1、1,UPS（Uninterruptible Power System） 基礎(chǔ)知識,二零零三年九月,2,目錄 一 什么是UPS-3 二 為什么要用UPS-3 三 電力電源常發(fā)生哪些問題- 4 四 UPS的作用-4 五 UPS分類及主要技術(shù)-5六 UPS原理圖-7 七 在線式UPS工作方式-8 八 UPS主要性能指標(biāo)-8 九 何種UPS適合接發(fā)電機(jī)-10 十 不斷電系統(tǒng)應(yīng)用于何種設(shè)備，有無限制- 10 十一 各種技術(shù)UPS電源對市電問題的解決能力-10 十二 輸出波形對負(fù)載有何影響- 11 十三 轉(zhuǎn)換時間對計(jì)算機(jī)有何影響- 11 十四 UPS的容量如何計(jì)算- 11 十五 如何選配UPS-11 十六

2、 放電時間的計(jì)算- 13 十七 UPS的安裝-14 十八 UPS的使用-15 十九 使用UPS的注意事項(xiàng)-16 二十 UPS串聯(lián)冗余（雙機(jī)熱備份）-17 二一 UPS并聯(lián)冗余-17 二二 UPS與逆變器的比較-18 二三 UPS常用電池的種類-18 二四 電池的維護(hù)和保養(yǎng)- 20 二五 電池的安時數(shù)是什么概念- 21 二六 如何延長UPS的供電時間-21 二七 電池的壽命有多長- 22 二八 UPS為何要接地-22 二九 UPS監(jiān)控軟件概述-22 三十 UPS提供那些通訊接口-22 三一 遠(yuǎn)程監(jiān)控適配器（SNMP卡）概述- 23 三二 何謂安規(guī)，目前有那些安規(guī)- 24 三三 什么是EMC-24

3、,3,一 什么是UPS 所謂UPS（Uninterruptible Power System），不間斷電源系統(tǒng)，就是當(dāng)停電時能夠接替市電持續(xù)供應(yīng)電力的設(shè)備，含有儲能裝置，后備動力來自電池組，由于電子元器件反應(yīng)速度快，停電的瞬間在48毫秒內(nèi)或無中斷時間下繼續(xù)供應(yīng)電力。二 為什么要用UPS 現(xiàn)在全世界各國的大眾供應(yīng)系統(tǒng)都是交流電源，一個理想的交流電源，應(yīng)該滿足以下幾個條件： 頻率穩(wěn)定 電壓穩(wěn)定(土5%內(nèi)) 不含諧波失真(5%) 沒有噪聲干擾(符合IEEE 587,FCC,CE等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定) 低輸出阻抗？ 目前，我國僅有少數(shù)局部地區(qū)剛剛解決了電力緊張的問題，大部分地區(qū)和大城市還面臨著電力供應(yīng)緊張的迫切

4、問題，供電質(zhì)量更是不能得到保證。市電無法提供敏感電子設(shè)備需要的干凈、穩(wěn)定的電源，用戶最終為設(shè)備的健康和安全運(yùn)行負(fù)責(zé)。但即使是在早已實(shí)現(xiàn)電氣化的美國和其它西方國家，電網(wǎng)的質(zhì)量也遠(yuǎn)非可靠。由于電網(wǎng)本身的質(zhì)量有問題與各種偶然因素的作用，再加上自然災(zāi)害的破壞，電壓浪涌，電磁噪聲，持續(xù)電壓偏高，持續(xù)低壓等電網(wǎng)不良現(xiàn)象在發(fā)達(dá)國家也是常事，甚至還可能發(fā)生長時間停電。事實(shí)上，在造成數(shù)據(jù)丟失的各種因素中，電源故障以453的機(jī)率居首位，其它幾種主要的因素分別是：暴風(fēng)雨9.4、火災(zāi)8.2、硬軟件故障8.2、洪水6.7、地震5.5。 可以想象如果未使用不間斷電源系統(tǒng)，那么當(dāng)市電發(fā)生異常，將造成計(jì)算機(jī)掉電、死機(jī)，甚至造

5、成硬件故障；在醫(yī)院里，電子醫(yī)療設(shè)備如果因?yàn)橥ｋ姸Ｖ构ぷ?，對病人的影響是致命的。硬件的故障可花錢消災(zāi)，但是萬一丟失重要數(shù)據(jù)資料而沒有備份，花多少錢可能都不能彌補(bǔ)，所以為您的設(shè)備添購不斷電系統(tǒng)，就如同買保險(xiǎn)一樣，有備無患。UPS系統(tǒng)并不是只有當(dāng)停電時才有動作的，前面所提到的市電異常，包含了市電電壓過低、過高、突波、噪聲等，均是足以影響設(shè)備正常運(yùn)作的電源品質(zhì)問題，而配備不斷電系統(tǒng)能一次性解決幾乎所有的電源問題。由此可見UPS的重要性。,4,三 電力電源常發(fā)生哪些問題,四 UPS的作用 1）停電保護(hù)：交流輸入中斷時UPS立即將電池直流電源轉(zhuǎn)換成交流電繼續(xù)供電。后備供電時間長短由電池容量、負(fù)載大小等因

