PAGEPAGE4試論UPS電源的基礎(chǔ)原理與維護(hù)鐵通開(kāi)封分公司郭東海摘要：隨著鐵路通信現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備對(duì)電源不間斷供給要求的提高，UPS電源是保障供電穩(wěn)定和連續(xù)性的重要設(shè)備。本文介紹了UPS電源系統(tǒng)的基本組成，原理及特點(diǎn)，并對(duì)如何對(duì)其全面、完善維護(hù)做了詳細(xì)的闡述。關(guān)鍵詞：通信電源UPS原理維護(hù)保證任何情況下的正常供電，是鐵路通信行業(yè)的重要基礎(chǔ)。為此,除工業(yè)電網(wǎng)正常供電外，還需配備UPS供電系統(tǒng)。UPS電源是保障供電穩(wěn)定和連續(xù)性的重要設(shè)備,UPS電源在鐵路系統(tǒng)中也大量被使用。一、UPS電源系統(tǒng)基本工作原理與分類UPS電源帶負(fù)載工作原理為：在電網(wǎng)電壓工作正常時(shí)，電網(wǎng)電壓給負(fù)載供電同時(shí)給UPS儲(chǔ)能電池充電；當(dāng)突發(fā)停電時(shí)，UPS電源開(kāi)始工作，由儲(chǔ)能電池給負(fù)載所需電源，維持正常的設(shè)備運(yùn)行；當(dāng)由于生產(chǎn)需要，負(fù)載嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，由電網(wǎng)電壓經(jīng)UPS電源的整流部分直接給負(fù)載供電UPS電源按工作方式可分為后備式和在線式兩種。后備式UPS電源在市電正常供電時(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。因此它對(duì)市電品質(zhì)沒(méi)有改變。而在線式UPS電源卻有所不同，在市電正常時(shí)，它首先將交流電變成直流電，然后進(jìn)行脈寬調(diào)制、濾波，再將直流電重新變成交流電向負(fù)載供電，一旦市電中斷，立即改為蓄電池逆變器對(duì)負(fù)載供電，因此，在線式UPS電源輸出的是與市電電網(wǎng)完全隔離的純凈的正弦波電源，它能大大改善供電的品質(zhì)，保護(hù)負(fù)載安全有效地工作。新一代UPS電源帶旁路輸出功能，并可組成熱備份系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。二、UPS電源系統(tǒng)的選擇了解了UPS電源的基本原理后，下一步如何為我們工作維護(hù)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備挑選一臺(tái)稱心如意、滿足需求的“電源安全保護(hù)神”是我們要面對(duì)的問(wèn)題。首先我們要關(guān)注對(duì)容量的選擇。在確定UPS的額定輸出容量前，我們先要計(jì)算出負(fù)載的總?cè)萘?。為確保UPS的系統(tǒng)高效率和盡可能地延長(zhǎng)UPS的使用壽命，一般負(fù)載功率應(yīng)選擇在UPS額定功率的60％～70％之間。例如我們計(jì)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(jí)，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(jí)選擇6000VA的UPS就可以了。這樣一臺(tái)符合我們現(xiàn)場(chǎng)需求的UPS電源就被我們挑好了，同時(shí)別忘了還要合理的選擇輸入、輸出配線及空氣開(kāi)關(guān)，它們也是能夠確保設(shè)備安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。愛(ài)默生、山特、陽(yáng)光等牌子的UPS電源在我們鐵路通信設(shè)備中較常使用。而完成UPS電源對(duì)設(shè)備的安全保護(hù)中關(guān)鍵的一個(gè)“支柱”就是蓄電池，UPS所以能夠?qū)崿F(xiàn)不間斷供電，就是因?yàn)橛辛诵铍姵?，在市電異常時(shí)，逆變器直接將蓄電池的化學(xué)能變成交流電能輸送出去，使用電設(shè)備得以連續(xù)運(yùn)行下去。