一、UPS介紹
不間斷電源UPS(UninterruptiblePowerSupply)不僅在輸入電源中斷時可立即供應電力，在電源輸入正常時，也可對品質(zhì)不良的電源進行穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、抑制浪涌、濾除噪聲、防雷擊、凈化電源、避免高頻干擾等以提供使用者穩(wěn)定純凈的電源，在工業(yè)中應用廣泛。但如果沒有掌握UPS系統(tǒng)的選型、安裝調(diào)試、使用維護的要點，則會使UPS性能下降、壽命縮短，甚至損壞[1]。
UPS可分成離線式、在線式、在線交互式3種[2]。離線式不斷電系統(tǒng)，又稱后備式，平常市電走旁邊的一條路徑(俗稱旁路)直接供電給負載，只有停電時，才由蓄電池經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換為交流電源提供給負載電力。在線式UPS就是平常由逆變器輸出給負載電力，只有UPS故障、過載或過熱時才會轉(zhuǎn)為旁路輸出給負載。在線交互式UPS平常由旁路輸出給負載，逆變器此時做為充電器。當斷電時逆變器則將電池能量轉(zhuǎn)為交流電輸出給負載。
l.1在線式UPS原理
UPS系統(tǒng)主要由UPS主機和蓄電池組兩部分組成。
在線式UPS主要包括:維修旁路、靜態(tài)旁路電路，整流器(AC/DC)，直流變直流轉(zhuǎn)換器(DC/DC),逆變器(DC/AC)，蓄電池充電器及控制、偵測電路[3]。
1.2UPS系統(tǒng)工作原理
a.整流器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電壓。
b.直流直流轉(zhuǎn)換器為一功率因數(shù)校正的倍壓式升壓轉(zhuǎn)換器，校正交流輸入電流與輸入電壓同步;并穩(wěn)定地將電壓提升至約400VDC輸出。此控制電路，使輸入電流能同步于輸入電壓，并且使UPS能承受更寬范圍的輸入電壓。
c.逆變器將直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓輸出，并且與輸入市電同步，本逆變器為一半橋電路。
d.靜態(tài)旁路電路可選擇旁路輸出或逆變器輸出作為UPS輸出的開關，逆變器關閉時以旁路輸出。
e.充電器可接受市電做輸入而轉(zhuǎn)換，適合對電池充電的直流電壓，使電池保持在充滿狀態(tài)。各機種內(nèi)部充電器之最大充電電流約為2.6A。
f.控制電路是偵測各部分控制電路運作。
g.手動旁路開關是用來隔離UPS的整流器、充電器、逆變器和靜態(tài)開關，交流市電直接經(jīng)手動旁路開關及輸出斷路器供電給負載，以便對UPS做維修保養(yǎng)。
h.輸出隔離變壓器提供電氣隔離和多重輸出電壓。當UPS開機時，由輸入交流電源經(jīng)濾波器后分成2路輸出，其中1路輸出送至交流變直流轉(zhuǎn)換器(AC/DC)，轉(zhuǎn)換成直流電后再送給半橋式直流變交流逆變器(DC/AC)，呈交流輸出;另1路作為旁通路徑。一般而言，開機后UPS會進行內(nèi)部自我診斷，若一切正常，旁通開關會選擇逆變器輸出，此種輸出稱為在線式模式輸出。
當輸入市電斷電時，整流器與充電器即不工作，而直流直流轉(zhuǎn)換器工作，將蓄電池的電壓轉(zhuǎn)換至逆變器的輸入端，再轉(zhuǎn)換為交流輸出，即電池模式輸出。
二、UPS選型要點
2.1UPS功率問題
UPS的輸出功率與功率因數(shù)關系密切，在容性負載條件下，UPS的輸出功率可以達到標稱功率;在感性負載條件下，UPS的輸出功率則大大下降。即使在功率因數(shù)為0.8(感性)時，其輸出也只能達到標稱功率的50。UPS的負載，一般都是計算機負載，而計算機負載內(nèi)部電源大都是開關電源，在開關電源負載條件下，瞬時功率很高，但實際平均功率卻很小。故一般UPS在開關電源作負載時，其功率因數(shù)只能達約0.65;而UPS在開關電源作負載時，其功率因數(shù)指標，一般為0.8[4]，按此指標來帶開關電源負載，就有可能損壞UPS設備。因此，選擇UPS的功率時，一定要考慮負載的功率因數(shù)。