6、數(shù)決定。2）高低電壓保護(hù)：市電電壓過高或過低時UPS內(nèi)穩(wěn)壓器(AVR)將做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使UPS輸出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）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)生諧波干擾設(shè)備，且會使電力系統(tǒng)變壓器溫度升高，一般要求失真率5%，一般UPS設(shè)計(jì)失真率3%。4）頻率穩(wěn)定：市電頻率分為50Hz/60Hz兩種，所謂頻率就是每一秒變動的周期，50Hz就是每秒50周次，中國是50Hz。發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時受到客戶端用電量的突然變化造成轉(zhuǎn)速的變動將使

7、轉(zhuǎn)換出來的電力頻率飄移不定，經(jīng)UPS轉(zhuǎn)換后的電力可提供穩(wěn)定的頻率。5）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240260V，離變電所較遠(yuǎn)的用戶電壓較低約180200V，電壓太高或太低會使用戶設(shè)備縮短壽命，嚴(yán)重時會燒毀設(shè)備，使用在線式UPS可提供穩(wěn)定的電源電壓，可延長設(shè)備壽命及保護(hù)設(shè)備。,5,6）抑制差模噪聲：差模噪聲產(chǎn)生在火線與零線之間。7）抑制共模噪聲：共模噪聲產(chǎn)生在火線/零線與地線之間。8）突波保護(hù)：一般UPS會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。9）瞬時響應(yīng)保護(hù)：市電受干擾時有時會造成電壓凸出或下陷或瞬間中斷，使用在線式UPS可提供穩(wěn)

8、定的電壓，使電壓變動在較小范圍內(nèi)，可延長設(shè)備壽命及保護(hù)設(shè)備。10）監(jiān)控電源：配合UPS的智能型通訊接口及監(jiān)控軟件可顯示UPS電壓、頻率、負(fù)載、電池、溫度等實(shí)時狀態(tài)信息，在市電中斷后顯示倒計(jì)時關(guān)機(jī)時間，并在電池耗盡前安全自動關(guān)閉系統(tǒng)及UPS電源。五 UPS分類及主要技術(shù) UPS作為計(jì)算機(jī)的重要外設(shè)，在保護(hù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)、保證電網(wǎng)電壓和頻率的穩(wěn)定，改進(jìn)電網(wǎng)質(zhì)量，防止瞬時停電和事故停電對用戶造成的危害等是非常重要的。UPS已從60年代的旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)發(fā)展至今天的智能化靜止式，并且還在繼續(xù)發(fā)展。目前，UPS一般均指靜止式UPS，按其工作方式分類可分為后備式、在線互動式及在線式三大類。 后備式（OFF LINE

9、）UPS在市電正常時直接由市電向負(fù)載供電（部分機(jī)型有穩(wěn)壓功能），逆變器此時不工作，當(dāng)市電超出其工作范圍或停電時，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)為電池逆變供電。其特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低，但輸入電壓范圍窄，輸出電壓穩(wěn)定精度差，有切換時間，且輸出波形一般為方波。 在線互動式UPS將充電回路與逆變器整合為雙向轉(zhuǎn)換回路，市電輸入正常時，UPS的逆變器處于反向工作給電池組充電，在市電異常時逆變器立刻投入逆變工作，將電池組能量轉(zhuǎn)換為交流電輸出，其特點(diǎn)是：有較寬的輸入電壓范圍，噪音低，體積小等特點(diǎn)，逆變器輸出電壓波形較好，一般為正弦波，但同樣存在切換時間。,6,在線式（ON LINE）UPS在市電正常時，由市電進(jìn)行

10、整流提供直流電壓給逆變器工作，由逆變器向負(fù)載提供交流電，在市電異常時，逆變器由電池提供能量，因逆變器始終處于工作狀態(tài)，故輸出不會中斷。其特點(diǎn)是，有極寬的輸入電壓范圍，無切換時間且輸出電壓穩(wěn)定精度高，特別適合對電源要求較高的場合，但是成本較高。目前，功率大于3KVA的UPS幾乎都是在線式UPS。 除了以上三類，根據(jù)備用時間，UPS還可分為標(biāo)準(zhǔn)機(jī)和長效機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)機(jī)用內(nèi)置電池，后備供電時間較短，一般在5-15分鐘。長效機(jī)則可根據(jù)用戶需要，增大電池容量配置，延長后備時間。但這要求更大的充電器來滿足電池充電電流和充電時間性的需要，因此廠商在設(shè)計(jì)時會放大充電器容量或加裝并聯(lián)的充電器。標(biāo)準(zhǔn)型UPS受散熱條件及

11、充電電路的設(shè)計(jì)電流較小條件的限制，不可作為長效型UPS使用。 UPS按輸入/輸出方式可分為三類：單相輸入/單相輸出、三相輸入/單相輸出、三相輸入/三相輸出。采用三相供電方式，每一相都承當(dāng)一部分負(fù)載電流，因而中、大功率UPS多采用三相輸入/單相輸出或三相輸入/三相輸出的供電方式。 智能型UPS是當(dāng)今UPS的一大發(fā)展趨勢，隨著UPS在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)管理者強(qiáng)調(diào)整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為保護(hù)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(yùn)行工作狀態(tài)，如：UPS

12、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(jìn)行檢測、自動放電充電，以及遙控開關(guān)機(jī)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(shí)際情況采取相應(yīng)的措施。當(dāng)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(jī)的準(zhǔn)備工作并在電池耗盡前自行關(guān)機(jī)。,7,六 UPS原理圖 UPS主要分為兩大類三種形式：一類是后備式，另一類是在線式，還有一種介于 兩者之間的在線互動式。以下是這三種形式的原理圖。,后備式,在線互動式,在線式,8,七 在線式UPS工作方式A 正常運(yùn)行方式當(dāng)市電正常時，市電電源經(jīng)濾波后分為兩路，一路是經(jīng)由充電回路對電池組

