噪聲，穩(wěn)定性好，常使用在功率比較小的UPS上。3）上文說到系統(tǒng)會(huì)將城市供應(yīng)的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，而逆變?逆變器則是再將這些直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，它質(zhì)量的好壞將直接決定UPS的輸出情況。IGBT逆變器一般都會(huì)超過20kHz，濾波器一般都有比較小的空間占比，噪音不高，穩(wěn)定性優(yōu)良。4）為了確保UPS系統(tǒng)的可靠性，就會(huì)使用到旁路開關(guān)-旁路開關(guān)，其存在的意義就是能夠抵抗線路中的瞬時(shí)過載，甚至于短路電流都是能夠應(yīng)對(duì)的。5）蓄電池-蓄電池的作用就是在城市中斷供電的時(shí)候，能夠提供備用的電能。在一般工況下，也就是正常的城市供電時(shí)，充電器帶來的電能會(huì)轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，儲(chǔ)存在設(shè)備中；如果供電中斷，那么這部分能量就會(huì)逆向轉(zhuǎn)化回去，逆變器又會(huì)得到電能。
2UPS電源系統(tǒng)的管理和維護(hù)
在進(jìn)行UPS電源管控時(shí)，一般都會(huì)調(diào)設(shè)設(shè)備監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控和視頻監(jiān)控三大模塊，借助逐級(jí)管控來實(shí)現(xiàn)UPS電源的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。通過操控網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)，相關(guān)執(zhí)勤人員能夠精準(zhǔn)的了解室內(nèi)情況，乃至于電源的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，采集電源在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的相關(guān)數(shù)據(jù)，參照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行剖析，假如發(fā)現(xiàn)異動(dòng)，就必須要在最短的時(shí)間內(nèi)將其解決，將危險(xiǎn)扼殺在搖籃之中。UPS電源的護(hù)養(yǎng)，可以在多個(gè)層面上進(jìn)行分析：首先是關(guān)注電池的擇取。如果預(yù)算比較充足，建議擇取免維護(hù)電池，此類電池性能優(yōu)良，不易出錯(cuò)。此外，還可以擇取具有較大容量的UPS電源系統(tǒng)，再者是定期充放電，技術(shù)人員每過一到兩個(gè)月，都會(huì)進(jìn)行一次徹底的充放電，不過，為了防止發(fā)生過度放電，可以根據(jù)電池自身特性來制定放電時(shí)間。最后是落實(shí)環(huán)境控制。一般情況下，電池廠家建議將使用溫度控制在二十到二十五攝氏度之間。溫度如果稍微上升，那么電池放電能力就會(huì)得到加強(qiáng)，這時(shí)使用壽命就會(huì)減小。如果環(huán)境溫度超過二十五度，那么每過十度，使用壽命就會(huì)銳減一半。故而，廠家建議在機(jī)房中安裝空調(diào)，同時(shí)鋪設(shè)相應(yīng)的通風(fēng)系統(tǒng)，旨在將溫度調(diào)控在二十到二十五攝氏度之間，以此確保電池的使用壽命。
3總結(jié)
ups電源篇5
UPS的主要作用就是針對(duì)電網(wǎng)干擾，可歸納為四個(gè)方面：
（1）雙路電源之間的無間斷相互切換。
（2）隔離作用：將瞬間間斷、諧波、電壓波動(dòng)、頻率波動(dòng)以及電壓噪聲等電網(wǎng)干擾阻擋在負(fù)載之前。
（3）電壓變換作用、頻率變換作用。
（4）提供一定的后備時(shí)間：UPS帶有電池，儲(chǔ)存一定的能量，一方面在電網(wǎng)停電或發(fā)生間斷時(shí)繼續(xù)供電一段時(shí)間來保護(hù)負(fù)載；另一方面在UPS的整流器發(fā)生故障時(shí)使用戶有時(shí)間來保護(hù)負(fù)載。
