ups電源范文
時間：2023-03-27 00:28:32
導語：如何才能寫好一篇ups電源，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。
篇1
1、ups也叫不間斷電源，是將蓄電池與主機相連接，通過主機逆變器等模塊電路將直流電轉換成市電的系統設備。ups電源分為三種，即在線式，后備式，線上交錯式。
2、在線式ups工作原理，當在線式UPS在電網供電正常時，電網輸入的電壓經過噪聲濾波器去除電網中的高頻干擾，可以得到純凈的交流電，進入整流器進行整流和濾波，并將交流電轉換為平滑直流電，之后分為兩路，一路進入充電器對蓄電池充電，另一路供給逆變器，然而逆變器又將直流電轉換成220V，50Hz的交流電供負載使用。當發生市電中斷時，交流電的輸入已被切斷，整流器不再工作，這時蓄電池放電把能量輸送到逆變器，再由逆變器把直流電變成交流電，供負載使用。所以，對負載來說，盡管市電已不復存在，但此時負載并未因市電中斷而停運，仍可以正常運行。
3、后備式ups工作原理，當電網供電正常時，一路市電通過整流器對蓄電池進行充電，而另一路市電通過自動穩壓器初步穩壓、吸收部分電網干擾后，再由旁路轉換開關直接給負載供電。這時，蓄電池處在充電狀態，直到蓄電池充滿而轉入浮充狀態。UPS相當于一臺穩壓性能較差的穩壓器，只是對市電電壓幅度波動有所改善，對電網上出現的頻率不穩、波形畸變等“電污染”不作任何調整。當電網電壓或電網頻率超出UPS的輸入范圍時，即在非正常的情況下，交流電的輸入己被切斷，充電器停止工作，蓄電池進行放電，在控制電路的控制下逆變器開始工作，使逆變器產生220V、50Hz的交流電，此時UPS供電系統轉換為由逆變器繼續向負載供電。后備式UPS的逆變器總是處于后備供電狀態。
4、線上交錯式ups工作原理，市電正常時直接由市電向負載供電，當市電偏低或偏高時，通過UPS內部穩壓線路穩壓后輸出，當市電異?；蛲ｋ姇r，通過轉換開關轉為電池逆變供電。其特點是：有較寬的輸入電壓范圍，噪音低，體積小等特點，但同樣存在切換時間，但和一般后備UPS相比，這種機型保護功能較強，逆變器輸出電壓波形較好，一般為正弦波。
（來源：文章屋網 ）
篇2
關鍵詞：UPS原理；注意事項；使用；維護
廣播電視行業對電源都有較高要求， 因此系統必須配備符合要求的、健康的U PS 電源， 保持供電系統的不間斷供電非常重要。如何提高機房的供電質量， 最大限度的防止因電源原因造成的停機事故， 已成為保障廣播電視節目能否安全優質播出的重要因素。
UPS電源是衛星地面站保持供電系統不間斷供電的重要設備，確保機房供電的持續性，以防斷電而造成電視節目的不正常播出。因此，要求智能化程度高，儲能器材都采用免維護蓄電池，也是因為這樣，往往忽略了對UPS電源維護與檢修。這是很危險的，一旦出現故障，整個工作系統將癱瘓。以下介紹UPS工作原理電路結構和使用注意事項及日常維護要求。
1 UPS電路結構工作原理
該在線式UPS主要由EMI濾波器、旁路電路、AC/DC轉換器、DC/AC逆變器、電池充電器、DC/DC轉換器、控制和檢測電路等組成，并配備了智慧型監控軟件。當UPS開機時，電源電壓經EMI濾波器分二路輸出：一路送至AC/DC轉換器變成直流電，再送至半橋式DC/AC逆變器呈交流輸出；另一路作為旁通路徑?？拷敵龆说呐月烽_關可選擇旁通路徑輸出或逆變輸出。若一切正常，旁路開關會選擇逆變輸出，此種輸出稱為在線式輸出。
2 斷電故障發生時UPS的動作過程
當輸入的市電中斷時，AC/DC轉換器和電池充電器均不動作，DC/DC轉換器將電池的電壓轉換至DC/AC逆變器的輸入端，經DC/AC逆變器轉為交流輸出，這就是所謂的電池供電模式。
圖中的輔助電源為所有控制電路供電。由于DC/AC逆變器一直在工作，市電斷電時DC/DC轉換器能快速啟動并接替AC/DC轉換器工作，且DC匯流排上掛有儲能濾波電容器，使得DC/AC逆變器的輸出端，持續穩定地給負載供電，實現零時間轉換，對負載而言，不會感到發生斷電。
3 維護與故障處理
3.1 運行環境維護
即便UPS電源是在正常工作狀態，也要經常觀察周邊環境，以保持電池最佳的溫度，避免太陽光直射或者環境的溫度過高。并防塵除塵，每到氣候干燥的時節，注意空氣的灰粒飛進機內沉積，導致器件散熱功能不好。當空氣潮濕時，經常觀看機子的工作動向，以免失常而報警不準確。
3.2 定期檢測
除了對UPS電源常觀察，勤除塵外，還時不時檢查各個連接線路或者插件之間的連接情況，是否有松動和接觸不牢的情況、腐蝕現象、有無殼變形和滲漏、主機設備是否正常等。
對于儲能電池，要每年定期做一次放電。放電后，為保證蓄電池處于飽和狀態，充電至少達到12 小時。
平時每組電池至少應有8只電池作標示電池，作為了解全電池組工作情況的參考，對標示電池應定期測量并做好記錄。
3.3 故障處理
當出現故障時，斷開手動旁路開關，切至維護位置（使用戶不停電），UPS 裝置停工作，蓄電池開關合閘，打開裝置門進行檢查。
當UPS電池系統出現故障時，及時的找出故障原因，要查清主機、電池組、UPS電源系統等。通過進行分析、檢測。如自檢部分發生故障，顯示的故障內容則可能有誤。
當主機出現擊穿，斷保險或燒毀器件的故障，一定要查明原因并排除故障后才能重新啟動，否則會接連發生相同的故障。
當電池組中發現電壓反極、壓降大、壓差大和酸霧泄漏現象的電池時，應及時采用相應的方法恢復和修復，對不能恢復和修復的要更換，但不能把不同容量、不同性能、不同廠家的電池聯在一起，否則可能會對整組電池帶來不利影響。對壽命已過期的電池組要及時更換，以免影響到主機。
4 使用注意事項
4.1 電源開關步驟
開機要按順序合閘：儲能電池開關自動旁路開關輸出開關依次置于“ON”。日常開機只需按UPS面板“開”鍵，約20分鐘后，即可使用。
關機的時候先將電腦或其它儀器關閉，讓UPS空載運行10分鐘，待機內熱量排出后，再按面板“關”鍵。
4.2 電源系統使用
雖然UPS電源主機對環境溫度要求不高，但要求室內清潔，少塵。儲能蓄電池則對溫度要求較高，溫度太低，會使儲電池容量下降。主機中設置的參數在使用中不能隨意改變。
在無外電靠UPS電源系統自行供電時，應避免帶負載啟動UPS電源，應先關斷各負載，等UPS電源系統起動后再開啟負載。
UPS電源系統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備，也不允許在滿負載狀態下長期運行。
由于組合電池組電壓很高，存在電擊危險，因此裝卸導電聯接條、輸出線時應用安全保障，工具應采用絕緣措施，特別是輸出接點應有防觸摸措施。
對電池應避免大電流充放電，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，使得極板活性物質脫落，電池內阻增大，溫升越高，嚴重時將造成容量下降，壽命提前終止。
正確連接好UPS，應將UPS的輸入零（N）、相（C）、地（G）與市電的零、相、地對應。
5 結束語
對于UPS的使用，做好維護工作，遵行使用手冊，加強運行維護，做好測量工作，這樣將延長壽命，避免不必要的故障發生。即便有智能化的設備，但是預防是安全運行的重要保障。維護工作是一門學無止境的工作，是一門科技含量較高工作，讓我們一起共同探討通向更高一層的階梯。
參考文獻
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[4]趙鶴鳴，賀利群，周志信.UPS電源系統故障分析與處理[J].河北企業.2011（09）
篇3
關鍵詞：UPS電源；廣播電視播出系統；應用
大數據時代，廣播電視行業得到了飛速發展，多數廣播電臺都采用了非編制作以及硬盤播出系統，硬件設備的數量較多，其對于電壓的穩定性有著較高的要求，如果電源穩定性差，電壓波動劇烈或者經常突然斷電，則很容易造成設備的損壞。對此，需要引入UPS電源系統，滿足設備對于電源和供電質量的實際需求。