13、充電，另一路經(jīng)整流回路變?yōu)橹绷麟姡儆赡孀兤鬓D(zhuǎn)換為交流電給負(fù)載使用，UPS輸出是穩(wěn)定的且不受電網(wǎng)影響。B 電池工作方式一旦市電發(fā)生異常時，如電壓過低或過高、瞬間突波等，足以影響設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，UPS均會動作，將儲存于電池中的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，此時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)到不斷電的功能。C 旁路運(yùn)行方式當(dāng)UPS超載、旁路命令（手動或自動）、過溫或機(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，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。UPS在旁路運(yùn)行時不具備不間斷保護(hù)功能。 八

14、UPS主要性能指標(biāo) 硬件性能指標(biāo)： 工作方式：在線式、在線互動式、后備式 輸入電壓范圍：即保證UPS不轉(zhuǎn)入電池逆變供電的市電電壓范圍。在此電壓范圍內(nèi)，逆變器（負(fù)載）電流由市電提供。輸入電壓范圍越寬，UPS電池放電的可能性越小，故電池的壽命就相對延長。 輸入頻率范圍：即UPS能自動跟蹤市電、保持同步的頻率范圍。當(dāng)切換旁路時，UPS能自動跟蹤市電、保持同步可避免因輸入輸出存在相位差，引起逆變器電源和交流旁路電源間出現(xiàn)大的環(huán)流電源而損害UPS。 輸入功率因數(shù)：指UPS輸入端的功率因數(shù)。輸入功率因數(shù)越高，UPS所吸收的無功功率越小，因而對市電電網(wǎng)的干擾就越小?，F(xiàn)使用有源功率因數(shù)校正技術(shù)的AC/DC整流

15、器，可使輸入功率因數(shù)達(dá)到0.99。,9, 輸出功率因數(shù)：輸出功率因數(shù)指標(biāo)是對UPS能帶動非線性負(fù)載能力的一種規(guī)定，負(fù)載功率因數(shù)是由負(fù)載性質(zhì)決定的，通常計(jì)算機(jī)類負(fù)載的輸入功率因數(shù)為容性0.7左右，所以，UPS多規(guī)定自己的輸出功率因數(shù)為0.7，這意味著，1KVA的在線式UPS，只能輸出700W的有功功率。當(dāng)負(fù)載性質(zhì)為感性時，UPS的輸出能力還要降低。 過載能力：表示UPS承受超出額定負(fù)載的能力。 切換時間：由于計(jì)算機(jī)開關(guān)電源在10ms的間隔時間能保證對計(jì)算機(jī)的輸出，因此一般要求UPS切換時間小于10ms，對于在線UPS切換時間為0。 輸出電壓穩(wěn)定度：指UPS輸出電壓的穩(wěn)定程度。輸出電壓穩(wěn)定程度越高

16、，UPS輸出電壓的波動范圍越小，也就是電壓精度越高。 輸出電壓失真度：即UPS輸出波形中所含的諧波分量所占的比率。常見的波形失真有：削頂、毛刺、畸變等。失真度越小，對負(fù)載可能造成 的干擾或破壞就越小。 負(fù)載峰值因數(shù)：指UPS輸出所能達(dá)到的峰值電流與平均電流之比。一般峰值因數(shù)越高，UPS所能承受的負(fù)載沖擊電流越大。一般雙變換在線式UPS為3:1。 三相不平衡能力：對于三進(jìn)三出的UPS來說，若出現(xiàn)三相的每一相電流不一致，就會造成輸出電壓的不平衡。具有100%負(fù)載不平衡能力的UPS，表示該UPS允許一相輸出帶滿載，而其他兩相空載。 冷啟動功能：在無市電或不接市電的情況下，直接用電池組所提供的直流電壓

17、啟動UPS的功能。 旁 路 功 能：指UPS超載或逆變器發(fā)生故障時，通過控制開關(guān)轉(zhuǎn)換至市電供電，也就是旁路供電。 接發(fā)電機(jī)功能：發(fā)電機(jī)的輸出波形一般失真度較高，且頻率波動范圍很大。因此，UPS必須具有良好的跟蹤發(fā)電機(jī)頻率的性能，保持與發(fā)電機(jī)同步工作，并且保持質(zhì)量較高的輸出波形和穩(wěn)定的輸出電壓。 電池管理水平：由于電池在UPS整機(jī)成本所占比重較大，特別長延時UPS中更占1/3以上，而且電池故障在UPS故障率中也占70%以上。所以電池管理水平的高低直接關(guān)系到UPS的使用。 整 機(jī) 效 率：指UPS輸出功率值與UPS輸入功率值兩者之比，反映了UPS自身消耗功率的水平。效率低會造成UPS本身功耗大、易

