不間斷電源ups范文

導語：如何才能寫好一篇不間斷電源ups，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。

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關鍵字：UPS，蓄電池，維護

Abstract: in today, equipment for power load demand more and more high, in order to ensure that equipment are the demand, and solve the problem of the power grid to equipment damage, this requires such power supply has the safety, reliability and stability, the purity. UPS is conforming to this demand, this is to stabilize, continuous, uninterrupted to load provide pure, high quality communication power supply.

Keyword: UPS, storage battery, maintenance

中圖分類號：TM912文獻標識碼： A 文章編號：

UPS（Uninterruptibe Power Supply）是不間斷電源的英文縮寫簡稱。配置ups的目的是為了防止因市電停電和發生電壓下限或外來噪聲侵入等造成計算機設備、通信設備等負載設備的停機或發生誤動作。在計算機運行期間，如果市電供電中斷，將會導致數據庫中的數據丟失和程序破壞，有時甚至使磁頭和磁盤遇到損壞，造成難以彌補的損失。為了解決以上的問題，UPS由此產生。

隨著計算機網絡技術、現代全球化通信技術和高精尖的精密加工工業的發展和因此而帶動起來的信息產業的發展，人們愈來愈認識到，以計算機和通信設備等為代表的非線性負載在運行過程中所產生的“諧波污染”是造成當今電網供電質量普遍惡化的主要原因。

為滿足計算機網絡通信系統、電信和移動電話通信系統、航空管理系統、公路和鐵道調度和售票系統等部門對高可靠和高質量電源的需求，UPS正越來越廣泛地被選用。所有這些，反過來又在促進UPS技術的發展。由于將網絡通信和電源監控軟件調控技術完善的結合起來而形成的智能化UPS電源的出現，它不僅能使用戶可以從任何計算機網絡結點上監控UPS的運行，而且還可利用電源監控軟件對用戶的計算機操作系統和所運行的程序及數據提供全面的保護。

1．UPS的作用

一臺設計完善的UPS所要完成的主要作用是向用戶的重要設備提供可靠與高質量的無時間中斷的交流電源。

UPS電源需要向用戶提供具有如下優點的高質量電源：輸出電源的穩壓精度高；工作頻率穩定；電壓失真度小的純凈正弦波電源；輸出波形上不存在任何干擾；無論市電電網供電正常與否，UPS能在毫無時間中斷的條件下，向用戶提供高質量的交流電源。所配置的UPS電源在長時間運行過程中，可能產生的任何瞬態供電中斷時間控制在5ms的范圍之內。一般的微機和服務器所允許的瞬態供電中斷時間在10ms的范圍。如果向計算機和通信設備服務器所提供電源的瞬態中斷時間超過上述范圍時，就會造成微機進入自檢無動作的狀態，從而造成用戶所正在運行的數據或程序被破壞和丟失的不幸局面。當遇到這種情況時，用戶就會看見正在運行中的微機顯示屏上出現一片空白，服務器上先有告警燈（一般紅燈）閃亮后停止工作，隨著瞬態供電中斷現象的消失，微機再次進入程序自檢，自檢開機運行狀態，服務器也可能重新啟動也可能燒壞。

2.UPS的工作原理

現在的UPS電源按工作原理不同，向用戶提供如下五種類型的UPS電源品種：（1） 雙變換在線式UPS電源；（2）變換器型UPS電源；（3）在線互動式UPS電源；（4）后備式正弦波輸出UPS電源；（5）后備式方波輸出UPS電源。

按供電體系不同，UPS分為：單進單出UPS；三進單出UPS；三進三出UPS。

按輸出功率不同，UPS分為：小功率(30KVA)。

目前通訊行業普遍使用的是雙變換在線式（On-line）UPS電源系統；下面介紹此UPS電源系統的工作原理，如圖2.1。

圖2.1 UPS工作原理系統圖

2.1UPS正常運轉時的運作方法：

不間斷電源系統的供電原理是當市電正常時，機器會將市電的交流電轉換為直流電，而后對電池充電，以備電力中斷時使用；這里跟各位強調的是不間斷電源系統并不是停電時才會動作，像是遇到電壓過低或過高、瞬間突波等，足以影響設備正常運轉的電力品質時，不斷電系統均會動作，提供設備穩定且干凈的電力。 當市電正常供電時，市電經濾波回路后，分為兩個回路同時動作，其一是經由充電回路對電池組充電，另一個則是經整流回路，作為逆變器的輸入，再經過逆變器的轉換提供電力給負載使用；由此可知，在線式不間斷電源系統的輸出完全由逆變器來供應，因此不論市電電力品質如何，其輸出均是穩定而不受任何影響。

2.2 市電停電時，UPS的運作方法：

一旦市電發生異常時，將儲存于電池中的直流電轉換為交流電，此時逆變器的輸入改由電池組來供應，逆變器持續提供電力，供給負載繼續使用，達到不間斷的功能。不間斷系統的電力來源是電池，而電池的容量是有限的，因此不間斷電源系統不會像市電一般無限制的供應，所以不論多大容量的不斷電系統，在其滿載的的狀態下，其所供電的時間必定有限，若要延長放電時間，須購買長時間型不間斷電源系統。

2.3旁路運行方式當在線式UPS超載、旁路命令（手動或自動）、逆變器過熱或機器故障，UPS一般將逆變輸出轉為旁路輸出，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確保UPS輸出與市電同步。旁路開關雙向可控硅并聯工作方式，解決了旁路切換時間問題，真正做到了不間斷切換，控制電路復雜，一般應用在中大功率UPS上。如果在過載時，必須人為減少負載，否則旁路短路器會自動切斷輸出。

2.4旁路維護方式當UPS進行檢修時，通過手動旁路保證負載設備的正常供電，當維修操作完成后，重新啟動UPS， UPS 轉為正常運行。極低的維護率，MTTR為15分鐘，極大地提高UPS可用性。

3．UPS的日常維護

1、經常對UPS主機和電池組進行清潔，以免機箱太臟造成通風口堵塞，而影響機器壽命。

2、注意檢查室內溫度，以便機器工作在15—25攝氏度最佳環境，如果溫度過高會影響主機和電池的壽命。

3、輸入電源線應長期與UPS相連，這樣可保證只要有市電即可給UPS的電池充電，電池組只有與UPS主機相連接才能充電。

4、如果正常工作時遇到市電停電，UPS可提供標準值的電池后備時間，但每次放電完畢后必須及時充電。否則，UPS將無法提供足夠的后備時間讓負載正常工作。

5、對于長期不停電的地區，應每隔3個月對UPS的電池組進行一次較深度的放電，即市電輸入開關斷掉，用電池支持負載，直到電池電壓接近到欠壓范圍；然后立即合上市電輸入開關，重新將電池組充至滿容量，以此來激活電池，確保電池有較長的可靠壽命。

6、電池間的溫度應保持25攝氏度的最佳環境，對電池組每月一次進行測試，多巡視每只電池電壓，是否落后電池，有發現落后趕快做活化等有效措施，要恢復電池電壓正常狀態；

7、發生故障燈亮與蜂鳴器，通常代表機器內部有電路不正常，致使保護電路動作。在使用過程中遇到此情況時，可先關機，待十分鐘后再重新啟動UPS。如果啟動時就發生這種情況，則可能電路中有故障存在，必須仔細檢查并維修。