后備式方式輸出的UPS不能帶電感性負載，而且負載量在額定負載的約50最好。因為在這種負載條件下，可以消除50Hz主波輸出波形中的3次諧波(150Hz正弦波)分量，減輕開關電源中流過直流濾波電容中的電流，防止濾波電容因長期過流工作而損壞。
2.2UPS輕載運行問題
大多數(shù)UPS在50～100負載時，其效率最高，當負載低于50時，其效率急劇下降。因此，當UPS過度輕載運行時，從經(jīng)濟角度講是不合算的。另外，有的用戶總認為，負載越輕，機器的可靠性就越高，故障率就越低，其實，這種概念并不全面，因為負載輕，雖然可以降低末級功率管被損壞的概率，但對蓄電池卻極其有害，過度輕載運行，一旦市電停電，如果UPS沒有深放電保護系統(tǒng)，有可能造成蓄電池過度深放電，一次深度過放電可能會使蓄電池的使用壽命減少1-2年，甚至造成蓄電池的報廢[5]。
2.3UPS是否須購買電源監(jiān)控軟件問題
當消費者在使用UPS時，可通過電源監(jiān)控軟件掌握UPS狀態(tài)，及對市電的穩(wěn)定度與狀況記錄并提供給相關人員分析。另當市電中斷或蓄電池供電終止時，可自動儲存檔案、關閉系統(tǒng)及關閉UPS等功能。新一代電源監(jiān)控軟件，并具有遠程監(jiān)控UPS及定時開關UPS等功能。
為增加并完整發(fā)揮UPS的效能，一套適當?shù)腢PS監(jiān)控軟件是必須的。一般使用者最需要知道的是市電輸入及蓄電池狀態(tài)是否正常。當市電異常且又未裝置電源監(jiān)控軟件時，使用者若在現(xiàn)場仍可因UPS所提供的電源進行應對措施如儲存檔案、關閉系統(tǒng)等。但若市電異常，又未配置監(jiān)控軟件，且使用者又不在現(xiàn)場，當UPS的蓄電池供電耗盡時，有形的損失有資料流失(個人計算機損失有限、網(wǎng)絡工作站之損失無法計算)，無形的損失是計算機與外圍設備內(nèi)部組件損壞而造成產(chǎn)品壽命減短。此時，所造成的損失，如同未安裝UPS一樣。所以購買UPS時，應同時購買電源監(jiān)控軟件以達到完善的電力保護。
2.4UPS的網(wǎng)絡管理功能問題[6]
對于現(xiàn)在多人多任務所使用的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)，系統(tǒng)須肩負著計算機工作站資料的管理與使用，雖僅是短短的停電，對系統(tǒng)本身所造成的損壞與大量資料的流失，則無法估計。所以使用者未來若有發(fā)展成計算機工作站計劃，則選購UPS時，要選購具備聯(lián)網(wǎng)功能的UPS，從而實現(xiàn)對UPS的網(wǎng)絡遠程監(jiān)控。
三、UPS安裝調(diào)試要點
3.1安裝空間要點
a.為減少電擊之危險，UPS應安裝于少污染，且溫度、濕度適當?shù)氖覂?nèi)，并請注意周圍環(huán)境溫度。蓄電池壽命最長的周圍環(huán)境溫度為15～25℃，蓄電池在超過25℃時，每升高10℃，則其壽命將減低一半[5]，容量也將降低一半[7],在正常運轉(zhuǎn)情況下，最長電池壽命約可使用5年。
b.UPS要裝置在通風良好之區(qū)域，勿使其暴露于雨水、塵垢太重或濕氣太重的地方，并遠離可燃液體瓦斯或爆炸物。
c.為確保UPS有良好的可靠性和避免過熱，箱體的通風口不可被堵塞。安裝UPS時，后面需有300mm空間作為通風。
d.磁性載體，如磁盤、磁帶、卡帶等必須與UPS保持距離0.7m以上，否則UPS所產(chǎn)生的磁場將消磁磁性載體上的資料。
3.2調(diào)試要點
a.UPS一般是提供現(xiàn)代化計算機和相關接口設備電源，如顯示器、調(diào)制解調(diào)器、卡帶磁帶機、外接式軟盤等。切勿使用在純電感性或純電容性負荷。UPS不宜帶感性負載，有的單位在驗收機器時，想用大功率風機、空調(diào)檢驗UPS的性能與輸出功率，這是不適宜的。有的單位將風扇、馬達等加到小功率的方波輸出的UPS上，也是不行的。
b.在做任何維修服務時，須先將蓄電池保險絲取出，以切斷蓄電池電路。
c.開機前，必須先從UPS配電箱中量測UPS輸入的零、火線和零、地之間電壓，確認其正常后再開機。