UPS系統(tǒng)的運(yùn)行模式可分為：正常供電模式、旁路模式、電池模式和維修模式。其工作原理：將供電質(zhì)量較差的廠用電源首先經(jīng)整流裝置變換成直流電源，一路經(jīng)充電模塊向蓄電池充電，另一路通過逆變裝置重新將直流電源變成純正的高質(zhì)量的正弦波電源向負(fù)載供電。當(dāng)交流工作電源消失或整流裝置等元器件故障時(shí)，由蓄電池組經(jīng)電池開關(guān)向逆變裝置供電。當(dāng)逆變裝置故障輸出電壓異?；蜻^載時(shí)，則切換到自動(dòng)旁路開關(guān)由廠用電直接向負(fù)載供電。UPS還提供手動(dòng)維修開關(guān)，用于UPS因維護(hù)而需要關(guān)機(jī)時(shí)，由維修旁路電源通過手動(dòng)維修開關(guān)直接給重要負(fù)載供電。
我單位采用的DCS系統(tǒng)有霍尼韋爾PKS、橫河CS3000、ABB等系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)裝置的工藝操作、監(jiān)視、自動(dòng)控制、聯(lián)鎖保護(hù)、數(shù)據(jù)采集和生產(chǎn)管理。為了保證DCS控制系統(tǒng)長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行，使用了德國(guó)艾默生生產(chǎn)的UPS，并根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，采用了雙交流電進(jìn)單UPS供電方式和雙交流進(jìn)雙UPS并機(jī)供電方式，來為DCS系統(tǒng)提供可靠供電。
一、 雙交流進(jìn)線單UPS接線
雙交流電進(jìn)線單UPS供電接線，正常情況下由電氣一段交流電輸入與電氣二段交流輸入同時(shí)進(jìn)入雙電源切換裝置向UPS供電，當(dāng)電氣一段交流輸入有故障時(shí)，由雙電源切換裝置自動(dòng)切換到電氣二段交流輸入向UPS供電。UPS正常工作狀態(tài)下，按“電氣一段交流電輸入—整流—逆變—負(fù)載”的運(yùn)行方式工作；當(dāng)整流器模塊有故障時(shí)，按“蓄電池—逆變—負(fù)載”的運(yùn)行方式工作；當(dāng)蓄電池放電完畢以后自動(dòng)切換到由自動(dòng)旁路開關(guān)向負(fù)載直接供交流電；當(dāng)逆變器模塊有故障時(shí)，按“電氣一段交流電輸入—自動(dòng)旁路開關(guān)—負(fù)載”的運(yùn)行方式直接向負(fù)載供廠用電；當(dāng)UPS有嚴(yán)重的故障需維修或更換時(shí)，按“電氣一段交流電輸入—手動(dòng)維修旁路開關(guān)”的運(yùn)行方式向負(fù)載供廠用電，這時(shí)UPS被短接，可以交出檢修或更換，而不影響負(fù)載的正常供電。
二、雙交流進(jìn)線雙UPS并機(jī)供電方
雙交流電進(jìn)雙UPS并機(jī)供電方式，正常情況下由電氣一段交流電輸入與電氣二段交流輸入同時(shí)進(jìn)入雙電源切換裝置分別向兩臺(tái)UPS供電，。在雙UPS并機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，兩臺(tái)UPS對(duì)DCS系統(tǒng)電源冗余板供電，來實(shí)現(xiàn)DCS系統(tǒng)供電回路的冗余，當(dāng)電氣一段交流輸入有故障時(shí)，由雙電源切換裝置自動(dòng)切換到電氣二段交流輸入向UPS供電。當(dāng)一臺(tái)UPS發(fā)生故障時(shí)，則由另一臺(tái)UPS來實(shí)現(xiàn)對(duì)DCS系統(tǒng)的供電。這種并機(jī)雙UPS系統(tǒng)的平均無故障時(shí)間是單機(jī)系統(tǒng)的4-5倍，從而大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。
三、UPS使用注意事項(xiàng)
1.UPS在選配上要留一定余量。即用戶的負(fù)載量占UPS輸出功率的60%～70%為宜
2.市電輸入零、火線上需安裝雙極聯(lián)動(dòng)斷路器，以便緊急情況時(shí)能迅速切斷電源。
3.正確的開機(jī)關(guān)機(jī)順序應(yīng)該是先打開UPS給它供電，然后再打開各個(gè)負(fù)載，這樣可以避免啟動(dòng)時(shí)瞬間的電流沖擊給UPS造成的損害，在關(guān)機(jī)時(shí)的順序正好相反應(yīng)該先關(guān)閉各個(gè)負(fù)載最后關(guān)閉UPS。在市電中斷由UPS供電時(shí)，應(yīng)該盡量減小UPS所帶負(fù)荷，并對(duì)生產(chǎn)操作系統(tǒng)做好停車準(zhǔn)備。
4.UPS運(yùn)行過程中的溫度控制，因使UPS運(yùn)行過程中溫度范圍控制在20℃～25℃內(nèi)，以延長(zhǎng)UPS蓄電池的使用壽命。