8、對于大中功率UPS來說，頻繁的開關機會縮短UPS的工作壽命，因此建議盡可能的減少開關機次數。通常，將UPS開起來以后，就讓其一直運行，只有當停電較長而需要保護電池，以避免電池深度放電時才關掉UPS。

9、每半年都應檢查一次輸入，輸出電纜；檢查電纜有無破損，測量接觸是否良好。

4、使用UPS注意事項

1、UPS的使用環境應注意通風良好，利于散熱。并保持環境的清潔。 2、 UPS輸出插座應明確標識，勿使加入無關負載或短路。 3、切勿帶感性負載，如點鈔機、日光燈、空調，以免造成損壞。4、若用戶在市電停電期間使用發電機供電，應保證發電機功率大于兩倍UPS額定功率。必須在發電機啟動穩定后才能接入UPS。5、開啟UPS負載時，一般遵循先大后小的原則。6、UPS輸出負載控制在60%左右為最佳，可靠性最好。

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【關鍵詞】電源 UPS系統 安裝 應用

不間斷電源UPS技術就是在輸入電源中斷時能夠供應電力，當電源處于輸入正常狀態時，可以對品質差的電源實施穩壓、穩頻等操作，在工業領域廣泛應用。

烏魯木齊國際機場分公司網絡信息部的主機房安裝了2臺50KVA大型的在線式UPS，其它機房、配線間有二十幾臺中、小型UPS。筆者在對這些設備的改造、大修、維護等各方面的應用具有一定的經驗。

1 不間斷電源UPS主要類型及各自的工作原理

1.1 UPS工作原理

UPS是一種以蓄電池為儲能裝置，采用逆變器作為主要單元，確保電壓處于穩定狀態的電源保護裝置。如果外電處以正常輸入狀態，把外電穩壓后供給負載使用，并對機內蓄電池實施充電，將能量儲存至電池內。如果外電發生中斷或輸入故障，UPS把機內電源能量轉換為交流電繼續使用，促使負載處于正常工作狀態。系統仍能正常向負載供電。離線式UPS系統容量的增大，不要對各負載進行供電。

1.2 不間斷電源UPS主要分類

現階段，市場所用的UPS電源設備種類多種多樣，根據其工作模式主要劃分為離線式、在線互動式和在線式。在線式UPS不管外電是否處于正常工作狀態，其輸出電壓一直由UPS逆變器供給，當外電輸入后被UPS轉變為直流電壓，其逆變器把直流電壓轉換為交流電壓輸出，其變壓器不管外電是否正常時刻處于工作狀態。

在線互動式屬于智能化的UPS，是指當輸入市電處于正常工作狀態，UPS的逆變器為整流工作狀態，對電池組進行充電。如果市電發生異常，逆變器即可調整為逆變工作狀態，所以，在線互動式UPS也有相應的轉換時間。必須注意，在線互動式UPS具有較強的保護功能、能夠遠程控制并實現智能化管理。在線互動式UPS集中離線式UPS、在線式UPS的優點，但這種UPS性能不佳，不適合當做常延時的UPS電源。

2 不間斷電源UPS安裝步驟

2.1 安裝準備工作

UPS進行安裝前，要認真考慮安裝基礎承重量，小容量UPS能夠直接安裝在機房地板上，大容量UPS必須安裝相應的底座。敷設電纜過程中，充分考慮走線槽架位置與下進線電纜溝槽位置。同時，UPS要設計合理的輸入和輸出電柜，并采用專用線路，其輸入電纜與保護設備依據標準選用。輸入、輸出變壓器、備用發電機組等設置，用戶要依據具體需要進行選擇。

2.2 設備安裝

將UPS機柜與蓄電池柜依次移動至安裝點就位并進行校正，大容量UPS機柜英語安裝基礎進行緊固處理，防止發生傾斜等情況。將輸入、輸出變壓器案防止預設位置，把外接充電器、發電機組就位并校平，以此減少不必要的振動。

2.3 設備接線

UPS接線前，仔細明確蓄電池回路斷路器是否斷開。分別連接交流輸入母線與旁路輸入母線，確保兩者保持一致狀態。在蓄電池內部進行接線時，必須佩帶絕緣手袋，穿絕緣膠靴，以保證操作者的安全。必須注意，不可接錯正負極。整個設計所用的交流輸入、輸出電流、直流輸入電纜等尺寸嚴格根據UPS容量設定，通常不小于表1設定的電纜規格。

2.4 保護接線

部分用電設備對UPS有獨特的接地要求，從單相輸入、輸出UPS，輸入與輸出之間設有隔離，且輸出電壓為懸空電壓，采用電壓表依次策略兩個輸出端對地的電壓為幾十伏或幾百伏，此時要把任一個輸出端接地，確保電力設備安全運行。必須注意，三相大容量UPS自身攜帶負載多，應將抵押設備規范實施接地，切不可將中性線作為地線，確保線路的安全。同時，UPS交流和旁路輸入端必須考慮設計防雷保護回路和電涌保護器，防止雷電損壞UPS系統。

3 不間斷電源UPS應用要點

3.1 不宜帶載開機、關機

缺少延遲啟動功能的UPS，帶載開機在啟動時，容易燒毀逆變器末級驅動元件。由于剛啟動瞬間，控制電路并未達到穩定工作狀態，啟動瞬間會產生一定的浪涌電流，UPS末級驅動元件也是如此。如果負載中存在電感性負載，帶載關機也會導致驅動元件損壞。所以，不可帶載開機或關機。

3.2 后備式UPS不宜增加市電輸入保險絲容量

后備式UPS處于供電狀態時，通常并未設置過載或短路自動保護功能。在市電時，通常依靠輸入交流保險承擔過載保護任務，因此，用戶不要輕易增加市電輸入保險絲容量。如果UPS輸出出現短路事故，極易發生輸入保險燒不斷，印制板印制線被燒毀的情況。

3.3 示波器觀察控制要點

當UPS逆變器處于正常工作狀態。嚴禁采用示波器觀察控制電路波形。逆變器為UPS核心部件，逆變器具體運行過程中，切忌采用示波器或其他測試工具控制電路波形。由于具體測試過程中，雖然特別小心，也不可避免表筆與臨近點相互碰撞，無法預防表筆接上后導致電路工作狀態改變。如果電路工作發生異常，燒毀末級驅動元件的危險加大。

4 結論

總之，不間斷電源UPS在輸入電源中斷過程中，能夠即可供應電力，當電源輸入正常時，能夠為品質不佳的電源實施穩頻、防雷擊、濾除噪聲等操作，確保使用穩定純凈的電源。文中從UPS工作原理和主要分型入手，重點闡述UPS安裝調試、具體應用中的注意要點，對任意場合使用UPS提供重要的指導和借鑒作用。

參考文獻

[1]耿亞彬.UPS在民用建筑中的布線[J].建材發展導向（下），2014，13（5）：13-14.

[2]劉明，王穎.不間斷電源U PS系統安裝應用技術[J].無線互聯科技，2014，17（8）：67-67.