1UPS電源概述
UPS電源的全稱是UninterruptiblePowerSystem，不間斷電源，屬于一種包含了儲能裝置以及逆變器的恒壓恒頻電源，可以為計算機或者網絡系統等提供不簡單的電力供應。在市電輸入正常的情況下，UPS電源主要發揮穩壓器的功能，可以保證市電電壓的穩定性，防止不穩定電壓導致的設備跳斷或者損壞，同時也會向電源內部的儲能裝置充電；如果市電由于故障或者檢修而中斷，則UPS電源能夠將儲能裝置中的電能通過逆變轉換，為負載提供電力供應，確保負載的正常運行[1]。UPS電源的應用，能夠有效滿足設備對于電源可靠性的要求，對集中供電引發的電網環境惡劣問題進行改善。依照工作原理，可以將UPS電源范圍3種不同的類型：一是后備式UPS，這也是最為常用的UPS電源，其本身具備了斷電保護、自動穩壓等功能，雖然需要10ms左右的轉換時間，但是基本不會對設備造成負面影響，在微機、外設以及POS機等領域有著廣泛的應用。二是在線式UPS，相比較后備式，在線式UPS的結構更加復雜，不過功能也更加完善，基本上可以對所有的電源問題進行解決，不過，由于本身的成本偏高，在線式UPS一般被應用在對于供電質量要求較為苛刻的環境中，如網絡中心、終端服務器等。三是在線互動式UPS，具備濾波功能，抗干擾能力強，而且轉換時間僅為4ms，在網絡設備以及電力環境相對惡劣的地區有著良好的適用性。
2UPS電源系統的設計
以某廣播電視發射臺為例，其設置有12套調頻廣播頻道和5套模擬電視頻道、8套數字電視頻道，對于電源的安全性和可靠性有著相當嚴格的要求。在對UPS電源系統進行設計時，從實際需求出發，采用了雙聯路供電回路模式，每一條UPS鏈路均相互獨立，在鏈路中不存在單節點。鏈路包括了輸入源、UPS機組、蓄電池組、ATS自動切換系統等，引入了兩路相互獨立的市電來作為主備電源，經ATS自切選擇后進入UPS機組，然后通過分配柜分配到設備中。這里的UPS電源選擇SymmtraPX48kW模塊化電源，支持熱插拔，配合高性能蓄電池組，可以保證信號系統30min以上的電力供應。
2.1UPS容量計算
依照負載的性質和容量，選擇相應的UPS容量，可以在保證系統正常運行的同時，減少成本投入。首先是對負載容量的估算，然后以此為基礎，進行UPS容量的計算，其計算公式為：UPS設計容量=設計負載容量/（UPS主機理想輸出效率×UPS輸出功率因數）在該案例中，UPS設計容量為31.35kW，參照2+1的冗余模式，總容量為48kW。
2.2ATS設計
ATS表示雙電源切換開關，可以在微處理器的控制下，完成兩路供電的自動切換。在該案例中，開關選擇ABBOTM_C_D的三點式結構，控制器則選擇OTM_C_D微型智能控制器，如果檢測到電源發生故障，則控制器會發出相應的動作指令，使得開關帶負荷切換到備用電源。從安全方面考慮，在ATS中加入了旁路機械連鎖開關，這樣即使ATS開關出現問題，也可以通過旁路開關實現切換。同時，設置了自動和手動兩種操作模式，前者用于ATS的自切，后者則用于UPS電源的檢修和維護[3]。
2.3UPS
選擇在線式UPS電源，其能夠實現對于各類供電的零時間切換，同時具備穩壓、穩頻的特點，也可以有效抵抗市電的干擾，具備良好的性能。UPS性能可以分為兩部分，一是電源本身的穩定度，一般由逆變器輸出電路和電壓的波動幅值及頻偏決定，二是系統的后備時間，通常取決于電池組充放電所需的時間。
3UPS電源系統的管理和維護
對于UPS電源的管理，主要設置了設備監控、環境監控和視頻監控三種網絡化管理模式，通過分級管理來保證UPS電源的穩定可靠運行。通過網絡監控平臺，工作人員可以針對機房內部的環境以及電源的運行狀態進行實時監控，掌握UPS電源在運行過程中的參數信息，對照標準信息進行分析，一旦發現異常，可以在第一時間發現并處理，從而消除安全隱患[4]。對于UPS電源的維護，需要從多個方面開展工作：一是重視電池選擇。在資金條件允許的情況下，應該優先選擇質量較高的免維護電池，確保電池具備良好的性能。也可以選擇容量較大的UPS電源系統，其不僅可以滿足系統擴充的要求，也可以減少運行維護的成本。在沒有特殊要求的情況下，UPS電源的檢查周期一般在4～6個月，技術人員需要利用專業的儀器設備，對電池的內阻和端電壓進行檢測，如果發現電池內阻超過80mΩ，或者端電壓低于最低臨界電壓，則需要進行均衡充電或者直接對電池進行更換；二是定期充放電。UPS電源與市電相連接，如果市電的供電質量穩定，稍有停電問題，則蓄電池會長期處于浮充狀態，很可能會導致電池化學能與電能轉化的活性降低，加速電池老化，也會在一定程度上壓縮電池的額使用壽命。針對這個問題，維護人員需要每隔2～3個月，對電池進行完全充放電，但是應該避免出現過度放電的情況，可以根據電池本身的容量以及負載的大小，對放電的時間進行確定；三是做好環境控制。環境溫度對于蓄電池使用壽命的影響巨大，通常情況下，電池生產廠家要求蓄電池的最佳運行溫度在20℃～25℃之間，如果溫度偏高，電池的放電能力會有所提升，但是壽命會大大縮短。相關測試表明，當環境溫度在25℃以上時，每升高10℃，電池的使用壽命就會縮短一半。因此，需要在機房內設置相應的空調和通風系統，將溫度控制在20℃～25℃之間，以保證電池的使用壽命[5]。
4結論
總而言之，UPS電源可以作為市電的一種補充，為設備提供穩定的電力供應，保證設備的運行安全。在廣播電視領域應用UPS電源系統，可以減少突然斷電導致的數據丟失以及設備損壞問題，而想要確保UPS電源系統功能的充分發揮，不僅需要做好系統設計工作，還必須重視管理和維護，及時發現系統運行中存在的異常和問題，保證廣播電視播出系統的穩定可靠運行。
參考文獻
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篇4
關鍵詞：UPS電源；電氣測試技術；性能
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
一、UPS電源電氣測試系統工藝流程
UPS 電源電氣測試系統是檢測已生產好的 UPS 電源是否達到質量要求，是 UPS 電源出廠前的重要工序，它需要能夠準確地檢測出UPS 電源是否合格。其主要生產流程是：首先將完成生產的 UPS 電源進行檢測，檢測內容包括市電空載輸出電壓、直流開機輸入電壓、直流開機輸出電壓、市電帶載輸出電壓、整流帶載輸出電壓、機箱內溫度、電源逆變輸出時直流低警告點以及關機點，并且將檢測值與標準值進行比較，若與標準值一致則說明 UPS 合格，將數據記錄在 SQL 數據庫中；若檢測值與標準值不一致，則 UPS 電源不合格，不能出廠，要進行重新生產。在檢測時，如果發現存在較大異常，立即斷開所有輸入。
UPS電源系統作為輸入電源和用戶負載之間的橋梁，可以使用戶負載免受電網異常的干擾，提供安全、穩定的運行。在市電斷開后，UPS電源可以將內部電池能量提供給負載，從而繼續一段時間的供電。UPS 電源原理框圖如圖1所示：
圖1UPS 原理框圖
（1）市電正常供電。此過程中間的整流器正常工作，由主電輸入，市電首先在開關閉合的狀態下輸入，再進入整流器中整流，平整的直流電壓則從內部的濾波電容中輸出，此時市電分為兩路，一路從逆變器通過，一路給內部電池。逆變器將將平整的直流電經過SPWM 變換，后逆變轉換，輸出濾波，最后由右側的靜態開關轉換給用電負載。
（2）電池供電。當市電出現故障時，UPS 內部電池給負載供電，電池存儲的電能經過逆變器轉換輸出平整的直流電壓，再經靜態開關轉換，最終輸出符合要求的電壓。
（3）旁路供電。當機器關機或者輸入市電、輸入直流電都出現故障時，轉為旁路輸入，由備用機給用電負載供電，通過旁路開關切換到旁路供電狀態。
（4）手動維修旁路狀態。手動維修狀態要保證 UPS 電源內部的主電路上沒有電池輸入，才能開始維修。第一步要使 UPS 電源工作在自動旁路狀態，第二步閉合手動維修旁路的開關，且斷開旁路開關和右側的輸出開關。