5.外接電池組至UPS的距離盡量短，導(dǎo)線的截面積應(yīng)盡量大，以增大導(dǎo)線的導(dǎo)電量，減少線路上的電能損耗，尤其是大電流工作時(shí)，線路上的損耗更不可忽視。
6.每半年對(duì)UPS電源除塵，對(duì)于預(yù)防UPS內(nèi)部灰塵堆積、防治UPS電源故障，保障DCS系統(tǒng)供電安全，有著十分重要的意義
四、UPS的日常維護(hù)及一般故障處理
1.日常維護(hù)
1.1每天查看UPS操作顯示屏，確認(rèn)UPS電源的運(yùn)行狀態(tài)模擬指示燈是否在正常運(yùn)行狀態(tài)，在UPS電源的顯示屏查看電池的浮充電壓、UPS的輸出電壓、電流，并作好記錄，與以前數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如數(shù)據(jù)變化比較大，則應(yīng)及時(shí)查明原因。
1.2用耳聽UPS電源是否有異常響動(dòng)，主要是功率模塊及隔離輸出變壓器的冷卻風(fēng)扇，以及變壓器是否有異常的震動(dòng)聲音。
1.3檢查UPS周圍無任何東西妨礙前、后、側(cè)面板及機(jī)箱底部的通風(fēng)，定期清潔UPS，確保電源風(fēng)扇運(yùn)行正常，排風(fēng)口有無堵塞現(xiàn)象，確認(rèn)有風(fēng)從UPS后面板出風(fēng)口吹出。
2.一般故障處理
當(dāng)UPS電源出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，首先應(yīng)看清顯示面板上的狀態(tài)指示燈及液晶顯示屏的提示。UPS具有自診斷功能，一旦出現(xiàn)故障會(huì)通過狀態(tài)指示燈、液晶顯示屏提供故障類型、故障時(shí)間等信息。根據(jù)不同的故障類型進(jìn)行進(jìn)行相應(yīng)的處理。UPS運(yùn)行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)以下幾種故障。
2.1交流電故障，也就是交流輸入停電或出現(xiàn)大范圍的波動(dòng)，UPS出現(xiàn)該告警時(shí)，同時(shí)出現(xiàn)電池放電告警信息，此時(shí)UPS面板狀態(tài)指示燈的交流輸入燈熄滅，電池放電燈亮。處理辦法首先要確定是否交流廠用電故障，檢查UPS輸入開關(guān)是否跳閘、保險(xiǎn)是否熔斷。如確為廠用電故障，在不知道恢復(fù)時(shí)間的情況下，把不重要的負(fù)載切除，以保證重要負(fù)載的不間斷供電。
2.2逆變器故障，出現(xiàn)該報(bào)警的同時(shí)，出現(xiàn)自動(dòng)旁路開關(guān)帶載告警，首先確認(rèn)在面板上是否同時(shí)出現(xiàn)逆變器超載報(bào)警，如有，查看液晶顯示屏上的輸出電流，如超過額定電流，則關(guān)閉不重要的負(fù)荷，直到輸出電流小于額定輸出電流，然后按復(fù)位鍵消除報(bào)警后，重新啟動(dòng)逆變器并輸出。如沒有超載報(bào)警信號(hào)，說明逆變器不是因?yàn)闆_擊電流而保護(hù)關(guān)閉，而是IGBT器件或驅(qū)動(dòng)控制有故障，應(yīng)及時(shí)通知廠家進(jìn)行維修。
2.3旁路失效，出現(xiàn)該報(bào)警信號(hào)時(shí)，一般應(yīng)同時(shí)出現(xiàn)逆變器不同步報(bào)警信號(hào)。這表明輸入的廠用電的電壓、頻率超出設(shè)定范圍，但滿足整流器要求，這時(shí)逆變器自起振，不再跟蹤旁路。這時(shí)不能再起動(dòng)大容量負(fù)荷，以免沖擊逆變器。
2.4蓄電池電壓偏低，出現(xiàn)該報(bào)警信號(hào)時(shí)，應(yīng)首先檢查充電電路輸入輸出電壓是否正常，若輸入充電電路正常，輸出不正常，斷開蓄電池再測(cè)，若仍不正常則為充電電路故障； 若斷開蓄電池后充電電路輸入、輸出均正常，則說明蓄電池已因長(zhǎng)期未充電、過放或已到壽命期等原因而損壞需更換。
ups電源篇6
【關(guān)鍵詞】UPS；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；數(shù)據(jù)中心
1.引言
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的日新月異，不同類型的UPS系統(tǒng)相繼出現(xiàn)，其特性也千差萬別。UPS系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)中心的電源保障，無疑對(duì)數(shù)據(jù)安全起著至關(guān)重要的作用。通常，人們普遍熟知的只有后備式UPS和在線式UPS兩種類型。對(duì)其它類型的UPS相知甚少。