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關鍵詞: UPS；種類；電池容量；功率；進線；出線

中圖分類號：TM911.1 文獻標識碼：A 文章編號：

1 前言

UPS（Uninterruptible Power System）是指不間斷電源。UPS按照工作原理可分為后備式和在線式，以及介于二者之間的在線互動式；按備用時間可以分為標準機和長效機；按整流器的工作頻率可以分為工頻機和高頻機。UPS的基本功能是在斷電的情況下，能夠實現不停電切換，為其它設備繼續供電，同時在電壓不穩時，能夠起到穩定電壓的功能，同時具有抑制電網的電壓沖浪，保證用戶正常工作與數據不受到干擾。因此，UPS不間斷電源越來越多地被應用在各個領域。

2 UPS的種類和特點

2.1按逆變器在市電正常時是否工作分類

按照逆變器在市電正常時是否工作，UPS一般可分為后備式和在線式，以及介于二者之間的在線互動式。

2.2按備用時間分類

按備用時間的區別，UPS可以分為標準機和長效機。標準機為UPS內配電池組，時間一般為5～15min。如果用戶需要更長的備用時間，UPS則需外接電池，稱為長效機。

2.3按整流器工作頻率分類

UPS可以根據輸入輸出的相別劃分為單相輸入/單相輸出、三相輸入/單相輸出、三相輸入/三相輸出等。小容量的UPS可以采用單相輸入/單相輸出的方式，中、大型容量的UPS建議盡量采用三相，以避免負荷分配的不平衡。

3 UPS電池容量和功率的選擇

下面以某商業大廈的中心機房為例，來說明UPS的選用。某中心機房內配置核心交換機1臺，3.5kW；服務器2臺，2×0.4kW；廣播柜1臺，1.0kW；監控報警及顯示設備，2.0kW；1～5層弱電機房，5×1.0kW。合計為12.3kW，采用UPS集中供電，考慮到UPS的裕量，按30%計，為16kW，則可以選用20kVA(16kW)的UPS。

蓄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。設計時，可作如下估算:

所需蓄電池安時數(Ah)=UPS電源功率(VA)×延時時間(h)÷UPS電源起動電壓(V)

假設選用的20kVA的UPS要求持續供電4h，其起動電壓為30×12V=360V，則所需安時數為20000VA×4h÷360V=222Ah，可選用100Ah的蓄電池組2組，則供電時間為200Ah×360V/20000VA=3.6h。

在選擇UPS的容量時，還要考慮一定的裕量。對電子計算機供電時，其額定輸出功率應大于計算機各設備額定功率總和的1.2倍；對其他用電設備供電時，其額定輸出功率應為最大計算負荷的1.3倍。另外，還需考慮功率因數問題，UPS的功率分為視在功率和有功功率，如20kVA的UPS，按功率因數為0.8考慮，其額定功率為16kW。

4 UPS的供配電

4.1 單相進單相出的UPS, 其供配電線路根據計算電流選定

除了對負載進行分析，根據其要求的高低和經濟的許可選擇合適的UPS外，要使UPS可靠地工作，正確的供配電也是不可缺少的一環。JGJ16-2008《民用建筑電氣設計規范》規定:UPS宜采用兩路電源供電，交流輸入電源的總相對諧波含量不宜超過10%，且其交流輸入電源不宜與其他沖擊性負荷由同一變壓器及母線供電；在TN-S供電系統中，UPS的交流輸入端宜設置隔離變壓器或專用變壓器；當UPS輸出端的隔離變壓器為TN-S、TT接地形式時，中性點應接地，這是因為UPS裝置的旁路系統輸入中性導體與輸出中性導體連接在一起，UPS裝置的輸入端與輸出端的中性導體必須是同一個系統。對于單相進單相出的UPS，其供配電線路根據計算電流選定。如某3kVA的UPS供配電系統圖如圖1所示。

(a)UPS進線系統圖

(b)UPS出線系統圖

圖1UPS出線系統圖

4.2 三相進三相出的UPS, 其配電線路也根據計算電流來確定

對于三相進三相出的UPS，其配電線路也根據計算電流來確定。如某20kVA的UPS供配電系統圖如圖2、圖3所示。

圖2 UPS進線系統圖

圖3 UPS出線系統圖

4.3 三相進單相出的UPS, 其進線按三相考慮, 出線按單相考慮

對于三相進單相出的UPS，其進線按三相考慮，出線按單相考慮。如20kVA的UPS供配電系統圖如圖4、圖5所示。

圖4 UPS進線系統圖

圖5 UPS出線系統圖

但由于在線式UPS在超載、旁路命令(手動或自動)、逆變器過熱或機器故障或檢修時，一般將逆變輸出轉為旁路輸出，由市電直接供電。三相進單相出的UPS大多在旁路輸出時，直接將負載都接到同一相上。配電系統如圖6所示。

圖6 UPS旁路運行時示意圖

此時，所有的負載都接在L3相上，存在進線開關和線路不夠的問題，所以UPS廠家一般建議三相進單相出的UPS進線開關和線路都按單相時來配置，如上面列舉的UPS進線系統一般按如圖7所示配置。

圖7 UPS進線系統圖

假如三相進單相出的UPS交流電源進線處設置隔離變壓器，則容量也要相應放大3倍。

5 UPS對土建的要求

目前UPS所用的電池大多為免維護的鉛酸蓄電池，其使用時允許的環境溫度一般在-15～50℃，但在溫度為-25～20℃時的壽命更長，低于15℃時，其放電容量下降，溫度每降低1℃，其容量下降約1%，而溫度過高(>30℃)，其壽命又會縮短，故一般要求UPS室的溫度保持在18～28℃。由于UPS的重要性，故UPS室要求設置應急照明及外開防火門，室內凈高不宜小于2.5m。

UPS室設置時要考慮進出線及維護的方便，不應設置在廁所、浴室等潮濕場所的正下方。UPS電池室的荷載設計時要作為重點內容提供給土建，按5電子信息系統機房工程設計與安裝標準圖集6提供的數據，蓄電池組雙列1層擺放時，電池室活荷載標準取值可按13kN/m2；蓄電池組雙列2層擺放時，電池室活荷載標準取值可按14kN/m2；蓄電池組雙列3層擺放時，電池室活荷載標準取值可按15kN/m2；蓄電池組雙列4層擺放時，電池室活荷載標準取值可按16kN/m2。UPS主機房活荷載標準取值可按8～10kN/m2考慮。設計時一般宜優先考慮底層放置，如果設置在樓上，設備宜放置在梁上。

6結語

UPS的種類多，價格和質量也存在著不小差異，在選用UPS不間斷電源時，應結合具體情況采購。同時，為了使UPS能可靠、有效地工作，UPS的供配電、機房的設計和布置，以及設備本身所要求的維護和管理這些問題，我們也應重視。

參考文獻

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【關鍵詞】一體化 不間斷 變電站

1 引言

目前，變電站的繼電保護、微機控制和事故照明設備大多數采用電力專用逆變電源或多臺UPS分散供電。分散設立多套系統，增加了一次投資和日常運行維護工作量。交流和直流一體化不間斷電源的應用滿足了運行維護和電力體統對于可靠性的要求。

變電站操作電源基本設計有3套各自獨立的系統，即直流操作電源（DC）、通信電源、交流不間斷電源。

2 電站不間斷電源系統現狀

當前變電站中的操作電源一般分為直流電源系統、通信電源和交流電源系統[1]，主要功能如下：

2.1 直流電源系統（DC）

直流操作電源系統是提供給變電站內所有控制、保護、自動裝置等控制負荷和各類直流電動機、斷路器合閘機構等動力負荷的電源。直流操作電源系統電壓一般選擇220V或110 V，采用不接地方式。對220 kV及以上變電站均裝設2組蓄電池及2套充電裝置，構成兩電兩充方式，采用單母線分段接線，兩段母線之間設聯絡電器，2組蓄電池及2套充電裝置分別接于不同母線段。