本系統根據某 UPS 電源生產廠家的 UPS 電源電氣測試要求，流程圖如圖2所示。在檢測過程中，首先根據電源的型號確定測試參數，然后進行檢測，并將檢測的值與標準值進行比較，如果與標準值一致，則將該數據記錄至SQL數據庫。檢測部分包括市電空載輸出電壓、直流開機輸入電壓、直流開機輸出電壓、市電帶載輸出電壓、整流帶載輸出電壓、機箱內溫度、電源逆變輸出時低警告點電壓以及保護點電壓等。記錄的數據放在 SQL 數據庫中，以備查看。
圖2 測試流程圖
二、UPS電源電氣測試技術與方法
在熟悉 UPS 電源電氣參數檢測原理的情況下，才可以提出合理的測試方案，準確而又高效地對 UPS 電氣性能進行測試。測試的方法包括給出開始測試信號，系統啟動開關動作，市電輸入開關動作，檢測輸出電壓，……，最后對檢測的指標分析比對，如圖3所示。
圖3 測試方法
本系統主要功能是實現 UPS 電源的電氣性能參數測試，主要包括市電空載測試，整流及逆變測試，市電帶載測試，機內溫度檢測，直流電源開機測試。本系統對于要測量的參數所使用的方法具體如下所示：
(一)市電空載測試
在接線排主電輸入位置接入市電，閉合輸入市電開關，按顯示面板上的開機鍵，將功率表打在電壓檔，正極接接線排的主電輸入位置，負極接在參考零電位，延時 3S 后測量輸入市電電壓。閉合輸出電壓開關，將功率表打在電壓檔，負極接到參考零電位，正極接接線排的輸出電壓位置，延時 3S 測得電壓為市電空載輸出電壓。
(二)市電帶載測試
接上模擬負載，閉合主電開關。加上 50%的負載，即閉合 50%負載開關，延時 3S 后打開控制輸出電壓開關，將功率表打在電壓檔，正極接接線排的輸出電壓位置，負極接在參考零電位，測量的電壓為市電 50%負載輸出電壓。然后改變模擬負載箱負載的大小，用功率表測量不同負載的輸出電壓。在測試過程中負載分為 50%、100%、110%、125%。
(三)整流及逆變測試
在市電掉電后，UPS 內部的電池可以對用電負載進行供電。此時內部電池逆變供電，將功率表調到直流電壓檔位，檢測整流時輸出的電壓值。改變模擬負載箱負載的大小（分別為負載總容量的 50%、100%、110%、125%），延時 3S 后用功率表檢測輸出電壓的大小。在內部電池逆變供電的過程中，若電池電壓降至低報警點時，UPS 電壓會報警，檢測此時的電壓為低警告點電壓；若內部電池繼續供電，則 UPS 會自行關機，記錄此時的電池電壓為保護點電壓。
(四)機內溫度的檢測
UPS 電源在運行過程中機箱內溫度是一個重要的參數，只有機箱內溫度在一個范圍內才能使 UPS 電源正常安全地運行。為了檢測機箱內溫度，在機內安裝一個溫度傳感器，檢測溫度是否正常（滿載及超載情況下溫度不超過 90°C），而溫度達到 50°C 左右時機箱內的風機才開始轉動。
(五)直流電源開機測試
用外部直流電源對 UPS 電源進行供電，調整外部電源的大小，直至 UPS 電源開機，用功率表檢測直流開機輸入電壓大小，在延時一段時間后，同樣用功率表檢測 UPS 電源輸出電壓的大小。
三、UPS 電源電氣測試系統功能要求
UPS電源電氣測試系統主要是用來檢驗UPS電源產品電氣性能是否合格，以免不合格產品的使用給顧客帶來損失。按照國家相關規定，在 UPS 電源出廠投入市場之前，必須對其性能進行檢測，因而就有了UPS電源電氣測試系統。該系統可以對UPS電源電氣性能包含的各種參數進行檢測（市電空載輸出電壓、直流開機輸入電壓、直流開機輸出電壓、市電帶載輸出電壓、整流帶載輸出電壓、機箱內溫度、電源逆變輸出時直流低警告點電壓以及保護點電壓），采集的數據在 S7-1200 中判定是否合格。
收集的數據通過 RS485 串行通信傳至 S7-1200 中，經過 S7-1200 對數據進行分析、處理與標準值進行比較，并且將測試數據在工控機監控界面中準確的顯示出來。在分析過程中引入層次分析法與關聯度分析法相結合的算法，綜合分析這些參數，從而判斷出 UPS 電源電氣性能是否合格，以決定是否投入市場運行。
UPS 電源電氣測試系統要實現的功能要求如下所示：
（1）能夠對 UPS 電源電氣性能進行多種操作：檢測直流空載、市電空載、市電滿載、市電空載的輸出電壓等。
（2）在測試系統運行時，能顯示檢測到的電壓、溫度等數據。
（3）根據制定好的檢測方法控制開關的動作、延時、測試儀表的檢測等使系統協調運行。利用 S7-1200 PLC 控制系統，使之實現延時、檢測、比對等功能。
（4）通過組態王組態軟件監控整個 UPS 電源電氣測試過程的檢測和綜合分析。
（5）對于判定電氣性能為合格的產品，將檢測數據保存至 SQL 數據庫中。
四、系統硬件方案設計
UPS電源電氣測試系統分為測試現場與工控機監控兩大部分。
在工控機中配備有 S7-1200 編程軟件和組態王組態軟件，是整個系統的中心部分。其中 S7-1200 與工控機、組態王的通信方式是工業以太網。電氣測試現場部分選取西門子S7-1200 作為系統的中心，用于控制現場各種參數的采集和處理，從而實現對電氣測試數據的準確分析。
數字量輸入模塊用于接入 UPS 電源電氣測試系統的啟停、開關動作的 1/0 輸入信號；數字量輸出模塊用于顯示輸出UPS電源電氣測試的分析結果；模擬量輸入模塊實現對UPS電源市電空載輸出電壓、直流開機輸入電壓、直流開機輸出電壓、市電帶載輸出電壓、整流帶載輸出電壓、機箱內溫度等多點值數據采集。電氣測試現場與 PLC 的通信采用的是RS485 串行通信，檢測值通過 RS485 傳送至 PLC 中。
五、系統軟件方案設計
UPS 電源電氣測試系統的軟件設計包括在 PLC 軟件中設計編寫程序、監控組態界面的繪制、與數據庫的連接三大部分。
PLC 程序設計部分采用 STEP7 Basic V10.5 編程軟件，完成 UPS 電源電氣測試系統的硬件組態、符號編輯、地址分配、網絡通訊設置等，并依據測試系統的設計要求，編寫順序控制模擬量的采集和運用算法綜合分析 UPS 電源電氣性能程序。
利用組態王組態軟件設計監控部分，其優點是在界面中可以顯示測試的實時數據，進而確保測試的精確度。此外，還可以對工程加密，確保重要測試數據如輸出電壓、輸入電壓等的精確顯示、存儲和保密。同時將合格的測試數據保存至 SQL 數據庫中，方便于日后查詢測試數據，也為管理人員提供依據。
結語
本文通過分析 UPS 電源整流逆變基本原理，了解 UPS 電源電氣測試工藝流程；詳細闡述了電氣測試的方法。確定了 UPS 電源電氣測試系統功能要求，對電氣測試主要用 PLC 來采集數據和分析電氣性能，并采用組態王軟件設計監控界面。
篇5
【關鍵詞】UPS;逆變器;智能化;蓄電池;維護
UPS電源也稱不間斷電源，能夠提供持續、穩定、不間斷的電源供應的重要外部設備。它在市電停止供應的時候，能保持一段供電時間，使人們有時間存盤，再從容地關閉機器。
一、UPS電源的工作原理
UPS電源按工作原理分成后備式、在線式與在線互動式三大類。UPS電源現已廣泛應用于：工業、通訊、國防、醫院、廣播電視、計算機業務終端、網絡服務器、網絡設備、數據存儲設備等領域。
1.在線式
在線式UPS的運作模式為市電和用電設備是隔離的，市電不會直接供電給用電設備，而是到了UPS就被轉換成直流電，再兵分兩路，一路為電池充電，另一路則轉回交流電，供電給用電設備，市電供電品質不穩或停電時，電池從充電轉為供電，直到市電恢復正常才轉回充電，UPS在用電的整個過程是全程介入的。其優點是輸出的波型和市電一樣是正弦波，而且純凈無雜訊，不受市電不穩定的影響，可供電給電感型負載，例如電風扇，只要在UPS輸出功率足夠的前題下，可以供電給任何使用市電的設備。