d.相序問題。三進三出的UPS輸入電源若相序接反，LCD將顯示相序反常故障(phaseabnormal)。此時，當逆變器關機時，不能自動跳旁路;在運行期間，閉合旁路電源輸入斷路器，將產(chǎn)生操作過電壓，可引起炸機，損壞壓敏電阻。
e.手動旁路開關只能在旁路模式(bypassmode)下才可使用。
四、UPS使用要點
4.1UPS不宜帶載開機和關機
沒有延遲啟動功能的UPS，帶載開機很容易在啟動的瞬間，燒毀逆變器的末級驅(qū)動元件。因為剛開啟時，控制電路的工作還未進入穩(wěn)定狀態(tài)，啟動瞬間會產(chǎn)生較大的浪涌電流，對UPS的末級驅(qū)動元件而言，更是如此。當負載中包含有電感性負載時，帶載關機也同樣可能引起末級驅(qū)動元件的損壞。因此，不能帶載開機和關機。
4.2示波器觀察UPS注意要點
UPS逆變器正常運行時，禁止用示波器觀察控制電路波形。UPS的核心部件是逆變器，逆變器運行時，請不要用示波器或其他測試工具觀察控制電路的波形。因為測試時，盡管特別小心，也很難避免表筆與臨近點相碰，更難防止因表筆接上后引起電路工作狀態(tài)的變化。一旦電路工作異常，就有導致末級驅(qū)動元件燒毀的危險。在維修中已發(fā)現(xiàn)過多次人為燒毀逆變器的現(xiàn)象。有的是屬于維修經(jīng)驗不足，有的是為了學習，觀察電路波形而引起的。
4.3后備式UPS不能加大市電輸入保險絲容量
后備式UPS在逆變器供電時，一般都沒有過載和短路自動保護功能，但在市電時，一般靠輸入交流保險擔當過載保護任務，所以用戶不可輕易地加大市電輸入保險絲的容量;否則，一旦UPS輸出發(fā)生短路事故時，有可能出現(xiàn)輸入保險燒不斷，印制板上的印制線卻被燒毀的危險。
五、UPS蓄電池維護要點
a.蓄電池安裝場地應保證通風、避免陽光直射、環(huán)境溫度不宜過高或過低，最好在20-25℃。
b.定期對蓄電池進行檢查，如有性能異常，池殼、蓋子龜裂、變形等損傷及漏液發(fā)生時，要及時更換。
C.進行維護檢修時，應使用絕緣手套、絕緣鞋等保護用品。如身體直接接觸導線部有觸電的危險。
d.清掃蓄電池時，應使用濕布等。如用干布或撣子清掃，產(chǎn)生的靜電有引火爆炸的危險。
e.清掃合成樹脂蓄電池殼時，不應使用香蕉水、汽油、揮發(fā)油等有機溶劑或洗滌劑，否則有可能使蓄電池殼破裂，導致電解液漏出。
f.應定期檢查蓄電池電壓及外觀，螺栓螺帽也要定期擰緊。如不進行定期檢查，有引起蓄電池破損及引火爆炸的危險。
g.閥控式密封鉛酸蓄電池的安全閥在排氣栓下面。禁止拆下安全閥和排氣栓;否則有造成蓄電池性能、壽命劣化、破損的危險。
h.嚴禁蓄電池過度放電，如小電流放電至自動關機，人為調(diào)低蓄電池最低保護值等，均可能造成蓄電池過度放電。
i.對于經(jīng)常停電，造成蓄電池頻繁放電地區(qū)，要采取措施，保證蓄電池在每次放電后有足夠的充電時間，防止蓄電池長期充電不足。
j.UPS的供電來源是來自于內(nèi)部的蓄電池放電。蓄電池老化的原因除了外部的環(huán)境因素之外，尚有內(nèi)部化學變化所導致的蓄電池老化。即使是將蓄電池放置一旁不用，蓄電池仍會出現(xiàn)老化。就一般經(jīng)驗而言，蓄電池的使用壽命為2-3年。定期對蓄電池充放電是保養(yǎng)蓄電池非常重要的工作。對于電網(wǎng)很少停電，蓄電池很少放電的UPS，若選用UPS具有蓄電池偵測功能，可定期執(zhí)行蓄電池放電功能。若無此功能，則要每隔2，3個月人為的將UPS電源輸入端斷開1次，仿真市電中斷，再觀察蓄電池放電時間是否足夠，若不足時，則可考慮更換蓄電池，以保持當電源中斷時能有足夠的放電時間。讓蓄電池放電一段時間，可以防止蓄電池"儲存老化"，使用壽命縮短，無法達到設計使用壽命。
k.要定期檢查蓄電池的端電壓和內(nèi)阻，及時發(fā)現(xiàn)"落后"電池，進行個別處理。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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