2.2 通信電源

提供給變電站內載波機、光端機 等通信設備及保護復接設備電源。系統電壓為48 V，采用正極接地方式。220 kV及以上變電站按兩電兩充設計，采用單母線接線，兩組蓄電池及2套充電裝置分別接于不同母線段，2段母線之間不設聯絡電器。

2.3 交流電源系統

在變電站中，交流不間斷電源系統（UPS）主要是給不允許短時停電的計算機監控設備供電，可靠性及穩定性要求高，一般均采用一用一備串聯運行方式，即正常時由主機供電，主機故障時，從機自動投入。UPS正常由交流電源供電，當交流電源消失或整流器、逆變器等元件故障，則由自帶的蓄電池向逆變器供電。

3 存在的問題

如上所述的變電站操作電源的設計基本均存在3個各自獨立的系統，即直流操作電源（DC）、通信電源、交流不間斷電源（UPS），且每套電源系統均各帶1或2組蓄電池（某些設計已取消UPS自帶的蓄電池），設立通信蓄電池室和直流操作電源蓄電池室。這必將存在以下問題：設立多套分系統，蓄電池組重復設置，工程的一次投資增大；設備分散設置，增加了日常運行維護工作量。

隨著運行維護要求的日益提高及設備技術的不斷發展，電源系統的分散性逐漸顯露出了它存在的不足，這就出現了直流和交流一體化不間斷電源。

4 一體化不間斷電源設備及其功能

4.1 一體化電源設備的含義

一體化電源設備，是將直流電源、電力用交流不間斷電源（UPS）、電力用逆變電源（INV）和通信用直流變換電源（DC/DC）等電源裝置組合為一體，共享直流電源的蓄電池組，并統一實施監控的成套電源設備[2]。

4.2 一體化不間斷電源設備的功能

一體化電源設備具有一套公用的蓄電池組，它能同時為一體化電源設備的全部輸出負荷提供電源，滿足全部負荷容量和供電時間的要求。在正常運行方式下，該電源設備由交流電源供電，蓄電池處于浮充備用狀態；當交流電源故障停電時，蓄電池為全部負荷提供電源。所以，一體化電源設備的備用電源至關重要，應保證其在全部工作過程中，不能出現停電。

5 典型的一體化不間斷電源的實施方案

目前，新建變電站都已應用不間斷電源系統，以220kV壩基頭變電站為例，該站統一由直流操作電源供電，除提供直流操作電源DC、交流不間斷電源UPS，還提供通信用48V電源。利用DC/DC電源變換裝置代替原通信專業48V蓄電池電源系統，將DC/DC裝置做為直流系統的一個負荷考慮，即DC-UPS-DC/DC一體化電源。

該接線設計同時取消了UPS系統、通信電源系統的蓄電池，共用直流操作電源DC的蓄電池組。能較好地實現電源系統管理的網絡化、智能化，實現站用電源系統數據一體化的實時監視，對被監控對象的控制、調節和運行方式能更方便實施集中管理、分散控制。減少設備日常維護工作量，同時提高可靠性，全站僅設1套直流操作電源蓄電池，取消UPS電源、通信電源蓄電池組，減少了維護管理工作量。工程投資經濟性得到提高，設備上減少了2組通信用蓄電池及UPS蓄電池。同時社會經濟效益得到提高，減少蓄電池的使用量，對改善環境質量具有積極的作用，對節約大量稀有金屬資源潛能巨大。

6 一體化不間斷電源應用中的幾個問題

一體化電源設備的核心問題是其備用電源的特性、容量及其供電持續時間。對備用電源的要求是放電平穩、持續時間長、使用壽命長、正常運行免維護或少維護。多年來電力系統中一般采用鉛酸蓄電池，目前普遍采用的是閥控密封式鉛酸蓄電池[3]。

此外，直流操作電源系統為不接地系統，所以交流側的UPS裝置的交流輸入、輸出與直流側必須采取措施進行隔離，如采用隔離變做隔離，以避免交流側的運行及故障影響直流操作電源系統側的絕緣降低，造成直流系統接地等異常。通信電源系統采用正極接地方式，所以DC/DC裝置的輸入、輸出部分也必須隔離。

7 結語

一體化不間斷電源系統減少了設備配置、建筑面積和蓄電池的附屬設施，由變電站統一運行、維護，減少了運維人員的數量和工作量，提高了運行、維護工作的可靠性和經濟性。

參考文獻：

[1]佘恬，陳娟.變電站一體化不間斷電源的應用探討[J].廣西電力，2009（5）：30-32.

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【關鍵詞】 USP電源 廣播電視 重要性 維護

UPS，即不間斷電源，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。作為衛星地面站保持供電系統持續斷供電的一個關鍵的設備，UPS 電源能夠充分保障機房供電的不間斷性，避免由于斷電而影響到廣播電視節目的順利播出。現階段在使用過程中，一般不太注重檢修與維護UPS電源，當發生故障的時候，甚至會影響到整個工作系統的順利運行。鑒于此，本文研究了UPS電源對廣播電視播出設備的重要性，并指出使用注意事項以及維護策略，以期為有效使用UPS電源，確保廣播電視節目順利播放提供指導和借鑒。

一、UPS電源的重要性

1、電壓穩定。市電電壓易受電力輸送線路品質的影響，離變電所較近的用戶電壓較高約400～420V，離變電所較遠的用戶電壓較低約320～360V，太高或太低會使用戶設備縮壽命，嚴重時會燒毀設備，使用在線式UPS可提供穩定的電壓電源，電壓變動不到2V，可延長設備壽命及保護設備。

2、停電保護和高低電壓保護。首先，瞬間停電時立即由UPS不間斷電源將電池直流電源轉換成交流電繼續供電。其次，市電電壓過高或過低時UPS內建穩壓器將做適當的調整，使市電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將電池直流電源轉換成交流電繼續供電，以保護用戶設備。

3、頻率穩定。市電頻率分為50Hz/60Hz兩種。發電機運轉時受到客戶端用電量的突然變化造成轉速的變動將使轉換出來的電力頻率飄移不定，UPS不間斷電源轉換的電力可提供穩定的頻率。

4、波形失真處理。由于電力經由輸配電線路傳送至客戶端，各種機器設備特別是非線性設備的使用，往往造成市電電壓波形的失真，因為波形失真將產生諧波而損壞設備，同時會使電力系統變壓器溫度升高，一般要求輸入總電流諧波失真率

5、其他方面。第一，監控電源。配合UPS的智能型通訊接口及監控軟件可紀錄市電電壓頻率停電時間及次數來達到電源的監控，并可安排UPS不間斷電源定時開關機的時間表來節約能源。第二，抑制共模噪聲。共模噪聲產生在火線/中性線與地線之間。第三，抑制橫模噪聲，橫模噪聲產生在火線與中性線之間。第四，突波保護，UPS不間斷電源會加裝突波吸收器或尖端放電設計吸收突波，以保護用戶設備。

二、使用過程中需要注意的事項

1、注意工作環境。UPS 電源對工作環境具有非常高的要求，室內必須沒有灰塵同時保持干燥，這是由于主機上進入灰塵在潮濕條件下將造成主機工作不穩定，嚴重導致死機。溫度最好處于15到30攝氏度范圍內，太低將會對蓄電池容量產生干擾，太高將對對主機正常運轉產生影響，并且使電池壽命降低，20攝氏度附近為最佳溫度。因此在UPS 電源室適合使用立式主、備空調機。