UPS電源一直使其逆變器處于工作狀態，通過電路將外部交流電轉變為直流電，再通過高質量的逆變器將直流電轉換為高質量的正弦波交流電輸出給計算機。在線式UPS在供電狀況下的主要功能是穩壓及防止電波干擾;在停電時則使用備用直流電源（蓄電池組）給逆變器供電。由于逆變器一直在工作，因此不存在切換時間問題，適用于對電源有嚴格要求的場合。在線式UPS電源不同于后備式的一大優點是供電持續長，一般為幾個小時，也有大到十幾個小時的，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，價格也明顯要貴很多。這種在線式UPS比較適用于計算機、廣電、交通、銀行、證券、通信、醫療、工業控制等行業，因為這些領域的電腦一般不允許出現停電現象。
2.后備式
后備式又稱為非在線式不間斷電源，它只是“備援”性質的UPS，市電直接供電給用電設備也為電池充電，一旦市電供電品質不穩或停電了，市電的回路會自動切斷，電池的直流電會被轉換成交流電接手供電的任務，直到市電恢復正常，UPS只有在市電停電了才會介入供電，不過從直流電轉換的交流電是方波，只限于供電給電容型負載，如電腦和監視器。平時處于蓄電池充電狀態，在停電時逆變器緊急切換到工作狀態，將電池提供的直流電轉變為穩定的交流電輸出，因此后備式UPS也被稱為離線式UPS。后備式UPS電源的優點是：運行效率高、噪音低、價格相對便宜，主要適用于市電波動不大，對供電質量要求不高的場合，比較適合家庭使用。然而這種UPS存在一個切換時間問題，因此不適合用在關鍵性的供電不能中斷的場所。不過實際上這個切換時間很短，一般介于2至10毫秒，而計算機本身的交換式電源供應器在斷電時應可維持10毫秒左右，所以個人計算機系統一般不會因為這個切換時間而出現問題。后備式UPS一般只能持續供電幾分鐘到幾十分鐘，主要是讓您有時間備份數據，并盡快結束手頭工作，其價格也較低。對不是太關鍵的電腦應用，比如個人家庭用戶，就可配小功率的后備式UPS。
3.線上交錯式
線上交錯式又稱為線上互動式或在線互動式，基本運作方式和離線式一樣，不同之處在于線上交錯式雖不像在線式全程介入供電，但隨時都在監視市電的供電狀況，本身具備升壓和減壓補償電路，在市電的供電狀況不理想時，即時校正，減少不必要的切換，延長電池壽命。
這是一種智能化的UPS電源，所謂在線互動式UPS，是指在輸入市電正常時，UPS的逆變器處于反向工作（即整流工作狀態），給電池組充電;在市電異常時逆變器立刻轉為逆變工作狀態，將電池組電能轉換為交流電輸出，因此在線互動式UPS也有轉換時間。同后備式UPS相比，在線互動式UPS電源的保護功能較強，逆變器輸出電壓波形較好，一般為正弦波，而其最大的優點是具有較強的軟件功能，可以方便地上網，進行UPS的遠程控制和智能化管理。可自動偵測外部輸入電壓是否處于正常范圍之內，如有偏差可由穩壓電路升壓或降壓，提供比較穩定的正弦波輸出電壓。而且它與計算機之間可以通過數據接口（如RS-232串口）進行數據通訊，通過監控軟件，用戶可直接從電腦屏幕上監控電源及UPS狀況，簡化、方便管理工作，并可提高計算機系統的可靠性。這種UPS集中了后備式UPS效率高和在線式UPS供電質量高的優點，但其穩頻特性不是十分理想，不適合做常延時的UPS電源。
隨著計算機網絡結構的擴展，現在在網絡中應用的UPS不再
只是單純的電源設備，而逐步成為整個網絡中電源的管理中心，UPS由最初單純不間斷供電已發展到今天的智能化、多功能。新型的UPS本身融合了多種新技術，UPS不僅是提供不間斷電源的工具，而且當作為負載的設備在無人值守時，當市電故障后，UPS可以按照事先的約定順序關機，甚至還可以自動發傳呼或E-mail給管理者?，F代的UPS與服務器上的軟件協同工作，還能實現事件記錄、故障告警、UPS參數自動測試分析、調節等多項功能，提供了完全的電源管理解決方案?，F在有些UPS甚至可以對環境溫度、濕度和煙霧等進行監視。
二、日常維護與修理
1.UPS電源在正常應用情況下，主機的維護操作很少，主要是防塵和定期除塵。特別是氣候干燥的地區，空氣中的灰粒較多，機內的風機會將灰塵帶入機內沉積、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。
2.雖說儲能電池組現在都采用了免維護電池，但這只是免除從前的測比、配比、定時增加蒸餾水的作業。但外因工作狀態對電池的影響并沒有轉變，不正常工作狀態對電池造成的影響沒有變，這部分的維護修理工作仍是十分重要的，UPS電源系統的大量維修修理工作主要在電池部分。
a.儲能電池的作業全副是在浮充狀態，在這種情況下至少應每年進行一次放電。放電前應先對電池組進行均衡充電，以達全組電池的均衡。要清楚放電前電池組已存留的退步電池。放電過程中如有一只達到放電終止電壓時，應停止放電，繼續放電先鏟除退步電池后再放。
b.核對性放電，不是首先尋求放出容量的百分之多少，而是要關注發現和處理退步電池，經對退步電池處理后再作核對性放電實驗。這樣可避免事端，以免放電中退步電池惡化為反極電池。
c.平時每組電池至少應有8只電池作標示電池，作為了解全電池組工作情況的參看，對標示電池應定期測量并做好記錄。
d.日常維護中需檢查的項目有：清潔并檢測電池兩端電壓、溫度;連接處有無松動，腐蝕現象、檢測連接條壓降;電池外觀是否完整，有無殼變形和滲漏;極柱、安全閥周圍是否有酸霧逸出;主機設備是否正常。
e.免維護電池要維護，不是什么無稽之談，應從廣義的維護立場出發，做到運行、日常管理的周到、細致和規范性，保證設備（包括主機設備）保持良好的運行狀況，從而延長應用年限;保證直流母線保持合格的電壓和電池的放電容量;保證電池運行和人員的安全可靠。這就是電池維護的目的，也是電池運行規程中包括的內容和運行守則。
3.當UPS電池系統出現故障時，應先查明理由，分清是負載還是UPS電源系統;是主機還是電池組。雖說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，但要維修故障點，仍需做大量的分析、檢測工作。另外如自檢部分發生故障，顯現的故障內容則可能有誤。
4.對主機出現擊穿，斷保險或焚毀器件的故障，定然要查明理由并消除故障后才能從頭啟動，不然會接連發生等同的故障。
5.當電池組中發現電壓反極、壓降大、壓差大和酸霧泄露現象的電池時，應即時采用相應的方法還原和修復，對不能還原和修復的要更換，但不能把不同容量、不同性能、不同廠家的電池聯在一起，不然可能會對整組電池帶來不利影響。對壽命已過期的電池組要即時更換，以免影響到主機。
篇6
關鍵字： 風電設備 UPS 國產化 環境條件
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
引言
隨著我國風電事業的飛速發展，大量進口風電機組被成套引進、安裝和運行，隨著使用時間的加長，各種電氣元件不斷老化，部分設備組件設計因對國內環境條件考慮不夠，而造成批量損壞。中國企業往往是沒有技術參數，沒有供應商信息，所以只能從原設備供應商購買，進口設備運輸周期長，往往從訂貨到拿到組件需要經歷兩到四個月的時間，關稅和運輸成本也使這些組件的采購成本大大增加。備件不足，采購周期過長，使設備處于高風險的運行狀態。更換過于頻繁也影響了設備正常運行，影響了風電機組的可利用率，造成了發電量損失。備件國產化具有供貨周期短，售后服務好，價格低等優點[1]。備件國產化工作在各行各業，各設備制造商和業主單位都得到了充分重視。安裝了進口機組的風電場，進行部分組件國產化已經成為現實所需，發展所向。本項目位于我國南方近海區域，在運行的風電場中，發現UPS運行一段時間后即無法充電，導致風機停機。打開多個故障的UPS電源，發現電源箱內部部分區域腐蝕嚴重，尤其在強制送風風扇附近，印刷電路板明顯嚴重銹蝕，部分印刷線路從基板上脫離，甚至斷裂。經過仔細分析，我們認為造成UPS故障的主要原因有二，其一，UPS設計對我國南方沿海高濕，高溫，高鹽霧的使用環境考慮不足，沒有采取足夠的技術防護措施。其二，強制送風風扇與電路板的相對位置設計不合理，造成灰塵堆積，形成腐蝕，在送風壓力的作用下導致印刷線路脫離基板或斷裂。