18、老化，使電池供電時間變短。SIEMENS UPS整機(jī)效率在90%以上，達(dá)到較高的水平。 監(jiān)控軟件：軟件性能指標(biāo)主要分保護(hù)、監(jiān)測和管理（控制）三個層次。具體內(nèi)容詳見后門章節(jié)內(nèi)容。,10,九 何種UPS適合接發(fā)電機(jī) UPS輸入性能指標(biāo)中有輸入電壓及頻率的允許范圍，只要發(fā)電機(jī)的輸出電壓及頻率在此范圍內(nèi)，均可接受。所接發(fā)電機(jī)的輸出容量應(yīng)為UPS功率的2倍以上，同時注意一定要在發(fā)電機(jī)輸出電壓、頻率、波形較為穩(wěn)定后再接通UPS。 十 UPS應(yīng)用于何種設(shè)備，有無限制 并非所有的電器設(shè)備都需要使用UPS，同樣，UPS也并非適用所有電器設(shè)備。用戶在選擇UPS的負(fù)載時，主要應(yīng)考慮大小、負(fù)載裝置的特性、負(fù)載裝置的重

19、要程度以及不良電力對負(fù)載的影響程度。 UPS一般均應(yīng)用于保護(hù)重要設(shè)備，例如：計(jì)算機(jī)設(shè)備，精密儀器，醫(yī)療儀器等。UPS 適用于電阻性負(fù)載及帶容性的整流性負(fù)載，并非所有負(fù)載均適用，尤其是電感性負(fù)載，像電風(fēng)扇、空調(diào)等家電均不適用。如空調(diào)機(jī)，其啟動電流相當(dāng)大，可達(dá)其額定值的57倍，并且頻繁啟動，因此一般中小型UPS不適用，除非留有足夠的余量。此外象復(fù)印機(jī)、激光打印機(jī)等激活電流較大的設(shè)備亦不適用于UPS，因其瞬間啟動電流大。若UPS容量不足時，易造成瞬間超載。一旦適逢市電中斷時，UPS輸出亦中斷。平時UPS長期處于超載使用時，將縮短電子組件及UPS的壽命。半波整流型負(fù)載亦不適合UPS。 十一 各種技術(shù)U

20、PS電源對市電問題的解決能力,11,十二 輸出波形對負(fù)載有何影響 一般負(fù)載分為三大類，及電阻性負(fù)載（如燈泡）、電容性負(fù)載（開關(guān)電源）及電感性負(fù)載（如傳動馬達(dá)）。UPS輸出波形有正弦波（sine wave）、階梯波（step wave）、方波（square wave）三種。對正弦波而言，此三類負(fù)載均可使用。方波、階梯波僅可用于電阻性及電容性負(fù)載，因感性負(fù)載的反電動勢是階梯波的致命傷，而電容性負(fù)載則需要較高的峰值電壓來驅(qū)動，方波、階梯波的產(chǎn)品恰好有高峰值的特性，但因階梯波有諧波成份，對某些儀器而言會因?yàn)橹C波干擾而產(chǎn)生讀值錯誤或誤動作。 十三 轉(zhuǎn)換時間對計(jì)算機(jī)有何影響 后備式UPS(OFF-LINE

21、 UPS)在市電/電池轉(zhuǎn)換時，會有轉(zhuǎn)換時間，一般均介于210毫秒，就計(jì)算機(jī)而言，當(dāng)電力中斷時，其本身的開關(guān)電源至少可維持10毫秒左右，因此UPS的轉(zhuǎn)換時間是一般個人計(jì)算機(jī)所能接受的。在線式UPS，其市電/電池轉(zhuǎn)換時間為零，小型在線式UPS其旁路/市電轉(zhuǎn)換時間不為零，一般有25毫秒。 十四 不間斷電源系統(tǒng)(UPS)的容量如何計(jì)算 通常UPS多以VA為產(chǎn)品的容量單位。V是電壓，A是電流，VA表示視在功率，也就是不間斷電源系統(tǒng)的容量。舉例來說，一部1000VA的UPS，輸出電壓220V，則其最大輸出電流為4.5A，超過此電流就表示超載。另一種表示功率的方法是W，W表示有功功率，視在功率乘以功率因數(shù)即

22、為有功功率。功率因數(shù)一般為0.6到0.8，選購UPS時，應(yīng)考慮此數(shù)字。 十五 如何選配UPS 1） 確定所需UPS的類型： 根據(jù)負(fù)載對輸出穩(wěn)定度、切換時間、輸出波形確定是選擇在線式、在線互動式、后備式以及正弦波、方波等類型。 在線式UPS的輸出穩(wěn)定度、瞬間響應(yīng)能力比另外兩種強(qiáng)，對非線性負(fù)載及感性負(fù)載的適應(yīng)能力也較強(qiáng)。對一些較精密的設(shè)備、較重要的設(shè)備要求采用在線式UPS。在一些市電波動范圍比較大的地區(qū)，避免使用互動式和后備式。 如果要使用發(fā)電機(jī)配短延時UPS，推薦用在線式UPS，因?yàn)槠胀òl(fā)電機(jī)的電壓及頻率的穩(wěn)定性較差，用互動式及后備式可能導(dǎo)致工作不正常。某些品牌的UPS（在線式）不能帶發(fā)電機(jī)，會

23、轉(zhuǎn)旁路供電，購買時要了解清楚。參見下表：,12,UPS形式對比表 根據(jù)配電系統(tǒng)的不同，有單進(jìn)/單出、三進(jìn)/單出、三進(jìn)/三出幾種機(jī)型可供選擇： 單進(jìn)/單出：選用此機(jī)型時，無需考慮市電三相輸入平衡帶載問題，但必須考慮市電配電的三相均衡帶載問題。三進(jìn)/單出：此機(jī)型三相電平衡輸入，但要考慮UPS旁路輸出時，三相中旁路這一相要承擔(dān)全部負(fù)載。三進(jìn)/三出：對于此機(jī)型，現(xiàn)在最新技術(shù)已實(shí)現(xiàn)UPS輸出可100%不平衡負(fù)載。 2） 確定所需UPS的容量：所保護(hù)之設(shè)備均會標(biāo)示其功率（W）值或電流（A）值， 功率（W）值0.7=VA值 或 電流(A)值220VA值，將所有設(shè)備VA值相加得到總VA值，將總VA值加上20%