2、做好絕緣措施。因組合電池組電壓非常高，具有或多或少的危險，所在故障檢修過程中，檢修工作者應當注意絕緣，無論是人或者工具均應當保持充分的絕緣，防止觸電事故發生。

3、注意相關參數與額定功率。首先，通常情況下，電源主機的相關參數均為廠商人員按照客戶要求提前設定的，因此不要盲目將其改變。尤其的電池組的參數，否則將造成主機工作紊亂，使電池壽命降低。其次，由于其額定功率均為提前根據播出系統負載設置的，通常其功率余量相對較小，因此不能隨意增加大功率的設備，由于系統工作于不間斷狀態下，增加大功率負載，將導致出現主機故障，甚至能夠將電源擊毀。

4、禁忌帶負載啟動，禁忌大電流充放電。首先，要是直接通過UPS 電源供電給播出系統，需要先將一切負載電源開關關閉之后再將UPS 電源開啟，等到后者正常啟動之后才將負載開關開啟。究其根源，負載瞬間供電過程中將產生非常高的電流，一些負載的沖擊電流將導致電源過載，甚至將其損壞。其次，禁忌大電流充放電，以防電池過熱變形，其內阻提高，其容量和壽命降低。

三、UPS電源的維護對策

1、做好防除塵維護。正常使用時， UPS 電源主機的維護工作重點是防除塵。機中風機的轉動將吸入空中灰塵而積聚，與潮濕空氣相遇的時候將在電路板粘結，導致主機工作紊亂，因此可以每季度清除灰塵1次。

2、定期核對主機參數、查看告警菜單。首先，經常核對主機各參數，當發現問題時盡快與廠商聯系，盡快做出糾正。其次，經常性的查看告警菜單，有效把握其運行狀況，建議每天查看1次同時認真進行記錄。

3、加強電池維護，科學應對故障。至少半年對電池放電1次。平時維護過程中應當認真對電池進行檢查，注意其完好與否，是否出現滲漏與殼變形，是否出現銹蝕等，當電池組電池出現問題時，應當盡快將其更換掉。這個環節中切忌將型號、性能、容量等不同的電池進行連接，以防影響到電池組的功能。發生故障時，需要先將原因弄清楚，這樣才能有的放矢的、盡快的將其排除。

四、結束語

綜上所述，隨著廣電事業的日益發展，UPS電源將逐漸普及，其在各個系統中具有非常重要的功能，為充分發揮其功能，今后應重視對UPS電源的維護，切實加強日常的管理和維護。

參 考 文 獻

篇6

【關鍵詞】 數據中心；不間斷電源系統；N+1；2N；可靠性

0 前言

大型的不間斷電源系統在數據中心中有著廣泛的運用，以確保重要的服務器和IT設備的不間斷供電。

不同的不間斷電源系統配置將直接影響到所支持的IT設備或其它重要負荷的運行穩定性。同時也將決定設備本身故障和人為操作失誤等對整個系統的影響程度。一個可靠的不間斷電源系統配置，將在很大程度上減少前述因素對系統可用性的影響。

1. 國內外設計標準對不間斷電源系統配置的要求

國內外主要的計算機機房及數據中心設計標準中，均對不間斷電源系統的配置提出了要求。下文選取正常運行時間學會（Uptime Institute）標準；美國通信工業協會（TIA）標準TIA-942-A；以及國標GB50174-2008《電子信息系統機房設計規范》中對不間斷電源系統的配置要求相關條文為例，說明不同重要性等級的機房對不間斷電源系統配置的不同要求。

1.1 正常運行時間學會標準

正常運行時間學會（Uptime Institute）標準提出了第一級（TIER I）至第四級（TIER IV）四個不同的數據中心基礎設施等級分類，用來描述整個數據中心基礎設施架構的可靠性和可維護性。其中第一級（TIER I）為最低等級，第四級（TIER IV）為最高等級。

第一等級（TIER I）：基本的基礎設施架構；

第二等級（TIER II）：有冗余的容量元件；

第三等級（TIER III）：可并行維護的系統；

第四等級（TIER IV）：可容錯的系統。

1.2 美國通信工業協會標準

美國通信工業協會（TIA）標準TIA-942-A同樣針對不同的可用性和安全性等級，對數據中心的基礎設施提出了四個不同的等級。

對于不間斷電源系統拓撲而言。第一等級和第二等級的不間斷電源系統均只需滿足N的要求，第三等級的不間斷電源系統需為N+1冗余配置，第四等級的數據中心需為2N冗余配置。

2. 幾種常用的不間斷電源系統配置

下文將介紹一些典型的不間斷電源系統配置。

2.1關于N的理解

在不間斷電源設計中，通常使用”N“來描述滿足所有負荷的基本供電容量。例如共有100kW的重要負荷需要由不間斷電源系統保護，則”N”即為100kW。

2.2 N系統配置

一個N配置的不間斷電源系統，其容量僅滿足為其所保護的重要負荷供電，而不提供任何冗余。

典型的N配置不間斷電源系統如圖一。該系統配置僅滿足正常運行時間學會和美國通信工業協會標準中定義的第一級數據中心，以及國標GB50174-2008中定義的C級機房的標準。

2.3 N+1系統配置

N+1系統配置配置的不間斷電源，指在N配置系統的基礎上，增加一個冗余的不間斷電源模塊。該冗余的電源模塊容量，應至少等于一個主用不間斷電源模塊的容量。

常用的N+1系統配置設計有如下幾種

（1） 串聯冗余

串聯冗余（Isolated Redundant），通常包括一臺主用的不間斷電源設備，用以向負載供電；一臺備用的不間斷電源設備，串接于主用不間斷電源的內部靜態維修旁路上。該設計要求主用不間斷電源的主回路和內部靜態維修旁路分接于兩個不同的輸入回路。但主用和備用不間斷電源設備的容量和品牌型號均可不同。

通常情況下，所有負載由主用不間斷電源供電，而備用不間斷電源為空載。當出現意外使主用不間斷電源切換至內部靜態旁路時（如主用不間斷電源發生故障或產生較大的過載），備用不間斷電源將瞬時負擔起所有的負載。因此，備用不間斷電源必須謹慎選擇，確保其瞬時加載能力能滿足上述使用要求。

串聯冗余的系統設計，現較多運用于對N配置的不間斷電源系統進行改造，使其在一定程度上實現冗余，又不需要替換原有的設備。

該系統設計在輸出端仍存在“單點故障”，為此在設計中仍需提供外部維修旁路。

典型的串聯冗余不間斷電源系統如圖二。該系統配置滿足美國通信工業協會標準中定義的第三級數據中心，以及國標GB50174-2008中定義的B級機房的標準。同時，該系統配置也可以滿足正常運行時間學會標準中定義的第二級數據中心的標準。

（2） 并聯冗余

并聯冗余，通常由多臺并聯的不間斷電源設備和一個共用的輸出母線組成。冗余的容量至少等于一臺主用不間斷電源的容量。并聯冗余的系統要求所有的不間斷電源設備均來自同一的生產廠家，且型號和容量必須相同。

通常情況下，系統內所有的不間斷電源設備均分負載。當其中一臺設備出現故障而退出運行時，其余的不間斷電源設備將立即擔負由原有故障設備供電的負荷。該系統設計可確保對系統中的一臺設備進行維護的同時，對負載不造成任何影響。