1可能性和必要性
1.1 可能性
首先，雖然國外進口的設備和系統總體性能先進，但其先進的性能是通過充分集成各種軟、硬件資源實現的，具體到各項功能都是通過一些基本功能單元實現。隨著我國裝備制造業及相關產業的飛速發展，我們現有的電氣產品一般能夠滿足或經改進后能夠滿足這些單元的功能要求。對風電機組來說，整個系統國產化十分困難，但具體到UPS電源，則不存在技術瓶頸，國產和合資品牌的UPS電源技術都能滿足風機運行要求。
第二，整個風電機組設備在我國安裝運行，我們負責維護和故障處理，根據隨機圖紙等技術資料、實際使用經驗和現場測量，我們可以獲得UPS電源組件的功能和技術性能指標。
第三，UPS電源不涉及風機核心技術保密要求，批量損壞會影響整機制造商的可利用率保證和商業信譽，容易取得國產化的技術許可。
第四，我們更了解設備的國內實際使用環境和UPS電源組件損壞的根本原因，可以采取針對性的措施，彌補設計缺陷。
1.2 必要性
首先，風機整機制造商一般在商業合同中需保證整機的可利用率；業主要確保完成年度生產經營目標，也需要保證機組設備的可利用率。組件損壞，將影響風電機組的正常運行，降低可利用率，所以整機制造商必須保證備件充足。但國外品牌的大部件廠商出于各種考慮，一般只允許成套銷售，國內用戶無法獲得其中某個易損組件的供應商信息，只能向原大部件供應商購買。而UPS電源作為風電機組變頻器內的一個組件，我們缺乏必要的供應商信息，只能經變頻器供應商購買。
第二，采購周期長，數量小，品種多，采購矛盾日益突出。部分備件因其特殊性、專用性，外國廠家形成技術壟斷，價格昂貴。對單件或小批量備件，外方經常高價銷售，再加上關稅和物流附加成本。使組件的實際采購價格遠遠高出其實際價值[2]。作為備件UPS電源同樣面臨這些問題。
第三，進口設備產品更新換代比較快，部件制造商不斷對自己的產品進行升級，經過一段時間后，某些備件就無法購買，外方也不會提供充分的采購信息。為防止這種情況發生，保證機組的可靠運行，對損壞較頻繁的該UPS電源必須國產化。
2UPS電源國產化實踐
2.1滿足基本功能，實現等效代換
UPS國產化工作的前提是充分了解該UPS電源的技術要求，包括其工作方式、性能指標、容量以及其它功能以及外觀和安裝要求[3]。了解其功能的渠道主要有：原有技術資料和圖紙，產品數據手冊，實際測量值。在UPS電源國產化的過程中，我們根據原有組件的隨機產品說明書和現場售后服務技術人員提供的測量數據，確定了UPS電源的基本技術指標為：雙變換式，額定容量為2000kVA，備用時間大于等于10分鐘（100%負載），基本參數如表1所示：
表1 國產化UPS 電源基本參數表
2.2考慮實際環境，彌補設計缺陷
充分了解實際運行中出現的問題，解決原有設計中存在的不足，是國產化工作的重要環節。進口設備，由于設計者的工作經驗、設計理念和設計目標不同，往往在國內實際運行環境中會出現各種不適應。根據售后服務部門反饋的信息和故障原因分析，認為該UPS原有設計對我國近海環境考慮不足，IP防護等級低，風道設計不合理，針對這些設計缺陷，考慮我們采取了提高防護等級到IP54以上、在進風口加過濾棉、改進冷卻風道、使用絕緣漆對電路板表面進行防腐處理等技術措施[4]。
2.3 充分調查市場，盡量選用成熟產品
UPS電源國產化工作不需要從零做起，在明確實際功能和使用環境后，首先要從市場上已經批量生產的現有產品中選型，如果某些功能需要補充，可以聯系制造商添加或改進。這樣既能保證產品性能和質量，也能提高國產化的進度。通過充分的調查后，我們選擇了三個UPS供應商的系列產品，根據各供應商提供的產品技術手冊，各系列產品主要電氣特性如表2所示，基本滿足我們的基本性能要求。同時我們要求供應商在耐候性、電氣接口和外形尺寸方面進行了專門設計處理，以滿足我們的實際安裝條件和使用環境要求。
品牌
表2國內三個系列生產的UPS選型參數比較表
2.4重視外形尺寸和電氣接口
電氣組件國產化對外形尺寸要求非常嚴格。主要體現在：原有組件外形尺寸是設計時根據空間布局和安裝方式優化過的，從功能和外觀上都是經設計師精心設計的，要國產化某組件，首先要考慮的就是空間問題，必須能裝的下，安裝后整體外觀上要和諧統一，否則用戶是無法接受的。功能相同的組件往往因外形尺寸不合適被用戶一票否決。在充分了解UPS的安裝方式和可用空間后，我們可以確定UPS的基本外形尺寸和允許的尺寸偏差。
電氣接口也十分重要，直接影響到國產化的系統成本和難易程度，最好能找到與原產品具有相同或相近電氣接口的產品進行國產化，否則，牽一發而動全身，因電氣接口不同，改變布線，端子形式和連接順序等都會給國產化工作帶來很多麻煩，影響系統性能的實現，甚至關乎國產化工作的成敗。為此，我們要求供應商按照原來使用的UPS電氣和控制接口形式提品。這使電氣連接方便，更換備件容易。
2.5充分進行現場試驗
為了確保國產化后的UPS能用，耐用，我們制定了嚴格的進貨檢驗方案和性能試驗方案。進貨檢驗主要進行外形尺寸、顏色、外觀以及合格證、備件等常規檢查；性能試驗主要包括線下模擬試驗，在線空載試驗以及帶載試驗等[5]，主要試驗項目依據《GB/T 7260.3-2003不間斷電源設備（UPS) 第3部分：確定性能的方法和試驗要求以及相關風機技術要求》，測試通過后，樣機安裝到風機上試用考核，經過為期六個月的可靠性測試，測試期間定期安排專人進行監控和記錄。由于前期準備充分，在模擬試驗和上電試驗中多次溝通和修改設計，所選國產產品在上機試用考核期間未發生任何異常。從樣機安裝運行至今，一年多時間，國產化后的UPS電源運行正常，打開機箱后未見明顯腐蝕。實踐證明國產化后的UPS電源彌補了原設計缺陷，滿足了風機的使用要求和可靠性要求。
3結語
UPS電源在國產化后，除了滿足原產品的功能、電氣接口，安裝位置及尺寸等要求外還采取了專門技術措施，增強了防腐性能，彌補了原UPS的設計缺陷。采購周期也從原來的兩個月以上，降到15天左右，采購成本從17000元降低6000元左右，效益明顯，因此國產化工作十分重要，也十分必要。UPS國產化過程中，在保證設備安全運行的前提下，充分考慮了經濟因素，達到了滿足基本功能需求，降低成本，縮短采購周期，彌補設計缺陷，提高產品質量的國產化初衷。
參考文獻：
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篇7
[關鍵詞]UPS 分類與特點 選擇 工作原理 安裝與使用
中圖分類號:U284.77文獻標識碼:A
[引言]電源從它的發源地電廠出來,通過電網、變電站、輸電線路、配電,直至各個用電終端,有如人體的血液,發自心臟,通向人體的各個器官、肢體直至各個角落。數字電力,無疑為發電廠的建設、生產、管理和運行提供了現代化的手段,而數字電力的基礎仍然是它的動力――電源。目前不間斷電源(UPS)在各行各業都得到了廣泛的應用,對如何合理使用及維護,減少故障、延長其使用壽命,結合我在工作實際中的具體做法和積累的經驗技巧,作一簡單介紹。
一、UPS電源的分類與特點
不間斷電源UPS(UninterruptiblePowerSystem),是一種含有儲能裝置,以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。
UPS電源種類很多,一般為靜態變換式,分為后備式、在線式、在線互動式三大類,最常用的是在線式UPS。在線式UPS電源有市電輸入時以“交流電一整流一逆變器”方式向負載供電,同時向機內電池充電;當市電中斷時,即以“蓄電池逆變器”逆變轉換的方極方式向負載提供220V交流電源。其特點是真正實現了對負載的無干擾穩壓供電,由市電供電到蓄電池供電零時間切換,使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。UPS效率、功率因數、轉換時間、輸出電壓、頻率范圍等都是表征UPS性能的重要參數。總的來說,在線式UPS幾乎可以解決所有的常見電力問題。