24、30%預(yù)備容量即得到UPS VA值 （考慮UPS的抗沖擊能力及擴(kuò)容需要）。 3） 確定所需電池后備時間： UPS依備用時間可分為標(biāo)準(zhǔn)型及長效型。標(biāo)準(zhǔn)型UPS備用時間為5-15分鐘，長效型為1-8小時。假如您的設(shè)備停電時，只需要存盤、退出即可，可選用標(biāo)準(zhǔn)型UPS；假如您的設(shè)備停電時，需長時間運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)選用長效型UPS。長延時型的電池成本可能超過UPS主機(jī)本身。要選擇信譽(yù)度高的電池供貨商，這對UPS系統(tǒng)的可靠性很關(guān)鍵。 一般長效型UPS備用時間主要受電池成本、安裝空間大小以及電池回充時間等因素的限制。大功率UPS采用超長時間后備電池供電弊大于利。因?yàn)閍：為實(shí)現(xiàn)超長備用時間，必然要數(shù)目龐大的電池串聯(lián)和

25、并聯(lián)使用，相應(yīng)充電器的數(shù)目也增多，整個系統(tǒng)的單元數(shù)目增多，系統(tǒng)可靠性降低。b：后備時間越長，購買電池所用資金比重越大。,13,一般在電力環(huán)境較差，停電較為頻繁的地區(qū)采用UPS與發(fā)電機(jī)配合供電的方式，當(dāng)停電時,UPS先由電池供電一段時間，如停電時間較長，可以啟動備用發(fā)電機(jī)對UPS繼續(xù)供電，當(dāng)市電恢復(fù)時再切換到市電供電。 4）供電方式：UPS的供電方式可分為集中供電方式和分散供電方式兩種。 集中供電方式是指1臺UPS向整體線路中各個負(fù)載集中供電。 分散供電方式是指多臺UPS對多路負(fù)載分散供電。 集中與分散供電方式的對比 5） 附加功能： 為了提高系統(tǒng)的可靠性，建議采用UPS冗余系統(tǒng)，可以考慮串聯(lián)冗

26、余（雙機(jī)熱備份）或并聯(lián)冗余。為實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制UPS， 可以選用遠(yuǎn)程監(jiān)控適配器（SNMP卡），實(shí)現(xiàn)UPS的網(wǎng)絡(luò)化管理。 在某些多雨多雷地區(qū)，可以配用防雷器。 6） 售后服務(wù)： 由于UPS較重，而且大容量機(jī)型接線較復(fù)雜，需要上門維護(hù)，所以要選擇售后服務(wù)質(zhì)量較好的供貨商?？梢詮男抛u(yù)度、技術(shù)實(shí)力、服務(wù)機(jī)構(gòu)、維修備件等多方面進(jìn)行考察。 十六 放電時間的計(jì)算 計(jì)算UPS電池供電時間，先計(jì)算出電池放電電流、倍率，然后根據(jù)電池放電曲線查出其放電時間。如要計(jì)算實(shí)際負(fù)載放電時間，只需將UPS容量換為實(shí)際負(fù)載容量即可。 1）放電電流、倍率按以下公式計(jì)算： 放電電流(A)=（UPS容量(VA)功率因數(shù)）（電池放

27、電平均電壓(V)效率） 放電電流倍率(C)=放電電流(A)電池容量(AH) 2）查后面放電時間與放電電流對照圖，得到放電時間值： 注意：超長時間放電可能導(dǎo)致電池深度放電、縮短電池壽命。,14,十七 UPS的安裝 UPS安裝質(zhì)量好壞直接影響到UPS系統(tǒng)今后的長期運(yùn)行,尤其是大中型UPS，因此大中型UPS在規(guī)劃到安裝過程中都應(yīng)該規(guī)范。 一般來講,UPS在安裝時主要考慮以下幾方面因素： 電網(wǎng)情況、負(fù)載容量及特性、使用環(huán)境、接地情況、配線及開關(guān)容量等。1) 電網(wǎng)情況 主要包括電網(wǎng)電壓波動范圍、停電頻率等以確定UPS備用時間的配備。如有必要可以在UPS前極增設(shè)其他保護(hù)措施。 2) 使用環(huán)境溫度：要求為0

28、40濕度：要求為10%90%落塵：UPS周圍環(huán)境要保持清潔，這樣可以減少有害灰塵/濕氣對UPS內(nèi)部線路的 腐蝕 結(jié)構(gòu)：UPS長延時配置時，電池可能較重,此時應(yīng)考慮地板承重問題空間大?。簯?yīng)保證UPS進(jìn)行維護(hù)時，工程人員有一定的施展空間,15,3）接地情況 在電腦系統(tǒng)中為了確保電腦系統(tǒng)穩(wěn)定可靠工作，防止寄生電容耦合干擾，保護(hù)設(shè)備及人身安全，因此必須要有良好的接地系統(tǒng)。 4）配電要求 電纜的線徑必須考慮額定電流及使用環(huán)境溫度，具體規(guī)格請查閱UPS說明書或相關(guān)資料。 十八 UPS的使用1）正常的開機(jī)順序 由于一般負(fù)載在啟動瞬間存在沖擊電流，而UPS內(nèi)部功率元件都有一定的安全工作區(qū)范圍，盡管這些器件都留