針對并聯冗余設計不間斷電源使用率底的問題，目前主流的不間斷電源廠家均已推出模塊化不間斷電源產品，如艾默生的Trinergy系列和伊頓的9395系列。一臺不間斷電源由多個小功率的不間斷電源模塊構成，當系統負荷率較低時，可以使部分模塊休眠，而提高在用模塊的負載率，從而實現提高系統效率的目的。

典型的并聯冗余不間斷電源系統如圖三。該系統配置滿足美國通信工業協會標準中定義的第三級數據中心，以及國標GB50174-2008中定義的B級機房的標準。同時，該系統配置也可以滿足正常運行時間學會標準中定義的第二級數據中心的標準。

（3） 分布式冗余

分布式冗余（Distributed Redundant）是目前業內較多運用的一種不間斷電源系統設計。該設計的目的在于提高系統冗余程度和可靠性的同時，所需的不間斷電源設備投資少于2N系統。

分布式冗余系統通常由三個或以上的不間斷電源模塊構成。每個不間斷電源模塊有獨立的輸入和輸出。輸出母線通過靜態切換開關（Static Transfer Switch， STS）和配電柜向負載供電。

4 結束語

不同的不間斷電源系統設計通常意味著不同的電源系統可靠性等級，也意味著不同的設備投資。設計人員應根據數據中心的重要性等級，服務器設備的情況（是否存在電源供電的設備），工程預算等因素，綜合考慮，選擇最合適的系統配置。

參考文獻

[1] Kevin McCarthy. Comparing UPS System Design Configurations. 2005

[2] GB 50174-2008 電子信息系統機房設計規范 [S]

[3] TIA-942-A Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers [S]

篇7

【關鍵詞】UPS應用；煤礦安全；通訊設備；PFC校正

引言

2003年8月14日下午美國東北部、中西部和加拿大南部發生大面積停電，這次持續29個小時的大面積停電，不僅給5000萬美國人和加拿大人的生活帶來極大不便，而且造成300億美元以上的直接和間接經濟損失。煤礦企業不可能左右整個電網的可靠性，但可以積極地做好自身小環境的電力保護，因此，用戶自我保護是當前解決企業電力問題的現實之舉，而UPS（UninterruptiblePowerSystem，不間斷供電系統）能夠有效地解決停電事故和電力質量不穩定的問題。將UPS引入煤礦通訊設備備用電源中，能夠保證煤礦中供電的安全性與可靠性，從而創造巨大的經濟效益和社會效益。

1UPS的組成與工作原理

UPS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。不間斷電源通常由整流器、蓄電池組、逆變器和開關等構成。UPS不但可為重要的負載提供不間斷的交流電源，而且還能隔離電網的各種干擾。當電網正常工作時，UPS對電網電壓進行變換和調節，輸出穩定、高質量的交流電，為負載供電，或處于備用狀態；當電網出現故障時，UPS利用內部蓄電池的儲能為負載供電；當電網長期停電時，UPS將備用發電機輸出的電育旨注行變換和調節，繼續為負載供電。

經過輸入濾波器，將電網中的高頻電磁干擾、射頻干擾、尖峰脈沖等干擾進行吸收、抑制處理，分成四路分別進入以下處理：

（1）送到具有“功率因數校正功能”的整流器輸入端進行整流處理。

（2）進入UPS同步鎖相電路，提取同步信號以便逆變器在電網停電時將蓄電池組產生的直流電進行瞬時同步逆變，保證負載側供電的同步連續性。

（3）經充電器對UPS所配置的蓄電池組進行“浮充”式充電，其浮充電壓應為電池組標稱端電壓的1.125倍。

（4）直接經交流旁路供電通道饋送到切換開關的常閉觸點上。在當逆變器或微處理器發生故障時由電網直接向負載供電，避免負載供電中斷。

整流器將輸入的帶有干擾的電網整流為幅值穩定的直流電源送到逆變器的直流總線輸入端。當電網正常時，整流器輸出電壓高于直流變換器輸出的直流電壓，在微處理器的控制下，蓄電池不向逆變器提供逆變電源。當電網中斷或電網過高過低時，在微處理器的控制下，直流變換器將蓄電池的直流電壓提升到符合逆變器輸入所要求的電壓水平，經逆變器向負載輸出電源。

2煤礦通訊設備供電方式研究

早期的煤礦通信設備通常使用在線式雙變換式UPS。所謂在線式，是指不管電網電壓是否正常，負載所用的交流電壓都要經過逆變電路供電，即逆變電路始終處于工作狀態。所謂雙變換是指UPS正常工作時，電能經過了整流AC/DC（交流變換為直流）、逆變DC/AC（直流變換為交流）2次變換供給負載。隨著對煤礦通信設備電源效率及功率因數的限制，傳統的在線式雙變換式UPS已逐漸被淘汰。

4結束語

帶PFC校正UPS技術將會對井下通訊設備供電系統的可靠性和故障處理的準確性、快速性有著明顯的提升。帶PFC校正和快速動態反應的UPS具有體積小、動態響應快、能夠實現交流輸出電壓高于直流輸入電壓（中間省掉了一個DC/DC變換器）等性能，在采用滑模控制技術及保護措施之后，技術性能指標及可靠性將明顯提高，它是煤礦通信設備不間斷電源的較理想選擇。在煤礦井下具有廣泛的推廣應用前景。

參考文獻：

[1]王其英.何春華.UPS工作原理與實用技術[M].北京：人民郵電出版社，2006.

[2]張延聰.UPS電源蓄電池的正確使用與維護[J].煤炭科技，2006（3）.

篇8

關鍵詞 UPS；維護；功能

中圖分類號TN86 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）49-0216-02

不少用戶對UPS的使用和維護并不重視，據相關材料統計，50%的UPS故障是因使用和維護不當造成的，而且主要是蓄電池維護不當方面影響。設備使用部門應根據實際情況制定UPS的維護方案，及時對UPS進行維護，保障UPS運行正常，為設備提供穩定可靠的干凈電源。UPS的維護主要分為在線設備維護和蓄電池維護。

1 UPS在線設備維護

1.1 定義

在線設備維護：通過系統自身的不同工作方式，包括電池模式、旁路模式、維修旁路模式，保證UPS能連續供電給負載，對UPS系統內的元件進行的設備維護、清潔保養、板塊更換維修等工作。