2.數(shù)據(jù)中心部署UPS的必要性
2.1 UPS的概念
UPS（Uninterruptible Power Supply），不斷電電源供應(yīng)器，它可以保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在停電之后繼續(xù)工作一段時(shí)間以使用戶能夠緊急存盤，不致因停電而影響工作或丟失數(shù)據(jù)。構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)中心機(jī)房的供電可靠性已經(jīng)成為關(guān)鍵，而機(jī)房的可靠供電又是重中之重，UPS就是為了解決不間斷供電而設(shè)置的。UPS的三大基本功能：穩(wěn)壓、濾波和不可間斷。在市電供電時(shí)，它是穩(wěn)壓器和濾波器的作用，以消除或削弱市電的干擾，保證設(shè)備正常的工作[1]。
2.2 斷電對(duì)數(shù)據(jù)中心設(shè)備的危害
可能由于閃電原因?qū)е庐?dāng)?shù)氐淖儔浩鞒霈F(xiàn)故障，或者市電的電網(wǎng)供電中斷，這時(shí)必須采取某些措施來保護(hù)數(shù)據(jù)中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)，以防止它們受到硬關(guān)機(jī)的損害，或者由于驟然斷電導(dǎo)致硬盤的損傷。在發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間斷電時(shí)，造成數(shù)據(jù)出錯(cuò)的一個(gè)可能的原因是應(yīng)用程序或操作系統(tǒng)在處理數(shù)據(jù)時(shí)被異常中止。這不僅會(huì)給動(dòng)態(tài)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)、文檔或者關(guān)鍵的文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（如文件分配表）造成影響。而當(dāng)電力恢復(fù)時(shí)，由于操作系統(tǒng)或應(yīng)用程序會(huì)試圖重建出錯(cuò)的表或執(zhí)行其他恢復(fù)操作，直接導(dǎo)致系統(tǒng)的“恢復(fù)時(shí)間”延長(zhǎng)。
3.UPS電源系統(tǒng)的類型及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
3.1 后備式UPS
個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通常采用后備式UPS。
這種類型的UPS電源系統(tǒng)，電池到交流電源的轉(zhuǎn)換開關(guān)設(shè)置為選擇濾波后的交流輸入作為主電源，一旦主電源出現(xiàn)故障，就會(huì)切換到電池/逆變器作為備用電源。一旦發(fā)生這種情況，轉(zhuǎn)換開關(guān)必須進(jìn)行操作，將負(fù)載切換到電池/逆變器備用電源上。逆變器只在電源出現(xiàn)故障時(shí)才啟動(dòng)，因此稱作“后備式”。
這種設(shè)計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)是效率高、尺寸小和成本低。如果采用適宜的濾波電路和浪涌保護(hù)電路，這些系統(tǒng)還可以提供適當(dāng)?shù)脑肼曔^濾和浪涌抑制功能。
3.2 在線互動(dòng)式UPS
小型企業(yè)、網(wǎng)站、部門服務(wù)器大多采用線互動(dòng)式UPS。
這種類型的UPS電源系統(tǒng)，電池到交流電源的轉(zhuǎn)換器（逆變器）始終連接到UPS的輸出端。如果在輸入交流電源正常時(shí)反向操作逆變器，就會(huì)給電池充電。一旦輸入電源出現(xiàn)故障，轉(zhuǎn)換開關(guān)就會(huì)打開，并通過電池向UPS輸出端供電[2]。
與后備式UPS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相比，由于逆變器始終打開且與輸出端保持連接，這種設(shè)計(jì)進(jìn)一步增強(qiáng)了濾波效果，并降低了轉(zhuǎn)換瞬態(tài)過電壓。
3.3 后備式-鐵磁共振式UPS
在先前，功率范圍3-15 kVA的應(yīng)用領(lǐng)域中，后備式-鐵磁共振式UPS使用最廣泛的，但現(xiàn)在已不在普片使用。