29、有一定的余量，但是過大的沖擊電流還是會縮短元器件的使用壽命，甚至造成元器件損壞。因此，在使用時應(yīng)盡量減小沖擊電流帶來的損害。 一般UPS在旁路工作時，抗沖擊能力較強(qiáng)，我們可以利用這一特點(diǎn)在開機(jī)時采用以下方式進(jìn)行，先送市電給UPS，使其處于旁路工作，再逐個打開負(fù)載，先開沖擊電流較大的負(fù)載，再開沖擊電流較小的負(fù)載，然后UPS面板開機(jī)，使其處于逆變工作狀態(tài)。開機(jī)時千萬不能將所有負(fù)載同時開啟，也不可帶載開機(jī)。2）關(guān)機(jī)順序 關(guān)機(jī)順序如下：先逐個關(guān)閉負(fù)載，再將UPS面板關(guān)機(jī)，使UPS處于旁路工作而充電器繼續(xù)對電池組充電。如果需要UPS無輸出，將UPS關(guān)機(jī)，則再將輸入市電斷開即可。3）后備式UPS的使用 后

30、備式UPS一般在市電狀態(tài)下沒有負(fù)載檢測功能，只靠輸入保險(xiǎn)絲起保護(hù)。如用戶使用時不注意這點(diǎn)，在市電時很容易過載使用，雖然市電狀態(tài)下，UPS還可能繼續(xù)工作，但一旦市電異常轉(zhuǎn)電池逆變工作時，UPS就會因過載保護(hù)而關(guān)機(jī),嚴(yán)重時會造成UPS損壞，以上情況都會造成輸出中斷，給用戶帶來一定的損失。因此在使用后備式UPS時應(yīng)特別注意不要過載。,16,4）長效型UPS的使用 長效型UPS由于采用外接電池組以延長供電時間，外接電池的好壞直接影響到UPS的放電時間。因此在使用長效型UPS時應(yīng)特別注意電池的使用和保養(yǎng)。關(guān)于電池使用保養(yǎng)問題的詳細(xì)說明請參閱以后內(nèi)容。 由于長效型UPS外置電池與UPS主機(jī)是分開的，相互間

31、由電池連線連接，一般正常使用時不會有什么問題，但是當(dāng)用戶在裝機(jī)或移機(jī)時，就會需要進(jìn)行重新連線，在連線時應(yīng)注意以下幾個問題： 電池連接時電壓極性要正確； 電池與主機(jī)之間的連線先不要連接，等UPS市電輸入產(chǎn)生充電電壓后再連接。即UPS先上市電再接電池，這樣可以避免打火。（部分機(jī)型須先接電池，否則不能開機(jī)）。 十九 使用UPS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。并保持環(huán)境的清潔。 2） UPS輸出插座應(yīng)明確標(biāo)識，勿加入無關(guān)負(fù)載或使其短路。 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。半波整流型負(fù)載亦不適合。 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

32、機(jī)功率大于兩倍UPS額定功率。必須在發(fā)電機(jī)啟動穩(wěn)定后才能接入U(xiǎn)PS。5） 開啟UPS負(fù)載時，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。 7） 定期對UPS內(nèi)部進(jìn)行清潔，防止UPS積塵太多，影響UPS的正常操作。 8） UPS的日常維護(hù)應(yīng)在保證負(fù)載正常工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行，所以在作維護(hù)時一定要注意負(fù)載的情況，盡量不要影響負(fù)載的工作。 9）在維護(hù)的過程中要注意人身安全，因?yàn)閁PS內(nèi)部有高壓，在維護(hù)以前確認(rèn)UPS工作狀態(tài)無誤才能進(jìn)行。,17,二十 UPS串聯(lián)冗余（雙機(jī)熱備份） 雙機(jī)熱備份的原理：在主機(jī)的交流輸入旁路接入一臺UPS（備機(jī)），正常情況下，主機(jī)旁路開關(guān)斷開

33、，逆變開關(guān)閉合，由主機(jī)向負(fù)載供電；當(dāng)主機(jī)因溫度過高、逆變失敗、主機(jī)電池?fù)p壞等原因發(fā)生故障，或主機(jī)因電池電壓低而關(guān)機(jī)時，備機(jī)會不間斷地投入，向負(fù)載供電。 雙機(jī)備份示意圖： 二一 UPS并聯(lián)冗余 并聯(lián)冗余是將多臺同型號、同功率的UPS，通過并機(jī)柜、并機(jī)模塊或并機(jī)板，把輸出端并接供電，目的是為了共同分擔(dān)負(fù)載功率。其基本原理是：正常情況下，每臺UPS平分負(fù)載電流，當(dāng)一臺UPS故障時，由剩下的幾臺UPS承擔(dān)全部負(fù)載。比如對于60KVA的負(fù)載，我們可以考慮三臺30KVA并聯(lián)，即使一臺UPS出現(xiàn)故障，另兩臺UPS仍然可以承擔(dān)全部負(fù)載，此為N+1并聯(lián)冗余。并聯(lián)冗余的本質(zhì)，是UPS均分負(fù)載。,18,二二 UPS