1.2 目的

確保UPS能正常運行，為負載提供不間斷、穩定可靠和干凈的電源，減少和杜絕人由于設備維護不當而發生不安全事件。

1.3 原則

下列情況可進行停機維護：

1）主從串聯熱備份系統的主機正常模式情況下，對從機的維護。并機系統中，待維護的UPS停機后，并聯系統中剩余的UPS足以承擔負載；

2）在條件允許的情況下，盡可能進行停機維護；必須在線維護時需做好充分的準備，本著“安全第一”的原則；

3）在線維護一旦發生問題導致負載斷電，須按重大故障處理流程處理。

1.4 維護規范

1）維護前充分了解系統或設備的情況，根據維護的難易程度和維護內容制定相應的維護操作步；

2）預防性維護前應做好充分的備件準備，特別需要注意到故障可能波及損壞的東西，做好充分的工具和其它材料的準備；

3）維護時，需按事先確定的步驟和流程進行，并將關鍵的步驟和重要的數據記錄在事先準備的記錄表中；如果有必要進行臨時調整，應先與相關人員進行充分的討論，并做好記錄；

4）在線維護后，需進行功能和性能的驗證，才能將維護后的設備投入。

1.5 維修規范

1）維修前應做好充分的風險應對準備，應仔細分析維修過程中可能產生的風險，并對風險采取相應的防范和應對措施或準備，特別是提醒用戶；

2）故障維護前還需要充分了解與故障相關的信息，預防性維修需要充分了解設備的現狀和歷史情況，仔細分析和定位故障；

3）維修前應做好充分的備件準備，特別需要注意到故障可能波及損壞的東西，做好充分的工具和其它材料的準備；

4）維修后，需進行功能和性能的驗證，才能將維護后的設備投入。

2 蓄電池維護和管理

2.1 定義

蓄電池維護：指對蓄電池進行外觀清潔檢查、電壓檢查、內阻檢查、電導檢查充電檢查和放電檢查等方面的維護。

2.2 目的

確保蓄電池處理良好狀態，及時發現性能下降的電池，改善其使用狀況,從而有效地延長蓄電池的工作使用時間，提高UPS對系統供電穩定性和安全性，大大提高系統的可靠程度。

2.3 維護規范

1)日常維護：清潔電池，檢查電池外觀是否完好，外殼是否有變形和滲漏情況，測量電池兩端電壓、電池溫度；檢查連接處有無松動，連接觸點有無“鹽化”現象，檢測連接條壓降，用測溫儀檢查電池觸點有沒發熱，檢查連接部分是否有松動，重新擰緊連接處的螺釘；

2）定期維護：每月進行淺放電維護，時間約為1小時，主要求檢測各個單體電池的容量，及時發現個別電池容量下降現象，容量下降帶載放電時間不夠長，造成當UPS需要工作在電池模式帶載時，個別蓄電池僅能維持UPS的逆變器電源運行很短的時間，直接影響整組電池的效率，無法連續供電導致UPS無法工作，系統自動關機，造成負載斷電，產生重大影響；

3）充放電維護：可分淺放電和深放電，通過放電和充電過程的循環，使活性物質得到恢復。過量放電影響電池的使用壽命，應盡量避免電池過量深度放電，最高放電量不應超過70%。同時電池應避免大電流充放電，大電流充放電時可能造成電池極板膨脹變形，極板活性物質容易脫落，溫度升高，內阻變大，嚴重時將造成容量下降，壽命提前終止；

4）環境溫度對蓄電池容量有很大影響，應保證電池的工作環境室內溫度在20℃~25℃之間，溫度低電池的容量會下降，溫度高電池的放電容量會增加,但壽命降低；

5）新舊電池組不能混用，在設計備用電源蓄電池容量時要考慮主設備的擴容情況，否則在市電中斷時大電流放電或充電將有安全隱患存在；

6）浮充運行是蓄電池的最佳運行條件，運行時電池處于滿荷電狀態，在此條件下電池才能達到 最長的使用壽命。平時蓄電池應工作在浮充狀態；

7）對備用擱置的蓄電池，可每間隔一個季度進行補充充電；

8）判斷電池的好壞主要是通過可以通過測量電池的內阻、電導和電池開路電壓。

定期用內阻測試儀和電導測試儀，檢查電池內阻和電導情況，通過長期多次的測試結果對比，可判斷蓄電池的內阻和電導情況，內阻變大，電池的容量下降；電導應該是一個相對穩定的參數，每個品牌的電池出廠時，都有對應的電導值，當測量出來的電導值與出廠值偏差較大時，電池的容量也會下降。

2.4 UPS蓄電池更換管理

在正常情況下免維護電池的工作使用年限約10年左右。但由于蓄電池的使用環境，維護工作方面的影響，電池的工作年限不到10年，可以按下列原則對電池進行更換管理。

1）原則上不間斷電源電池應在投入使用第七年啟動電池更新計劃，在電池使用第八年進行整組電池更換，設備管理部門也可根據電池的維護使用情況，適當延長電池更換周期；

2）不間斷電源為又機并聯及以上冗余配置，輸入市不穩，電池整體容量低于標稱容量60%時，考慮整體更換；

3）不間斷電源為雙機并聯以上冗余配置，輸入市電可靠，電池整體容量低于標稱容量50%時，考慮整體更換；

4）不符合上述整體更換條件的，個體蓄電池確實需要更換的，需同一品牌同一型號的新電池對劣化電池進行更換。

參考文獻

[1]周志敏著.UPS應用與故障診斷[M].中國電力出版社，2008：305.

篇9

關鍵詞：地鐵 信號系統 電源屏 UPS

中圖分類號：U23 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（b）-0130-01

地鐵信號系統是一個集行車指揮和列車運行控制為一體的重要機電系統，為了確保控制設備正常工作，系統的電源配置也應與整個系統相適應。信號系統的電源設備包括信號電源屏、UPS（不間斷電源）和蓄電池等，本文就正線信號設備集中站電源系統進行分析。

1 電源屏

1.1 原理

二號線電源屏采用鼎漢PZG系列信號智能電源屏，兩路三相四線制外部電源經過防雷單元后進入輸入切換單元，再經過一級防雷通過UPS，經UPS穩壓處理變成純凈的交流電源再送到電源屏各交、直流模塊，模塊的輸出進入交直流配電單元，交流模塊通過隔離變壓器隔離后給信號設備供電，直流模塊內部高頻隔離后輸出給信號設備。

2 UPS

2.1 UPS的工作原理

二號線采用的是艾默生UPS。聯鎖集中站兩路外部輸入采用三相四線制，電源經信號電源屏的自動切換裝置后提供給UPS。電源屏與UPS監測單元采用RS485/RS232串行接口通過屏蔽通信電纜連接，市電供電在220 V+15%（-20%）（即176～253 V）時，UPS認為電網電壓基本正常，交流電通過工頻變壓器直接輸送給負載；市電在176～253 V之間時，逆變器正常工作的同時還給電池充電，一旦市電異常，經電池逆變給負載供電。轉換時間小于0.15 s，不會影響設備的正常工作。

市電正常供電時，交流輸入經AC/DC整流器轉換成直流，一方面給蓄電池充電；另一方面給逆變器供電，逆變器自始至終都處于工作狀態，將直流電壓經DC/AC逆變器逆變成交流電壓給用電設備供電。當市電中斷或不能滿足UPS的輸入要求時，UPS的輸入AC/DC整流器將關閉，蓄電池將以無切換時間的方式向逆變器供電。當市電重新恢復供電時，蓄電池便停止向逆變器供電，此時機內充電器向蓄電池組補充消耗的電能，以備再次使用。

當市電存在且在UPS輸入允許范圍內時，由于DC/AC逆變器發生故障或負載功率大于逆變器輸出額定功率時，為保證負載仍能正常工作，靜態開關切換到旁路供電狀態。當逆變器恢復正常或負載功率降到逆變器輸出額定功率之內時，輸出靜態開關將自動由旁路供電切換到逆變供電狀態。（如圖1所示）

2.2 UPS的四種工作模式

2.2.1 市電逆變供電模式

當輸入市電和輸出負載在正常范圍內時，負載所需的電源由市電通過整流器整流變成直流、再經逆變器變成交流輸出提供給負載，同時內置充電器對電池模塊進行充電。

2.2.2 旁路供電模

UPS運行中出現輸出過載、故障等情況時，負載所需的電源由市電輸入直接經旁路提供；同時內置充電器對電池充電。若出現市電斷電或市電電壓超出范圍（120～253 Vac），UPS將不能為負載提供電源。