二、UPS電源使用的必要性
公共電網中一些較大的感性、容性、開關電源等負載會造成電網電壓波形畸變或頻率漂移,惡化電網的供電品質,意外的自然和人為事故,如地震、雷擊、輸變電系統斷路或短路,也會影響負載的正常工作。據測試,電網中經常發生并且對電腦和精密儀器產生干擾或破壞的問題主要有電涌、高壓尖脈沖、暫態過電壓、電壓下陷、電線噪聲、頻率偏移、斷電等等。
計算機對電源的要求較高,尤其是內存,如果非正常斷電,內存中的信息來不及保存到硬盤等存儲設備上,會造成信息丟失或變得不完整而失去價值,浪費大量的工作精力和時間,甚至造成巨大的經濟損失,像UNIX這樣的操作系統,如內存中的系統信息沒有回寫到硬盤上,還可能造成系統崩潰。電腦中硬盤雖是磁存儲介質,不因斷電而損失信息,但突然的電力故障會使正在進行讀寫工作的硬盤物理磁頭損壞,或者系統文件在維護文件系統時,造成文件分配表錯誤,而造成整個硬盤數據丟失?，F存的操作系統大都設置虛擬內存,由于突然的斷電,使系統來不及取消虛擬內存,從而造成硬盤中的“信息碎片”,不僅浪費了硬盤存儲空間,還會導致機器運行緩慢。
電腦電源是一種整流電源,過高的電壓可能會造成整流器燒毀。電壓尖脈沖和管態過電壓以及電源雜訊等干擾都可能通過整流器進入主機板,影響機器的正常工作,甚至燒毀主機線路。隨著計算機和網絡的廣泛應用,安全可靠的電源已是計算機管理人員必須認真面對的重要問題。
三、UPS的選擇
不是所有的電器設備都需要使用UPS,在選擇UPS時,主要應考慮負載大小、負載的特性及重要程度以及放電時間。
(一)負載的特性。電腦及其設備多為帶容性的整流性負載,啟動時都有沖擊電流,即使是在正常運行時,其電流的峰值也有其有效值的23倍,因此在選用UPS時應考慮到這一特性,給UPS留一定的余量。
(二)負載大小與UPS容量計算。電腦設備負載功率因數在0.65――0.7之間,可將各個負載的額定功率矢量累加求出總功率,UPS容量按以下公式選擇:
UPS容量≥負載容量/0.8
即考慮到負載啟動的沖擊電流,負載容量應為UPS額定容量的80%以下。
(三)放電時間的配置。一般長效型UPS備用時間主要受電池成本、安裝空間以及電池回充時問等因素的限制。在電力環境較差,停電較為頻繁的地區采用UPS與發電機配合供電的方式。停電時,先由UPS電池供電,如停電時間較長,可以啟動備用發電機對UPS繼續供電,當市電恢復時再切換到市電供電。
(四)電池供電時間計算。電池供電時間主要受負載大小、電池容量、環境溫度、電池放電截止電壓等因素影響。UPS電池供電時間,可先計算出電池放電電流,然后根據電池放電曲線查出其放電時間。
電池放電電流可以按經驗公式計算:
放電電流=UPS容量(VA)×功率因數/電池放電平均電壓×效率;
如要計算實際負載放電時間,只需將UPS容置換為實際負載容量即可。
四、UPS的工作原理
(一)AC-DC變換:將電網來的交流電經自耦變壓器降壓、全波整流、濾波變為直流電壓,供給逆變電路。AC-DC輸入有軟啟動電路,可避免開機時對電網的沖擊。
(二)DC-AC逆變電路:采用大功率IGBT模塊全橋逆變電路,具有很大的功率富余量,在輸出動態范圍內輸出阻抗特別小,具有快速響應特性。由于采用高頻調制限流技術,及快速短路保護技術,使逆變器無論是供電電壓瞬變還是負載沖擊或短路,均可安全可靠地工作。
(三)控制驅動:控制驅動是完成整機功能控制的核心,它除了提供檢測、保護、同步以及各種開關和顯示驅動信號外,還完成SPWM正弦脈寬調制的控制,由于采用靜態和動態雙重電壓反饋。極大地改善了逆變器的動態特性和穩定性。不間斷電源工作原理框圖下圖所示。
五、UPS的安裝
UPS安裝質量好壞直接影響到UPS系統今后的長期運行,因此UPS從規劃到安裝過程都應該規范。主要考慮以下幾方面因素:電網情況、負載容量及特性、使用環境、接地情況、配線及開關容量等。
(一)電網情況。主要包括電網電壓波動范圍、停電頻率等已確定UPS備用時間的配備。如有必要可以在UPS前級增設其他保護措施。使用UPS電源時,應務必遵守廠家的產品說明書有關規定,保證所接的火線、零線、地線符合要求,不得隨意改變其相互的順序。
(二)使用環境。UPS電源的使用環境應避免陽光直射,并留有足夠的通風空間,利于散熱,保證UPS進行維護時,工程人員有一定的施展空問。溫度要求為0℃-40℃,濕度要求為10%-90%,周圍環境要保持清潔,以減少有害灰塵對UPS內部線路的腐蝕,UPS長延時配置時,電池較重,應考慮地板單位面積承重問題。
(三)接地情況。為了確保電腦系統穩定可靠工作,防止寄生電容耦合干擾,保護設備及人身安全,因此必須要有良好的接地系統,一般接地電阻小于4Ω較為理想。
鳴開關打開。
六、結束語
在UPS的使用過程中注意,再好的設備也有壽命,也會出現各類故障,不要因為高智能、免維護而忽略了本應進行的維護工作,預防在任何時候都是安全運行的重要保障。
參考文獻
1、徐濟仁,陳家松;UPS技術及其發展趨勢[J];有線電視技術;2003年11期
篇8
論文摘要:論UPS、直流電源在線維護管理系統的組成及其功能，并提出建議。
UPS和直流電源是企業重要的供電保障設備，傳統的維護管理包括：①日常巡檢外觀，定期更換電池、濾波電容、風機等易損件，大修時做電池活化等；②改造或采用換代設備，使用高級工具測試電池性能。這種管理方式企業投入成本高，維護人員工作量大，不易實時掌握設備運行狀態和關鍵數據，設備事故預防能力低。實施在線維護管理可避免傳統方式的不足之處，獲得良好效益。下面介紹某企業實施實例及注意事項。
一、計算機在線維護管理系統
（一）系統組成
1、總控站（后臺）。由監控站、工程維護站、系統接口等構成，運用管理分析軟件處理接收的數據并通過Web。工程維護人員登錄服務器可查看全廠所有在線設備的運行狀態以及完善的歷史、實時數據分析統計。
2、現場設備控制站（ES）。根據現場設備需要，可選擇監控功能儀或設備運行狀態信息彩集儀（EII）。EII通過RS-232/485端口與電能表、電池采集模塊、直流屏、UPS等智能設備通信，將監測數據轉換為符合通信協議的數據包，接入局域網，傳送至主控室服務器。獨立完整的ES包括以下部分。
（1）系統主機。由下行串口通道、數據處理器、顯示器、上行串口通道組成。下行串口通道通過RS-485總線訪問電池電壓采集模塊，采集數據，管理電壓采集模塊，數據處理器完成數據解壓、數據計算、存儲管理，將處理后的數據一部分送往顯示器，另一部分由上行串口通道發送至協議處理器，或傳給上一層管理系統。
（2）數據采集模塊組?？筛鶕脩粜枰_定采集數據要求及配置相應采集儀器，一般由電池電壓采集模塊、電流、溫度、功率等組成，模塊間隔離良好、絕緣性強，可靠性、安全性高。數據采集可分組，每個模塊可對一定數量電池進行電壓采集，可配備電流、溫度傳感器，模塊間與系統主機一般采用RS-485連接。
（3）協議處理器。具有協議處理程序的接口板，處理各種通信協議?？蓪崿F：①將主機發送的電池電壓、電流、溫度等信息按約定協議編碼、打包、發送至遠程服務器；②將遠程服務器發出的遙控、遙調指令經過解碼發給主機，實時控制。
（4）放電模塊。可快速測出電池直流內阻，瞬間測試電池性能，大功率放電模塊可提供瞬間大電流沖擊負荷。
（5）遠程服務器。實現局域網內計算機數據通信，通過局域崗遠程訪問現場的蓄電池監測系統，接收、分析數據，通過Web服務器數據。
3、通信網絡。聯網現場設備各分站（采集監控站），采用光纖作為數據通信主干線，組成全廠UPS和直流電源在線監控的局域網。
（二）系統主要功能
1、臺賬管理。集成各站UPS、直流系統、蓄電池信息設備及查詢功能?？刹樵兠颗_UPS、直流設備的每節電池電壓、平均電壓、整組電壓、充放電電流、環境溫度等實時、歷史數據，以曲線和柱狀圖方式顯示，或生成報表打印。