34、與逆變器的比較 1 UPS：UPS作為一個完整獨(dú)立的電源系統(tǒng)，包括整流器、充電器、逆變器、靜態(tài)旁路開關(guān)、手動維修旁路開關(guān)及電池組，可以在任何場所應(yīng)用，且結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。UPS具有旁路切換功能，逆變器故障時可切換到市電狀態(tài)，繼續(xù)保持供電，可直接對一定容量的電池組進(jìn)行充電，電池組的直流電壓根據(jù)輸出功率的要求而設(shè)置，最高可達(dá)幾百伏，因此可以制成單機(jī)容量較大的UPS。 2 逆變器：在早期的電信機(jī)房中，通常采用將220V交流電源經(jīng)過整流，為48V電池組充電，由電池組直接給程控交換機(jī)供電。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在電信機(jī)房的應(yīng)用，需要使用高質(zhì)量的220V的交流電源。逆變器正常使用時為逆變狀態(tài)，在逆變器故障時，

35、靜態(tài)開關(guān)動作，由市電供應(yīng)電力至負(fù)載。逆變器適用于具有48V電池組的系統(tǒng)，因?yàn)槟孀兤鞯墓ぷ鬟€需要外配充電器、電池組等外部設(shè)備，因此結(jié)構(gòu)松散，占地較大，不易布置。因?yàn)槟孀兤魇窍薅ǖ?8V電池組供電，因此逆變器大功率輸出難以實(shí)現(xiàn)，目前生產(chǎn)的逆變器最大輸出的功率約為10KVA左右。 48V逆變器在控制技術(shù)，抗干擾，網(wǎng)絡(luò)管理，功率等級，可靠性等方面均無法達(dá)到在線式UPS的水平，因此在電信機(jī)房應(yīng)選用在線式UPS較為合適。 二三 UPS常用電池的種類在UPS應(yīng)用中的電池共有三種：包括開放型液體鉛酸電池，免維護(hù)鉛酸電池，鎳鉻電池?，F(xiàn)UPS廠家所配的電池一般為免維護(hù)鉛酸電池，下面以免維護(hù)鉛酸電池為主介紹三種電池

36、的特點(diǎn)。 1：開放型液體鉛酸電池：期望壽命810年，價(jià)格低廉 。電解液呈酸性，會腐蝕金屬，由于此電池硫酸電解會產(chǎn)生腐蝕性氣體，此類電池必須安裝在通風(fēng)并遠(yuǎn)離精密電子設(shè)備的房間，且電池房應(yīng)鋪設(shè)防腐蝕瓷磚。由于蒸發(fā)的原因，開放電池需定期測量比重，加酸加水。此電池可忍受高溫高壓和深放電。電池房應(yīng)禁煙并用開放型電池架。此電池充電后不能運(yùn)輸，因而必須在現(xiàn)場安裝后充電初充電一般需50-90小時。正常每節(jié)電壓為2V，初充電電壓為2.6-2.7V。,19,2：免維護(hù)鉛酸電池：又名閥控式密封鉛酸蓄電池，無需加水，期望壽命一般為57年，價(jià)格較高 。在使用和維護(hù)中需遵循下列原則： 密封電池可允許的運(yùn)行范圍為-15度5

37、0度 ，但5度35度之內(nèi)使用可延長電池壽命。在零下15度以下電池化學(xué)成分將發(fā)生變化而不能充電。在20度到25度范圍內(nèi)使用將獲得最高壽命。電池在低溫運(yùn)行將獲得長壽命但較低容量，在高溫運(yùn)行將獲得較高容量但較短壽命。 電池壽命和溫度的關(guān)系可參考如下規(guī)則，溫度超過攝氏25度后，每高10度電池壽命將減一半。 免維護(hù)電池的設(shè)計(jì)浮充電壓為2.3V /節(jié)。12V的電池為13.7V。 放電結(jié)束后電池若在72小時內(nèi)沒有再次充電。硫酸鹽將附著在極板上損壞電池。 電池在浮充或均充時，電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體在負(fù)極板電解成水，從而保持電池的容量且不必外加水。但電池極板的腐蝕將減低電池容量。 電池隔板壽命在高溫環(huán)境大大縮短。長

38、時間存放的電池每6個月必須充電一次。電池必須存放在干燥 涼爽的環(huán)境。在20度的環(huán)境下免維護(hù)電池的自放電率為3-4%每個月，并隨溫度升高而增大。 免維護(hù)電池都配有安全閥，當(dāng)電池內(nèi)部氣壓升高到一定程度時安全閥可自動排除過剩氣體，在內(nèi)部氣壓恢復(fù)時安全閥會自動恢復(fù)。 電池的周期壽命（充放電次數(shù)壽命）取決于放電率，放電深度，和恢復(fù)性充電的方式， 其中最重要的因素是放電深度。在放電率和時間一定時，放電深度越淺，電池周期壽命越長。免維護(hù)電池在25度100%深放電情況下周期壽命約為200次。 電池在到達(dá)壽命時表現(xiàn)為容量衰減，內(nèi)部短路，外殼變形，極板腐蝕，開路電壓降低。 標(biāo)稱容量和實(shí)際后備時間非線性關(guān)系，容量部

