市電或燃油發(fā)電機UPS主機蓄電池用戶設(shè)備UPS的原理與應(yīng)用為什么用UPS？－電網(wǎng)問題純凈穩(wěn)定的正弦波市電停電“切換瞬變”尖峰“振鈴式”瞬態(tài)干擾電壓下陷電壓上涌“換相失真”干擾高頻噪音干擾頻率不穩(wěn)電網(wǎng)問題引發(fā)原因現(xiàn)象市電斷電停電、空氣開關(guān)跳閘零電壓持續(xù)2個周波以上電壓浪涌大型設(shè)備關(guān)閉或雷擊引起電壓高于110%額定值，持續(xù)一個或多個周波波形下陷大型設(shè)備突然啟動、電網(wǎng)切換電壓低于80-85%額定值，持續(xù)一個或多個周波瞬態(tài)尖峰\高壓閃電、電子開關(guān)工作，電焊電壓峰值高達6000V，持續(xù)時間一般為0.5-5個周波諧波干擾電動機、電焊機、廣播通信設(shè)備、無線通信設(shè)備、微波設(shè)備頻率漂移小水電，發(fā)電機一、UPS的基本原理

當市電輸入正常時，UPS將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給終端設(shè)備使用，此時UPS就是一臺交流市電穩(wěn)壓器，同時它還向自己的內(nèi)置電池充電；當市電中斷時,UPS立即將內(nèi)置電池的電能，通過逆變轉(zhuǎn)換的方法向負載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載的軟、硬件系統(tǒng)不受損壞。

二、UPS的分類按輸出功率不同，UPS分為：

小功率（<6kVA）中小功率（6至20kVA）中大功率（20至60kVA）大功率（>60kVA）按供電體系不同，UPS分為：單相輸入單相輸出UPS三相輸入單相輸出UPS三相輸入三相輸出UPS按有無隔離變壓器，UPS分為：高頻UPS（無內(nèi)置隔離變壓器）工頻UPS（有內(nèi)置隔離變壓器）二、UPS的分類按電池位置不同，UPS分為：電池內(nèi)置式UPS（標準機型）電池外置式UPS（長延時機型）按多機運行方式不同，UPS分為：簡單串聯(lián)熱備份UPS交替串聯(lián)熱備份UPS并聯(lián)冗余UPS按工作原理不同，UPS分為：后備式UPS互動式UPS在線式UPS1、后備式UPS的原理市電正常時，它向負載提供的是抽頭變壓器稍加穩(wěn)壓處理的“低質(zhì)量”交流電，逆變器不工作，蓄電池由獨立的充電器充電。當市電超出規(guī)定范圍時，負載由繼電器轉(zhuǎn)為電池逆變供電。充電器逆變器市電

負載

電池組2、互動式UPS的原理在線互動UPS與后備式相比，主要區(qū)別在于：逆變器與充電器合二為一；輸出通過變壓器的抽頭跳變，實現(xiàn)分段穩(wěn)壓。市電150-264V負載雙向變換器電池組市電正常/整流停電/逆變264-276V150-175V3、在線式UPS的原理不管電網(wǎng)電壓是否正常，負載所用的交流電壓都要經(jīng)過逆變電路，即逆變電路始終處于工作狀態(tài)。3、在線式UPS的原理1、后備式UPS主要是用來給單臺PC機提供電源保護，具有體積小、價格低、操作簡單的特點，非常適合家庭使用，所以，當你為家用電腦購買UPS時，請選購后備式的。

三、不同類型UPS的應(yīng)用選擇

2、在線式UPS幾乎可以解決所有的常見電力問題，在有市電時，功能為穩(wěn)壓和防止電力波動干擾，因為其功能較完善，所以其成本也隨著性能的增強而上升，價格較后備式UPS貴很多。在線式UPS主要用于對電源要求非常嚴格的一些計算機設(shè)備、醫(yī)療器械等，一般與多個外置蓄電池串接使用以延長供電時間，多為單位配置。三、不同類型UPS的應(yīng)用選擇

3、智能型UPS是當今UPS的一大發(fā)展趨勢，隨著UPS在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)管理者強調(diào)整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為保護對象，希望整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，仍然可以繼續(xù)工作而不中斷。因此UPS內(nèi)部配置微處理器使之智能化是UPS的新趨勢，UPS內(nèi)部硬件與軟件的結(jié)合，大幅度提高了UPS的功能，可以監(jiān)控UPS的運行工作狀態(tài)，如：UPS輸出電壓頻率，電網(wǎng)電壓頻率、電池狀態(tài)以及故障記錄等。還可以通過軟件對電池進行檢測、自動放電充電，以及遙控開關(guān)機等。網(wǎng)絡(luò)管理者就可以根據(jù)信息資料分析供電質(zhì)量，依據(jù)實際情況采取相應(yīng)的措施。當UPS檢測出供電電網(wǎng)中斷時，UPS自動切換到電池供電，在電池供電能力不足時立即通知服務(wù)器做關(guān)機的準備工作并在電池耗盡前自行關(guān)機。智能型UPS通過接口與計算機進行通訊，從而使網(wǎng)絡(luò)管理員能夠監(jiān)控UPS，因此其管理軟件的功能就顯得極其重要。

后整流器是一個整流裝置，簡單的說就是將交流（AC）轉(zhuǎn)化為直流（DC）的裝置。它有兩個主要功能：第一，將交流電（AC）變成直流電(DC)，經(jīng)濾波后供給負載，或者供給逆變器；第二，給蓄電池提供充電電壓。因此，它同時又起到一個充電器的作用。四、UPS的組成