2.2.3 電池逆變工作模式

當主路市電掉電或不正常時，系統自動無間斷地切換到電池工作模式，由電池逆變出用戶所需的三相四線交流電源向負載供電。市電恢復后系統自動無間斷地恢復到正常工作模式。

2.2.4 ECO模式

在ECO模式下，當旁路電壓在220 Vac±10%、頻率在50±2 Hz范圍內時，負載由旁路供電。

2.3 不停電檢修維護

需要對UPS電源及電池等進行全面檢修或設備故障需維修時，可以通過閉合維護開關Q3BP，將負載轉向維修旁路直接供電，以實現對UPS不停電維護。維修需要斷開UPS內部的主路、旁路輸入電源和電池輸入開關以及輸出開關，實現UPS內部不帶電而對負載仍然維持供電的維修工作模式。

3 結語

西安地鐵二號線自開通以來，經過兩年的運營時間證明電源系統配置非常穩定可靠，此配置未發生過一次電源故障，為信號設備提供了可靠的不間斷電源，保障了電氣設備的良好工作狀態。

參考文獻

[1] 西安地鐵2號線智能電源屏采購合同[R].西安地下鐵道有限責任公司，2007.

篇10

關鍵詞：變頻器；DC-BANK系統；抗晃電

中圖分類號：TM92 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（a）-0000-00

變頻器以其高效率，高功率因數，以及優異的調速和啟制動性，在工業生產中的應用越來越普及。因為各種各樣的因素，晃電現象時有發生，而變頻器應對晃電能力較差。當發生晃電時，變頻器將啟動保護功能，停止運行，造成非計劃停車。通過對變頻器增加直流支撐系統DC-BANK進行改造，增加其抗晃電能力，能很好的抑制因電網晃電而導致系統非計劃停車帶來的損失。

1 晃電現象對變頻器的影響

晃電是指電網電壓暫時跌落或者消失，而在很短的時間內（一般為幾秒之內），電源電壓又恢復正常的現象。其產生的原因可分為內因及外因：

（1）內因：系統本身接有大功率電動機、整流器、電弧爐之類單相負荷等干擾性負荷，對電網產出負面影響，如無功沖擊，諧波，負序等。這些影響可能會通過公共連接點涉及到其他終端用戶。

（2）外因：外力破壞、雷電、樹枝影響以及配電設備故障、線路切換、電容器投切等均由可能干擾系統，造成電壓波動甚至斷電，嚴重時會影響相鄰線路，造成有害影響的蔓延。對于10kV線路，其特點是面廣，用戶分布點多，易產生過電流或短路故障，發生故障后，在線路繼電保護作用下，發生故障的回路被切除。在故障發生到故障切除期間，其他回路電壓會暫降，導致晃電現象的發生。

大部分變頻器都具有失壓、過壓和瞬間斷電的保護功能。在變頻器斷電或失壓后，一般的變頻器仍會工作一段時間，若斷電或失壓的時間大于此工作時間，變頻器將啟動保護功能，停止運行，造成非計劃停車。

2 DC-BANK系統

長期以來，在連續性較強的工藝生產中，當電網發生晃電（甚至毫秒級的斷電）等供電故障時，均有可能使電機驅動的動力設備受到較大的擾動甚至停機。造成連續性生產中斷，設備損壞，產生大量的次品、廢品，造成嚴重的經濟損失。

為解決電動機因電網晃電引發的工藝、設備問題，就出現了用于電動機負載的p輸出電壓和輸出頻率可變的交流不間斷電源DC-BANK。DC-BANK即直流不間斷電源，是在交流電網晃電或斷電時靜態開關開通及時為變頻器提供穩定、持續、不間斷的直流電源設備，在交直流電源之間達到無擾動切換，保證了變頻器繼續運行并驅動電動機。DC-BANK是低壓電機群專用不間斷電源系統，特別適用于多負載連續生產的化纖鋼鐵，石油化工，玻璃等行業。DC-BANK可有效的解決電網晃電對變頻器帶來的影響，同時還具備可靠性高，利用效率高等優點。DC-BANK相對于同樣應用廣泛的UPS，具備以下優點：

（1）UPS因系統復雜，可靠性差，沒有標準化等問題，導致維護難度較大；DC-BANK與變頻器通常采用的是并聯連接形式，系統采用框架式結構，可靠性高，維護起來相對方便。

（2）UPS可靠性不高，需要設計復雜的配置方式提高其可靠性；得益于 DC-BANK與變頻器的并聯連接形式，使得每個負載的電源保護都相對獨立，通過DC-BANK對直流母線供電，就使得變頻器在原有的基礎上增加了一路直流備用供電，因而具有更高的可靠性。

（3）UPS在帶電機類感性負載時，需要5～7倍電機額定容量，且治理諧波電流需要增加有源或無源濾波器；DC-BANK則需要相對較小的電機額定容量（通常為1.1倍）。

（4）DC-BANK系統較UPS具備更高的外殼防護等級，能適應更加惡劣的工業現場環境。

3 DC-BANK系統工作原理

DC-BANK系統主要由充電器、儲能單元、檢測單元和執行單元等組成。DC-BANK系統工作原理簡圖1和圖2所示。DC-BANK系統基于變頻器的系統組織架構。主回路供電在市電正常情況下，經交流配電系統、變頻器、電動機受電端，使得電機帶動各種電氣設備運行。此時DC-BANK系統僅作為變頻器的在線備用電源。當電網出現波動時，系統在檢測單元和執行單元協同作用下，DC-BANK自動切入變頻器的直流母線，保證電機在直流電源的支撐下不間斷運行。當市電恢復正常供電，系統在檢測單元和執行單元協同作用下，迅速切斷DC-BANK，變頻器此后恢復為市電供電，蓄電池轉為自動維護狀態。

4 對丹佛斯FC302系列變頻器抗晃電應用探討

丹佛斯FC302系列變頻器雖然具備能量儲備功能，在發生掉電時可以使用動能產生的功率控制減速，但在電網長時間掉電情況下，仍需要DC-BANK直流支蝸低忱次持變頻器的供電，從而保證液體泵的持續運行。如下圖所示，主回路供電在市電正常情況下，DC-BANK系統僅作為變頻器的在線備用電源，變頻器的交流輸入信號及變頻器的運行和故障信號送到DC-BANK系統的檢測單元進行實時檢測。丹佛斯FC302系列變頻器設有專門的負載共享端子，可接至DC-BANK系統的執行單元。當電網發生晃電現象時，通過DC-BANK系統的檢測單元檢測到的掉電信號，通過執行單元將DC-BANK系統自動切入變頻器的直流母線，從而維持變頻器的持續運行。

5 結語

DC-BANK系統目前已在石化、化纖和煤化行業的部分大中型傳動系統中成功應用。采用DC-BANK不間斷電源系統是不間斷供電的一種新的解決方案。在開關類穩壓電源，變頻器電動機驅動系統，電子鎮流器照明系統有很好的技術經濟表現。在實際生產過程中，晃電現象是很難避免的，采用直流支撐方法為一次性投資，在晃電現象比較頻繁的用電場合，可有效彌補晃電給生產帶來的損失，有效穩定系統的正常運行，系統長期運行會產生明顯的經濟效益。

參考文獻：

[1]林賢文.電源“晃電”對變頻器調速的影響與對策[J].電氣時代，2004（07）.

[2]王兆安，劉進軍.電力電子技術第5版.機械工業出版社，2010（09）.