39、分減低相應(yīng)后備時間會減低很多。一些UPS 廠家定義電池的壽命終止為容量降至標(biāo)稱容量的50-60%。 絕對禁止不同容量和不同廠家的電池混用，否則會降低電池壽命。 若兩組電池并聯(lián)使用，應(yīng)保證電池連線，匯流排阻抗相同。 免維護(hù)電池意味著可以不用加液，但定期檢查外殼有無裂縫、電解液有無滲漏等仍是必要的。,20,3：鎳鉻電池：此類電池不同于鉛酸電池，電解時產(chǎn)生氫和氧而不產(chǎn)生腐蝕性氣體，因而可安裝在電子設(shè)備的旁邊。且水的消耗很少，一般不需維護(hù)。正常壽命為20-25年。遠(yuǎn)比前面提到的電池昂貴。初始安裝的費(fèi)用約為鉛酸電池的三倍。并不會因環(huán)境溫度高而影響電池壽命，也不會因環(huán)境溫度低而影響電池容量。放電特性最佳，

40、可放置于任何惡劣環(huán)境。 優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：1開放型鉛酸電池：優(yōu)點(diǎn)：投資較少，壽命較免維護(hù)電池長，對溫度要求較低。缺點(diǎn)：維護(hù)較復(fù)雜，需專門的電池間，有腐蝕性氣體排出，必須現(xiàn)場初充電50-90 小時，需專人維護(hù)。2：免維護(hù)鉛酸電池：優(yōu)點(diǎn)：不需加液等維護(hù)，可在滿充狀態(tài)下運(yùn)輸，不需專人維護(hù)。缺點(diǎn)：不及時恢復(fù)性充電會損害電池，對溫度較敏感，壽命較短，比鉛酸電池貴。3：鎳鉻電池：優(yōu)點(diǎn)：維護(hù)要求較低，壽命較長，對溫度不敏感，無有害氣體排放。缺點(diǎn)：三種電池中最貴。 考慮到負(fù)載條件、使用環(huán)境、使用壽命及成本等因素，UPS一般選擇免維護(hù)鉛酸電池。 二四 電池的維護(hù)和保養(yǎng)現(xiàn)UPS一般多數(shù)選用免維護(hù)電池，維護(hù)較方便，但也需

41、進(jìn)行下列工作： 目視檢測排氣閥是否正常，電池外表是否有變形或膨脹漏液現(xiàn)象； 每三到四個月要放電一次，以防止極板氧化，如長期不停市電，應(yīng)人工將電池放電，帶50%以上負(fù)載放電，時間為1/41/3后備時間； 電池放電后應(yīng)及時再充電，未充飽的電池再放電，會導(dǎo)致電池容量降低甚至損壞，所以必須配置適宜的充電器；免維護(hù)電池的最佳充電電流為0.1C左右，充電電流決不能大于0.25C。充電電流過大或過小都會影響電池的使用壽命； 環(huán)境溫度要保持在0度+40度（建議15度+25度），高溫會縮短壽命，低溫容量降低。避免陽光直射； 電池使用中會產(chǎn)生氫氣，所以要遠(yuǎn)離火源，保持通風(fēng)，防止爆炸； 請保持環(huán)境清潔，過多的灰塵可

42、導(dǎo)致蓄電池短路；,21, 檢視電池+、-極端子是否氧化，檢查端子是否松動； 量測電池端充電電壓（每一節(jié)電池的正常值為13.713.8VDC）； 負(fù)責(zé)電池保養(yǎng)的人員建議在專業(yè)工程師的指導(dǎo)下執(zhí)行電池保養(yǎng)或請專業(yè)工程師執(zhí)行，避免觸電情形發(fā)生； 使用三年后需及時檢查更換。電池使用越久，定期保養(yǎng)應(yīng)越密集，避免市電中斷UPS無法供電。 不同品牌、不同容量、不同新舊的電池嚴(yán)禁混合使用； UPS帶載過輕有可能造成電池的深度放電，應(yīng)避免； 長期停用的電池（UPS）應(yīng)充電后貯存，而且每半年需要對電池進(jìn)行充放電一次，一般對電池進(jìn)行浮充410小時左右，并在電池逆變狀態(tài)下工作一段時間，再將其充滿。 二五 電池的安時數(shù)是

43、什么概念 安時數(shù)代表電池容量的大小。電池的額定容量指25，以恒定電流放電20小時至終止電壓（1.75V/單格），該電流的20倍即為電池的容量。一般用AH數(shù)代表電池的額定容量，Cn表示20小時放電率。有些電池是以10小時放電率計(jì)算的，用C10表示。 例：100Ah/12V的電池指該電池以5A（0.05C）的電流恒定放電直至終止電壓10.5V，可連續(xù)放電20小時。 電池放電時間與放電電流不是線性關(guān)系，如100Ah電池以100A的電流放電，則支持不了1個小時，只有數(shù)十分鐘。如以1A的電流放電，則會超出100小時（不推薦如此方式放電）。 二六 如何延長UPS的供電時間 延長不間斷電源系統(tǒng)的供電時間有兩種方法： 1）加掛電池箱：優(yōu)點(diǎn)是可依所需供電時間加掛數(shù)組電池箱，但須注意是此種方法會造成電池充電時間相對增加，另外也會增加維護(hù)設(shè)備、產(chǎn)品體積與成本，故需好好評估。 2）選購容量較大的不間斷電源系統(tǒng)：此方法不僅可減少維修成本，若遇到負(fù)載設(shè)備擴(kuò)充，較大容量的不斷電系統(tǒng)仍可立即運(yùn)作。,22,二七 電池的壽命有多長？ 通常UPS配用的免維護(hù)蓄電池