這種后備式-鐵磁共振式UPS設(shè)計(jì)依賴于一個(gè)特殊的飽和變壓器，該變壓器具有三個(gè)線圈（電源連接）。主電源路徑通過交流輸入電源、轉(zhuǎn)換開關(guān)和變壓器，最后連接輸出端。當(dāng)電源出現(xiàn)故障時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)將打開，逆變器輸出將向負(fù)載供電。
后備式-鐵磁共振式UPS系統(tǒng)不再普遍使用，主要原因是在承載現(xiàn)代計(jì)算機(jī)電源負(fù)載時(shí)，這種系統(tǒng)很不穩(wěn)定。所有大型服務(wù)器和路由器均使用“功率因數(shù)校正”電源，這類電源從市電中只獲取正弦電流（非常類似于白熾燈泡）。獲取這種平穩(wěn)電流是通過電容器（“獲得”適用電壓的設(shè)備）實(shí)現(xiàn)的，鐵磁共振UPS系統(tǒng)采用重型的鐵芯變壓器，這些變壓器具有電感式特性，即電流“滯后于”電壓[3]。這兩種裝置組合起來就形成了“儲(chǔ)能”電路。儲(chǔ)能電路中的共振可能會(huì)產(chǎn)生高電流，而這種電流會(huì)危及所連接的負(fù)載的安全。
3.4 雙轉(zhuǎn)換在線式UPS
10kVA以上功率范圍的電源最常用的UPS類型。
雙轉(zhuǎn)換在線式UPS的結(jié)構(gòu)圖中，除了主電源路徑是逆變器（而非交流主電源）外，其余與后備式設(shè)計(jì)相同。在雙轉(zhuǎn)換在線式設(shè)計(jì)中，輸入交流電發(fā)生故障并不會(huì)激活轉(zhuǎn)換開關(guān)，因?yàn)檩斎虢涣麟娨恢痹诮o備用電池充電，而由備用電池向輸出逆變器供電。所以，在輸入交流電源出現(xiàn)故障時(shí)，無需時(shí)間進(jìn)行在線運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。在這一設(shè)計(jì)中，整流器和逆變器將轉(zhuǎn)換全部的負(fù)載功率。
這種UPS提供了非常理想的供電輸出性能。但功率部件的持續(xù)工作，與其它設(shè)計(jì)方案相比，其降低了可靠性。此外，大型電池充電器獲得的輸入電源通常是非線性的，可能對(duì)建筑供電系統(tǒng)產(chǎn)生干擾或?qū)е聜溆冒l(fā)電機(jī)發(fā)生故。
3.5 Delta轉(zhuǎn)換在線式UPS
這種UPS設(shè)計(jì)是一種較新的設(shè)計(jì)，這種十年前引入的技術(shù)，它克服了雙轉(zhuǎn)換在線式設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)，適用于功率范圍5kVA到1.6MW的應(yīng)用領(lǐng)域。
與雙轉(zhuǎn)換在線式設(shè)計(jì)相似，Delta轉(zhuǎn)換在線式UPS始終由逆變器提供負(fù)載電壓。然而，附加的Delta轉(zhuǎn)換器也向逆變器輸出供電。在交流電源出現(xiàn)故障或受到干擾的情況下，這種設(shè)計(jì)所表現(xiàn)出的行為
與雙轉(zhuǎn)換在線式設(shè)計(jì)完全相同。
在Delta轉(zhuǎn)換在線式設(shè)計(jì)中，Delta轉(zhuǎn)換器具有雙重作用。第一個(gè)作用是控制輸入電力特性。運(yùn)行時(shí)，它的輸入端獲取的電力呈正弦波形，從而最大程度地減少反饋到市電上的諧波。這就確保了市電和發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的兼容性，同時(shí)減少了配電系統(tǒng)中的發(fā)熱和系統(tǒng)損耗[4]。Delta轉(zhuǎn)換器的第二個(gè)作用是控制輸入電流來為電池系統(tǒng)充電提供控制。
Delta轉(zhuǎn)換在線式技術(shù)是目前唯一一種受專利保護(hù)的核心UPS技術(shù)，因此大量的UPS供應(yīng)商還無法應(yīng)用該技術(shù)。在穩(wěn)定的狀態(tài)下，與雙轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)相比，Delta轉(zhuǎn)換器使得UPS能夠以高得多的效率向負(fù)載供電。
4.數(shù)據(jù)中心各種類型UPS特征對(duì)比
目前業(yè)內(nèi)的UPS產(chǎn)品逐漸包括上述各種類型的設(shè)計(jì)，不同UPS類型具有不同的特性，這使得它們能夠適用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域。由于技術(shù)應(yīng)用和生產(chǎn)質(zhì)量對(duì)于UPS可靠性等特性影響很大，基本的設(shè)計(jì)實(shí)施質(zhì)量和制造質(zhì)量對(duì)于客戶在實(shí)際應(yīng)用中所獲得的最終性能起著決定性作用。以表格列出上述UPS的特征比較，如表1所示。