2、實時分析。對選定時間段內的電池運行狀態、歷史數據進行分析，當某個蓄電池被放過電，滿足一定電流范圍和時間（大于設置值）時，系統將對蓄電池進行電池容量評價（容量估算）。
3、報警指示和查詢。可對每臺UPS、直流電源故障進行報警，提供報警查詢，以便及時處理。
4、網絡化。系統具有遠端通信和遙測、遙信、遙控功能，使遠程服務器通過以太網對各站UPS、直流電源、蓄電池監測系統進行實時監控與數據管理。還可根據企業需要，與其他系統聯網，采集一些重要設備的信息，實現更多功能。
二、系統應用注意事項
認真查清企業內部UPS和直流電源現狀以及企業現有網絡規模，根據設備功能和重要性合理配置。
1、確定網絡構架方案，即企業是否有必要建立完整網絡系統或在現有網絡基礎上構建，對單個電池組也可實現完整、獨立的在線維護管理。
2、以在線管理系統為核心，輔以必要人工測試，可降低管理成本，大站、關鍵設備直接采用完整系統，小站、單體UPS等經后臺機處理形成整體維護管理系統。
3、有些UPS和直流電源已具備多種管理功能，如狀態參數、狀態記錄、報警等，合理配置不僅降低開發成本，還可減少線路過多帶來的故障隱患。
4、維護管理系統只進行監視，建議控制指令（如故障處理、切換、活化等）的發出由人工實施。
5、系統建立后，可在有人值守的地方設監視站，由操作人員實現全天候運行狀態監視，維修人員要定期查閱管理。
6、要預留接口和協議以便兼容其他系統，系統上層管理也可建在企業已有網站上。
7、建議狀態管理系統與過程控制或執行系統分開，注意相互間獨立性，不要相互干擾。
篇9
【關鍵詞】UPS；發電機組；諧波危害；頻率漂移
1、諧波的產生與危害
諧波的產生是由非線性負載所致。當電流流經非線性負載時，與所加的電壓不呈線性關系，就形成非正弦電流，從而產生諧波。
諧波的危害很大，由于諧波的頻率較高，使導線的趨膚效應加重，因此銅損急劇增加；諧波還會影響表計的計量精度，使精密電子設備會被嚴重干擾，導致不能正常工作。另外，接于電網中的設備損耗都會增加，溫升增加。最后，諧波會造成繼電保護機構誤動或拒動。
2、UPS產生的諧波對電網及發電機組的危害
在空管系統中，計算機、服務器、雷達等設備對交流電源的要求最高，屬于特別重要的一級負荷。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元件產生的諧波，使 UPS本身成了一個大的電磁發射源，在為所保護的負載提供持續電能的同時，自身又會產生新的電磁干擾。
如上圖所示，UPS由市電中吸取的能量不是連續的正弦波，而是斷續的。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重畸變，呈脈沖狀，這樣勢必造成輸入功率因數下降并污染電網。
2.1UPS產生的諧波電流對電網的危害
脈沖狀的輸入電流，含有大量諧波，造成對電網的諧波污染，一方面產生“二次效應”，即電流流過線路阻抗造成諧波電壓降，反過來使電網電壓也發生畸變，將電網電壓由正弦波畸變為非正弦波形；另一方面，會造成電路故障，使變壓設備損壞。線路和配電變壓器過熱；引起電網LC諧振；高次諧波電流流過電網的高壓電容，使之過流、過熱而爆炸。
2.2UPS產生的諧波電流對發電機組的危害
⑴降低發電機組的帶載能力：由于發電機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，其內阻大的問題顯得更加突出。用發電機組帶非線性負載時，會發生各種不兼容的問題。其原因是非線性負載向發電機組反射大量的高次諧波，其中以5次和11次諧波對發電機組的危害最嚴重。這些諧波會消耗大量的無功功率，從而使發電機組帶載能力下降，輸入電壓波形畸變增大。
⑵電壓震蕩：UPS產生的電流諧波分量“倒流”，造成輸入電壓波形畸變，反饋的電壓波動，造成發電機組的輸出電壓穩定度差，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負載穩定的情況下，發電機組輸出電流大范圍擺動，而且這種擺動無法調整。
3、頻率漂移對UPS和發電機組的危害
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。當旁路電源由發電機組提供時，頻率會發生快速變化。當頻率變化超出于先設定的極限值時，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工作，頻率漂移時不工作，如此以來，就會造成頻繁的放電循環，將大大縮短電池壽命。更嚴重的后果是將電池電量全部放光，造成輸出中斷。
3.2增加發電機組機械磨損
頻率漂移導致UPS整流器時而工作，時而不工作的頻繁切換的狀態，加速了機械磨損，甚至損壞機組部件。
4、如何解決UPS與發電機組兼容性
4.1發電機組的選擇。不同的勵磁方式和適當的匹配功率有助于將發電機組和UPS配合時出現的問題最小化。發電機組的選擇可以從以下兩方面考慮。
（1）發電機組的輸出功率。
發電機組的功率與UPS的功率并不是簡單的一對一關系，還必須考慮UPS電池充電所需功率，UPS的整機效率，UPS整流器引起的諧波電流失真等，都需要適當增加發電機組的功率。UPS的整流器對頻率漂移更加敏感，這也需要增大發電機功率。所以一般選擇發電機功率是UPS功率的2倍以上。
（2）發電機組的勵磁工作方式。
發電機組分為自勵式和永磁式（PMG）兩種。這兩種發電機組勵磁方式的根本區別是：自勵式從發電機組的電樞繞組給調壓器AVR同時提供功率和信號源；而永磁式從永磁發電機電樞繞組給調壓器AVR提供功率，與同步發電機組電樞繞組的電勢波形畸變無關。
因此自勵式發電機組的調壓器AVR受非線性負載的影響比較明顯。但由于現在的發電機組幾乎全部采用自勵式的勵磁方式，所以UPS功率與發電機組功率之比至少為1：（2～2.5），但仍不能排除發電機組不受UPS影響。
4.2UPS的選擇。UPS整流方式的不同以及對頻率漂移的適應性都是選擇UPS的重要技術依據。其中高頻PWM整流技術的“綠色環?！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整流技術的整流器利用高頻切割脈寬調制電流，達到正弦波式輸入電流的目的。
高頻UPS主要的技術特性：
（1）具有完美的正弦波輸入電流，極大的減少了UPS對電網的諧波污染。如下圖所示：
（2）因為輸入電壓與輸入電流同相，使得功率因數近似為PF=1，UPS與電網之間幾乎沒有無功傳遞，大幅度減小無功損耗，降低電源系統的容量。
因此可以選擇UPS功率與發電機組功率之比為1：1，從而節約能源，降低系統成本。下表是IGBT高頻整流與傳統相控UPS的技術參數比較：
（3）輸入電壓范圍寬，更適合電網電壓劇烈波動。
（4）整流輸出直流電壓波紋小，可延長續電池壽命。
5、“發電機組+電力穩壓器+UPS電源”供電系統是否必要
在民航的空管系統用的UPS供電系統中，為使UPS電源能適應輸入電網的電壓波動范圍大的應用條件，需要在備用發電機與UPS供電系統之間增配電力穩壓器。
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”串聯工作狀態”中的電力穩壓器不會對輸入諧波特性和頻率產生任何實質性的影響。而且采用電力穩壓器還會產生負面影響。
5.1電力穩壓器與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。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律。對輸入電壓和電流的波形失真毫無助益。
5.2電力穩壓器的使用是為了防止電源電壓劇烈波動。從目前來看，電網和發電機組的輸出電壓相當穩定，而且UPS本身具有穩壓功能，適應輸入電壓范圍相當大（一般為±10%）；因此電力穩壓器的應用無疑為畫蛇添足，多此一舉。