這時(shí)我們就需要掌握UPS電源中對(duì)蓄電池工作時(shí)間的計(jì)算，我們可以按下面的公式來(lái)確定蓄電池的工作時(shí)間：滿載時(shí)蓄電池的工作時(shí)間=（蓄電池組容量×電壓/（主機(jī)功率×0.7），其中0.7是功率因子。例如主機(jī)額定功率為8KVA、兩組電池（每組20節(jié)，電壓(7)不論是在浮充工作狀態(tài)還是在充電、放電檢修測(cè)試狀態(tài)，都要保證電壓、電流符合規(guī)定要求。過(guò)高的電壓或電流可能會(huì)造成電池的熱失控或失水、電壓、電流過(guò)小會(huì)造成電池虧電，這都會(huì)影響電池的使用壽命，前者的影響更大。(8)在任何情況下，都應(yīng)防止電池短路或深度放電，因?yàn)殡姵氐难h(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(yàn)中或是放電檢修中，通常放電達(dá)到容量的30％～50％就可以了。(9)對(duì)電池應(yīng)避免大電流充放電，雖說(shuō)在充電時(shí)可以接受大電流，但在實(shí)際操作中應(yīng)盡量避免，否則會(huì)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(yán)重時(shí)將造成容量下降，壽命提前終止。掌握了以上使用UPS電源的注意事項(xiàng)后，維護(hù)人員還要認(rèn)真做好日常的維護(hù)與檢修，這里結(jié)合自己的日常維護(hù)體驗(yàn)給大家以下幾點(diǎn)提示與工作建議：(1)UPS電源在正常使用情況下，主機(jī)的維護(hù)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(jī)內(nèi)的風(fēng)機(jī)會(huì)將灰塵帶入機(jī)內(nèi)沉積、當(dāng)遇空氣潮濕時(shí)會(huì)引起主機(jī)控制紊亂造成主機(jī)工作失常，并發(fā)生不準(zhǔn)確告警，大量灰塵也會(huì)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(shí)，檢查各連接件和插接件有無(wú)松動(dòng)和接觸不牢的情況。(2)雖說(shuō)儲(chǔ)能電池組目前都采用了免維護(hù)電池，但這只是免除了以往的測(cè)比、配比、定時(shí)添加蒸餾水的工作。但外因工作狀態(tài)對(duì)電池的影響并沒(méi)有改變，不正常工作狀態(tài)對(duì)電池造成的影響沒(méi)有變，這部分的維護(hù)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(chǔ)能電池日常維護(hù)中需經(jīng)常檢查的項(xiàng)目有：清潔并檢測(cè)電池兩端電壓、溫度；連接處有無(wú)松動(dòng)，腐蝕現(xiàn)象、檢測(cè)連接條壓降；電池外觀是否完好，有無(wú)殼變形和滲漏；極柱、安全閥周?chē)欠裼兴犰F逸出；主機(jī)設(shè)備是否正常。(3)當(dāng)UPS電池系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)先查明原因，分清是負(fù)載還是UPS電源系統(tǒng)；是主機(jī)還是電池組。雖說(shuō)UPS主機(jī)有故障自檢功能，但它對(duì)面而不對(duì)點(diǎn)，對(duì)更換配件很方便，但要維修故障點(diǎn)，仍需做大量的分析、檢測(cè)工作。當(dāng)自檢部分發(fā)生故障，顯示的故障內(nèi)容則可能有誤。(4)對(duì)主機(jī)出現(xiàn)擊穿，斷保險(xiǎn)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(dòng)，否則會(huì)接連發(fā)生相同的故障。(5)當(dāng)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(shí)，應(yīng)及時(shí)采用相應(yīng)的方法恢復(fù)和修復(fù)，對(duì)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(huì)對(duì)整組電池帶來(lái)不利影響。對(duì)壽命已過(guò)期的電池組要及時(shí)更