5.結(jié)語
本文比較了目前市場(chǎng)上不同UPS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，可以看出：不同類型的UPS適合不同的用途，沒有一種類型的UPS適合所有的應(yīng)用領(lǐng)域。當(dāng)然除了對(duì)UPS電池備用時(shí)間、成本、尺寸、制造商、輸出插座數(shù)量、可管理性等等考慮之外，UPS的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（內(nèi)部設(shè)計(jì)）影響著UPS在各種環(huán)境中的工作方式，也影響著我們對(duì)購買UPS類型的選擇。
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ups電源篇7
關(guān)鍵詞：在線式UPS 逆變器 保護(hù)電路 維護(hù)
中圖分類號(hào)：TM461 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）04（b）-0132-02
信息技術(shù)的發(fā)展，帶動(dòng)了各行各業(yè)，隨著局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的普遍實(shí)施，多數(shù)單位有了自己的網(wǎng)站和網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)之間又形成互聯(lián)網(wǎng)。因此，對(duì)系統(tǒng)可靠性的要求就提高了，電源是系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)，于是各種容量的UPS都有了用武之地。特別對(duì)于廣播電視行業(yè)“不間斷，高質(zhì)量”的安全播出要求而言，UPS更是是整個(gè)安播系統(tǒng)中常見且尤為重要的設(shè)備之一。本文著重詳細(xì)闡述了我臺(tái)使用的在線式UPS的工作原理，及日常的維護(hù)方法；以期和同行得以交流。
1 概述
UPS（Uninterruptible Power System）是一種專門為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和精密電子器件以及某些需連續(xù)工作的關(guān)鍵設(shè)備而設(shè)計(jì)的不間斷穩(wěn)壓電源。一旦外電停電或電壓過高、過低時(shí)，它可以自動(dòng)切換及時(shí)向設(shè)備提供額定的穩(wěn)壓電源并發(fā)出聲光報(bào)警，起到不間斷供電的作用。由于其具有較高的可靠性，被廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心、銀行清算中心和通存通取網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、證券交易及期貨貿(mào)易系統(tǒng)、民航航管調(diào)度系統(tǒng)、財(cái)稅信息系統(tǒng)、氣象和地震預(yù)報(bào)監(jiān)控系統(tǒng)、衛(wèi)星地面站接收系統(tǒng)等領(lǐng)域。
2 UPS電源的分類
UPS電源可以解決電源斷電、電壓下陷、電源浪涌、減幅振蕩、電源干擾、電源突波、電源波動(dòng)、交換瞬變及諧波失真等因市電電源質(zhì)量差對(duì)終端設(shè)備造成的危害。UPS的分類按工作原理可分為：動(dòng)態(tài)式UPS和靜態(tài)式UPS。靜態(tài)式UPS又可分為：在線式（on-line）UPS和后備式（off-line）UPS。按輸出波形可分為：方波、梯形波和正弦波。如果按技術(shù)性能的優(yōu)劣來排序，其順序?yàn)椋涸诰€式UPS>Delta變換器型UPS>在線互動(dòng)式UPS>后備式正弦波輸出UPS>后備式方波輸出UPS。
下面僅對(duì)近年市場(chǎng)上比較暢銷，應(yīng)用最為廣泛的小型在線式UPS電源作詳細(xì)介紹。
3 小型在線式UPS
如圖1所示，市電電源經(jīng)EM1/RF1濾波器對(duì)來自電網(wǎng)的傳導(dǎo)型電磁干擾和射頻干擾進(jìn)行衰減和處理后，分四路去控制后級(jí)電路的正常運(yùn)行。
（1）直接經(jīng)交流旁路供電通道饋送到轉(zhuǎn)換繼電器的常閉觸電上。
（2）送到具有輸入功率因數(shù)校正控制特性的UPS整流器的輸入端。