1、整流器

蓄電池是UPS用來作為儲存電能的裝置，它由若干個電池串聯(lián)而成，其容量大小決定了其維持放電（供電）的時間。其主要功能是：１當市電正常時，將電能轉(zhuǎn)換成化學能儲存在電池內(nèi)部。２當市電故障時，將化學能轉(zhuǎn)換成電能提供給逆變器或負載；四、UPS的組成

2、蓄電池通俗的講，逆變器是一種將直流電（DC）轉(zhuǎn)化為交流電（AC）的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成；

四、UPS的組成

3、逆變器

靜態(tài)開關(guān)又稱靜止開關(guān)，它是一種無觸點開關(guān)，是用兩個可控硅（SCR）反向并聯(lián)組成的一種交流開關(guān)，其閉合和斷開由邏輯控制器控制。分為轉(zhuǎn)換型和并機型兩種。轉(zhuǎn)換型開關(guān)主要用于兩路電源供電的系統(tǒng)，其作用是實現(xiàn)從一路到另一路的自動切換；并機型開關(guān)主要用于并聯(lián)逆變器與市電或多臺逆變器。四、UPS的組成

4、靜態(tài)開關(guān)

在確定UPS的額定輸出容量前，先要計算出負載的總?cè)萘?。為確保UPS的系統(tǒng)高效率和盡可能地延長UPS的使用壽命，一般負載功率應(yīng)選擇在UPS額定功率的60％～70％之間。例如我們計算出需要不間斷供電的設(shè)備總功率最大為4000VA，則4000VA÷70％≈6000VA?？紤]今后技術(shù)改造升級，需要有一定的余量，所以應(yīng)該選擇8000VA～10KVA的UPS。如果不考慮今后的設(shè)備升級選擇6000VA的UPS就可以了。五、UPS電源系統(tǒng)的選擇

1、UPS容量的選擇合理的選擇輸入、輸出配線及空氣開關(guān)及其直流保險，它們也是能夠確保設(shè)備安全可靠運行的關(guān)鍵。五、UPS電源系統(tǒng)的選擇

2、合理的選擇UPS附件五、UPS電源系統(tǒng)的選擇

3、不間斷供電時間的選擇滿載時蓄電池的工作時間=（蓄電池組容量×電壓/（主機功率×0.7），其中0.7是功率因子。目前UPS電源中廣泛使用的是免維護密封鉛酸蓄電池。在現(xiàn)場日常維護中我們可以總結(jié)一下UPS電源對電池的要求：滿足一定的端電壓；電池應(yīng)具有在啟動放電瞬間就能輸出大電流的特性；滿足一定的容量，以保證逆變供電的時間。六、UPS電源系統(tǒng)的使用與維護

1、UPS電源主機對環(huán)境溫度要求不高，+5℃～40℃都能正常工作，但要求室內(nèi)清潔，少塵，否則灰塵加上潮濕會引起主機工作紊亂。儲能蓄電池則對溫度要求較高，標準使用溫度為25℃，平時不能超過+15℃～+30℃。溫度太低，會使儲電池容量下降，溫度每下降1℃，其容量下降1％。其放電容量會隨溫度升高而增加，但壽命降低。如果在高溫下長期使用，溫度每高10℃，電池壽命約降低一半。六、UPS電源系統(tǒng)的使用與維護

2、主機中設(shè)置的參數(shù)在使用中不能隨意改變。特別是對電池組的參數(shù)，會直接影響其使用壽命，但隨著環(huán)境溫度的改變，對浮充電壓要做相應(yīng)調(diào)整。通常以25℃為標準，環(huán)境溫度每升高或降低1℃時，浮充電壓應(yīng)增加18mV（相對于12V蓄電池）。六、UPS電源系統(tǒng)的使用與維護

3、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。因負載瞬間供電時會有沖擊電池，多負載的沖擊電流和加上所需的供電電流會造成UPS電源瞬間過載，嚴重時將損壞變換器。六、UPS電源系統(tǒng)的使用與維護

4、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。5、自備發(fā)電機的輸出電壓，波形、頻率、幅度應(yīng)滿足UPS電源對輸入電壓的要求，另外發(fā)電機的功率要遠大于UPS電源的額定功率，否則任一條件不滿足，將會造成UPS電源工作異常或損壞。六、UPS電源系統(tǒng)的使用與維護

6、由于組合電池組電壓很高，存在電擊危險，因此裝卸導電聯(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。

7、不論是在浮充工作狀態(tài)還是在充電、放電檢修測試狀態(tài)，都要保證電壓、電流符合規(guī)定要求。過高的電壓或電流可能會造成電池的熱失控或失水、電壓、電流過小會造成電池虧電，這都會影響電池的使用壽命，前者的影響更大。

六、UPS電源系統(tǒng)的使用與維護

8、在任何情況下，都應(yīng)防止電池短路或深度放電，因為電池的循環(huán)壽命和放電深度有關(guān)。放電深度越深、循環(huán)壽命越短。在容量試驗中或是放電檢修中，通常放電達到容量的30％～50％就可以了。9、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。七、UPS日常的維護與檢修

1、UPS電源在正常使用情況下，主機的維護工作很少，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。七、UPS日常的維護與檢修

2、儲能電池組目前都采用了免維護電池，只是免除了以往的測比、配比、定時添加蒸餾水的工作。外因工作狀態(tài)對電池的影響并沒有改變，不正常工作狀態(tài)對電池造成的影響沒有變，這部分的維護檢修工作仍是非常重要的，UPS電源系統(tǒng)的大量維修檢修工作主要在電池部分。儲能電池日常維護中需經(jīng)常檢查的項目有：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；電池外觀是否完好，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。

七、UPS日常的維護與檢修

3、當UPS電池系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，應(yīng)先查明原因，分清是負載還是UPS電源系統(tǒng)；是主機還是電池組。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，若要維修故障點，仍需做大量的分析、檢測工作。當自檢部分發(fā)生故