綜上所述，“發電機組+電力穩壓器+UPS電源”供電系統不僅毫無必要，還會增加故障點，引起負面影響，增加系統成本。所以，使用“發電機組+UPS電源”就完全可以滿足用戶需求。
篇10
關鍵詞：UPS系統 設計 維護
一、UPS電源
UPS（Uninterruptible Power System），它主要由整流器、逆變器和蓄電池、靜態開關等組成，UPS電源具有良好的穩壓功能，當市電電網停電或瞬間斷電時，UPS電源能自動將蓄電池儲存的直流電逆變為交流電，不間斷地繼續向負載供電。
（一）UPS電源的分類
按其工作方式一般可分為后備式、在線式和在線互動式幾種。
后備式UPS電源，在市電正常供電時，市電通過交流旁路通道直接向負載供電，此時主機上的逆變器不工作，它的特點是：結構簡單，體積小，成本較低，但輸入電壓范圍窄，市電正常時無凈化電網污染功能，輸出電壓穩定精度差，轉換時間較長，功率等級通常在0.25-2KVA左右。
在線式UPS電源，在市電正常時，它首先將交流變成直流電，并同時給蓄電池充電，立即改為由蓄電池逆變器對負載供電，保證負載連續不斷地穩定工作。它的特點是：有較寬的輸入電壓范圍，無切換時間，且輸出電壓穩定精度高，特別適合對電源要求較高的場合，但是成本較高。
在線互動式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。它的特點是：有較寬的輸入電壓范圍，噪音低，體積小等，市電正常時基本無凈化電網污染功能。
以下是幾種工作方式的UPS的比較：
（二）UPS電源的功能和作用
UPS電源廣泛使用在各類通信機房，為通信設備提供電力保障，UPS在通信機房中的作用主要有兩個方面：一是提供高可靠性不間斷供電；二是對電網的穩壓和凈化，為通信設備提供高質量的交流供電電源，確保通信設備正常工作。
UPS設備一般應具備四大功能，即不間斷供電供電功能、電網穩壓和凈化功能、電池管理功能、智能監控功能。
二、UPS電源系統的設計
（一）UPS供電方案的設計
通信機房用的UPS電源通常都采用在線式，并且要求有冗余備份，按照結構方式，可分為并機系統和串聯系統。
主從串聯熱備份方式，就是將從機的輸出作為主機的旁路輸入，從機平常處于熱備份、空載狀態，全部的負載由主機帶載。只有當主機切換到旁路工作時，從機才能進行帶載。該方案的優點是：易于安裝調試，主要用于中小功率系統，缺點是設備老化程度不同、系統轉換可靠度低，不能擴容。
為解決輸出單點的問題，可采用雙路UPS組成的雙母線供電系統，該系統可與服務器等雙路冗余電源的設備實現最佳配合，同時又解決了供電線路79%的故障概率問題，最佳的IDC機房的供電方案應該采用雙路UPS組成的雙母線供電系統。此外，雙路UPS組成的雙母線UPS供電系統，還能實現系統在線擴容、在線維護等要求。
靜態轉換開關（STS）是一種固態的、三極、雙位的轉換開關，是設計用來實現兩個同步三相交流電源之間進行不間斷（
（二）UPS系統容量的配置
UPS電源容量要根據設備負荷情況確定，合理的UPS電源負載應當是其額定功率的25%～80%，考慮到用戶負載啟動時的沖擊，一般情況下最佳負載容量應為UPS額定容量的70%~80%。如果負載太小，電池不能充分放電，會對電池的維護不利。
不間斷電源系統的基本容量可按下式計算：
E≥1.2P
式中：E―不間斷電源系統的基本容量（不包含備份不間斷電源系統設備）[（kW／kV?A）]；P―電子信息設備的計算負荷[（kW／kV.A）]。
（三）蓄電池容量的配置
蓄電池容量的選擇要根據實際負載的大小和所要求的備用時間來決定。最大電流法因其計算方便快速，一般用于大概估算蓄電池的后備時間，但存在一定的誤差，恒功率法則相對較準確些，在實際應用中還需考慮環境溫度、電池質量、不同品牌間的差異等因素。以下是最大電流法的計算方法：
蓄電池最大放電電流值按下式計算：
Imax=P×cos∮/（η×E臨界×K）
式中，Imax――蓄電池最大放電電流；
P――UPS視在功率（VA）；
cos∮――負載功率因數（計算機類負載為0.7左右）；
η――UPS逆變器效率（0.85~0.90）；
E臨界――蓄電池組臨界放電電壓（V）；（12V蓄電池單體的臨界放電電壓，
對于大電流放電時取10V，對于小電流放電時取10.5V）。
K――電池的放電效率（可取0.95）
計算出蓄電池最大放電電流值后，再根據用戶所要求的備用時間，從蓄電池廠家所提供的蓄電池放電特性曲線查出電池組的放電率，按公式式：蓄電池標稱容量C（AH）=蓄電池實際最大放電電流Imax（A）/蓄電池放電速率，得出應該配置的蓄電池容量值。
計算出蓄電池的容量后，再根據蓄電池的型號和連接方式，確定電池柜的尺寸數量等。UPS供電系統后備電池組并聯組數不宜超過4組，后備時間一般應保證滿負荷工作60分鐘以上。
（四）配線選擇
合理選擇配線是很重要的，線徑太細，容易發熱而引起火災；線徑太粗則會造成浪費，而且施工困難。根據金屬導線的電氣特性，一般多股銅芯線容量為6A/m?？紤]到UPS不平衡的問題，UPS輸入、輸出交流電纜應選用四芯同截面的阻燃銅電纜。
三、UPS電源的維護
UPS的維護工作主要包括對主機、電池、配電系統等的維護。
（一）主機的維護
1、保持機房環境清潔和溫度。UPS電源應安裝在清潔、陰涼、通風、干燥的地方，機房環境應保持清潔，空氣中漂浮的灰塵進人UPS后，會對其內部器件造成腐蝕或短路，從而影響UPS的正常工作甚至損壞。
2、定期檢查運行參數。定期進行UPS各項功能測試；定期檢查電池及配電部分引線及端子的接觸情況，檢查饋電母線、電纜及軟連接頭等各連接部位的連接是否可靠，并測量壓降和溫升；UPS濾波電容使用超過三年應重點維護。
3、定期檢查負載情況。當雙系統UPS中某套系統出現故障，或者單系統UPS中某臺UPS設備出現故障不能正常工作時，其余UPS設備的單機負荷率最大不應超過80％。UPS系統輸出端應盡量做到三相平衡，中性線電流（含三次諧波疊加產生的電流）不宜大于相線電流的50％。
（二）蓄電池組的維護
1、正確設置電池充電參數。浮充電壓的設置對電池的壽命具有相當的影響，浮充電壓應嚴格按廠家說明書來設定。浮充電壓過低，會使電池充電不足和電極硫酸鹽化。
2、定期檢查、測量電池電壓。在線測量各電池端電壓，如各單體電池壓偏差過大時，要進行均充。充電電流不得大于0.2C10。
3、定期進行電池組帶載測試。每半年做一次核對性放電試驗，放出額定容量的30～40％，每年一次容量試驗，放出額定容量的80%。
4、如果長時間沒有停電，應每隔3個月左右關閉市電，讓UPS電池對負載放電一次以保持電池的活性。在放電過程中應避免過大或極小電流放電，放電電壓不得低于蓄電池的終止電壓，避免電池深度放電。
5、及時更換電池。為確保通信設備的安全，閥控式密封蓄電池使用6年以上或容量低于80%額定容量的應進行更換處理。更換電池應整組更換，不同品牌、不同型號、不同生產日期的電池不能混用。
（三）配電設備的維護
配電系統故障是影響UPS供電可靠性的最大因素，因此，必須加強防范，并注意以下幾個方面：
1、負載配電柜的零地電壓應控制在1V以內。零地電壓對通信設備的影響，主要表現在：引起硬件故障，燒毀計算機接口設備；引發控制信號的誤動作；影響數據傳輸質量等。
2、定期巡視，檢查各電器元件和部件的溫升不得超過規定的溫度；檢查配電系統繼電保護必須配套，避免失配過大導致繼電保護失效；檢查檢查、調整三相電流不平衡度≤25％。
3、及時更換老化設備，防止設備超期使用。UPS主機的使用年限一般為8年，輸入輸出配電系統的使用年限一般為15年。設備使用到年限時，應對設備的性能進行評估，并作相應的處理。
四、結束語
UPS供電方案的好壞，決定了通信機房內重要負載是否能可靠運行，科學的設計可避免日后在維護中可能遇到的各種問題。只有對UPS電源進行科學的設計、正確地使用、認真地維護，減少其故障率、延長其使用壽命才能真正為通信設備提供有效的保障。
參考文獻：