（3）經(jīng)充電器對(duì)位于UPS內(nèi)的蓄電池組進(jìn)行浮充充電操作，以便一旦市電供電中斷時(shí)，蓄電池有足夠的能量來支持UPS的正常運(yùn)行。
（4）向UPS的鎖相同步電路送去市電同步跟蹤信號(hào)。
3.1 工作原理
當(dāng)按下位于UPS前面板的開機(jī)啟動(dòng)開關(guān)后，由電池組所提供的高壓直流電源（電池電壓在幾十伏～幾百伏之間）經(jīng)位于UPS內(nèi)部的直流輔助電路進(jìn)行DC/DC交換處理后，產(chǎn)生出這臺(tái)UPS的控制電路和微處理器所需要的低壓直流電源（5 V和12 V），一旦位于UPS內(nèi)部的直流輔助電源被正常的建立起來后，微處理器就會(huì)立即進(jìn)行初始化自檢操作。此后，采用脈寬調(diào)制法控制的整流器、濾波器將不穩(wěn)定的市電電源V0變成幅值穩(wěn)定的直流高壓電源V1送到逆變器電源的直流總線輸出端。當(dāng)市電電源供電正常，在微處理器的調(diào)控下，從DC/DC變換器所送出的另一路直流電源的電壓V3小于從整流濾波器所輸出的直流電源電壓V1，在此條件下，由于二極管D處于反向偏置狀態(tài)，所以，DC/DC直流變換器并不向逆變器提供任何能量，與此同時(shí)，逆變器在微處理器所送的正弦脈寬調(diào)制脈沖的控制下，重新將直流電源V1變成輸出波形非常標(biāo)準(zhǔn)的純正50 Hz正弦波電源V4。由于在UPS的機(jī)內(nèi)配置有由蓄電池組DC/DC直流變換器所組成的后備直流電源供電系統(tǒng)，因此，一旦遇到市電電源故障（輸入電壓過高或過低）或市電供電中斷時(shí)，在微處理的控制下，DC/DC直流變換器將立即投入運(yùn)行，從而將蓄電池相對(duì)較低的直流電壓提升到完全符合逆變器輸入端所要求的電源V1的電平上。利用DC/DC變換，可確保從UPS輸出的逆變器電源永遠(yuǎn)都處于不間斷地向用戶的負(fù)載供電狀態(tài)。
在圖1中，由電壓負(fù)反饋微處理器逆變器電壓負(fù)反饋電路所構(gòu)成的閉環(huán)負(fù)反饋控制電路可確保UPS逆變器向負(fù)載提供穩(wěn)壓精度高達(dá)±0.5%～±1%的穩(wěn)壓電源；當(dāng)市電電源的頻率在UPS的鎖相同步電路所允許的同步窗口（50 Hz±3 Hz）內(nèi)時(shí)，從UPS的逆變器所輸出的逆變器電源與市電電源保持鎖相（頻率、相位）同步關(guān)系的同時(shí)，還要確保逆變器電源不會(huì)出現(xiàn)突變現(xiàn)象。當(dāng)市電電源的頻率超過UPS的鎖相同步電路所允許的同步窗口時(shí)，逆變器電源將不再跟蹤市電電源，將回到UPS電源的本機(jī)振蕩頻率50 Hz。對(duì)于目前的絕大多數(shù)UPS來說，當(dāng)它處于本機(jī)振蕩工作狀態(tài)時(shí)，其穩(wěn)頻精度可達(dá)50 Hz±0.1%以上。
3.2 自動(dòng)保護(hù)功能
為確保UPS的逆變器和電池組等關(guān)鍵部件不至因偶然操作失誤而損壞，需在UPS電源中設(shè)置各種自動(dòng)保護(hù)電路。萬一UPS中的某些元件損壞后，應(yīng)通過自動(dòng)關(guān)機(jī)操作來防止故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。對(duì)于配置在UPS中的自動(dòng)保護(hù)電路的數(shù)量和品種，各生產(chǎn)廠家因設(shè)計(jì)不同而各有差異。然而，無論UPS電源如何設(shè)計(jì)，其中有兩種自動(dòng)保護(hù)電路必不可少。
（1）UPS逆變器輸出過載或短路的自動(dòng)保護(hù)。
對(duì)于小型UPS電源，當(dāng)遇到負(fù)載端出現(xiàn)嚴(yán)重過載甚至短路時(shí)，這個(gè)保護(hù)電路將會(huì)立即將UPS的逆變器電源置于自動(dòng)關(guān)機(jī)狀態(tài)。以防止位于逆變器電源中的晶體管、MOS管或IGBT管等功率放大元件被燒毀。與此同時(shí)，為確保對(duì)用戶負(fù)載的連續(xù)供電，控制電路還將在完成上述操作的同時(shí)，讓UPS電源做一次從逆變器供電市電交流電源供電的切換操作。
（2）電池電壓過低自動(dòng)保護(hù)。
當(dāng)UPS電源遇到市電電源故障或市電供電中斷時(shí)，蓄電池組將立即承擔(dān)起向逆變器提供直流電源的工作。隨著市電故障時(shí)間的延長(zhǎng)，電池組的端電壓將逐漸下降。當(dāng)電池組的端電壓下降到電池電壓過低閥值電平時(shí)，為防止電池因過度放電而損壞，UPS將通過此保護(hù)電路將逆變器置于立即關(guān)機(jī)狀態(tài)，從而達(dá)到停止電池放電的目的。
4 UPS電源的使用與維護(hù)
（1）嚴(yán)禁超負(fù)載使用及過度放電，以免造成逆變器和電池的永久損壞。
（2）對(duì)于經(jīng)常不停電的用戶，應(yīng)每月人為停電一次，對(duì)UPS放電。若發(fā)現(xiàn)蓄電池放電時(shí)電量下降過快或充電時(shí)電量上升太慢，應(yīng)及時(shí)更換蓄電池。
（3）主機(jī)中設(shè)置的參數(shù)在使用中不能隨意改變。特別是對(duì)電池組的參數(shù)，會(huì)直接影響其使用壽命，但隨著環(huán)境溫度的改變，對(duì)浮充電壓要做相應(yīng)調(diào)整。通常以25 ℃為標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)境溫度每升高或降低1 ℃時(shí)，浮充電壓應(yīng)增加18 mV（相對(duì)于12 V蓄電池）。
（4）當(dāng)市電品質(zhì)較差時(shí)，UPS電源的供電方式會(huì)不斷地頻繁切換，此時(shí)應(yīng)適量調(diào)低UPS電源的靈敏度。
（5）執(zhí)行每日例行的巡視檢查：“看”UPS面板各指示燈是否正常；“聽”有無異常聲響；“聞”是否有焦糊氣味。
（6）保持UPS運(yùn)行在20 ℃～25 ℃潔凈、干燥的工作環(huán)境中，確?？諝膺^濾網(wǎng)及散熱裝置無阻塞且運(yùn)行正常。
5 結(jié)語
UPS的使用為我臺(tái)節(jié)傳機(jī)房數(shù)字接收機(jī)、音頻四選一、網(wǎng)管數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等關(guān)鍵設(shè)備高穩(wěn)定、不間斷地運(yùn)行提供了可靠的電源保障，極大地減少和避免了因電源故障引起的停播事故。因此，深入了解和科學(xué)使用、維護(hù)好UPS對(duì)我們的安全播出工作有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
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ups電源篇8
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(guó)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(guó)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(jiǎn)稱，而英文為Uninterruptible Power Supply，基于字面的意思就是當(dāng)電源異常或者中斷時(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(jiǎn)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(zhǎng)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(shì)。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(zhǎng)，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(chǎng)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(cè)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(jiǎn)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(jiǎn)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(cè)與偵測(cè)，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(zhǎng)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?，有助于電池的激活，如長(zhǎng)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(zhǎng)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。
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