浅谈UPS电源的使用与维护.doc

浅谈UPS电源的使用与维护宋 勇 李大刚UPS电源在广播电视领域被广泛应用，它给设备不间断高质量的运行提供了保障，但如何选择合适的UPS电源以便更好地为设备服务，如何减少发生的故障率，延长其使用寿命，是技术维护员应重视的问题。一：UPS电源的分类目前我们使用的UPS电源多为静态变换式，可分为在线式；在线互动式和后备式。（1） 在线式在线式UPS电源可自动消除市电电网的干扰对负载的影响，对负载进行无干扰稳压供电，并使市电供电到蓄电池供电转换切换时间为零，在市电供电正常或不正常时，对负载的供电都是由UPS电源的逆变器提供的，这类UPS在市电正常时，电源经电磁干扰器及突波抑制器后，经由整流器转换成直流电，并经逆变器将直流电转换成交流电，供给设备使用，而充电器同时让电池保持浮充状态，一旦电源不正常，逆变器立即将电池电能转换成交流电源，因此输出电源完全不受市电变化的影响，而且输出在断电后转由UPS电池供电时是零转换。主要特点为：（1）输出至负载之电力经UPS处理，输出电源质量较高；（2）无转换时间（零切换）；（3）结构复杂，成本较高；（4）保护性能较好，对市电杂讯、突波衰减能力最佳。（2）在线互动式在线互动式UPS电源的逆变器始终处于工作状态，转换时间很短，交流输出电压的稳定性好，但其充电器是由双向变换器组成，充电效果不是很好，且不宜作长时间的UPS电源使用。电池充电器与逆变器共用一个电力转换器，它利用变向转换器对电池进行大电流快速充电，一旦停电变向转换器取代逆变器将电池电能转换成交流电供应负载。主要特点为：（1）双向性转换设计，UPS电池回充时间较短；（2）转换时间一般为4ms左右；（3）控制结构复杂，成本较高；（4）保护性能比后备式UPS好，对市电杂讯、突波衰减能力差，逆变器输出电压波形较好，一般为正弦波。（3） 后备式后备式UPS电源其实就是一台试点稳压器，可对市电电压的幅度波动进行改善，但不能对市电串入电网的干扰进行改善。当市电中断或低于170V时蓄电池才通过逆变器向负载提供稳压、稳频的交流电，而在市电供电正常时，市电通过交流旁路通道，再经过转换开关直接向负载供电，机机内的逆变器处于停机工作状态。主要特点为：（1）市电正常时，UPS对市电几乎无处理而直接输出至负载，对市电杂讯、突波衰减能力差；（2）由市电转逆变工作时会有一段转换时间，一般小于10ms；（3）结构简单，体积小，重量轻，控制容易，成本低；（4）保护性能最差。牡丹江管理局广播电视中心机房，根据负载对输出稳定度，切换时间，输出波形的要求，确定选择了在线式。在线式UPS的输出稳定度，瞬间响应能力比另外两种强，对非线性负载及感应性负载的适应能力也较强。为了达到不间断供电UPS还与发电机配合使用。在线式UPS的工作过程是当市电正常时，输入交流电压通过充电电路不断对电池进行充电，同时AC/DC电路将交流电压转换为直流电压，然后通过逆变器再将直流电压逆变成交流正弦波电压供给负载。而当市电中断时，后备电池开始工作，此时电池的电压通过逆变器变换成交流正弦波或方波供给负载，因此无论是市电供电正常时，还是市电中断由电池逆变供电期间，逆变器始终处于工作状态，这就从根本上消除了来自电网的电压波动和干扰对负载的影响，真正实现了对负载的无干扰、稳压、稳频以及零转换时间。 在线式UPS由于其工作方式是先对电池充电，然后再由逆变器将电池的电能逆变成交流，因此在电能的转化过程中有一部分电能将被损失掉，一般在线式UPS的电源效率在90%以下。在线式UPS的优点在于它的零转换时间以及高质量的输出电源品质，因此它更适合于一些关键性的应用场合。 二：使用和保护(1) 一般设备的使用说明书都清楚的给出了详细的使用说明，其中最大启动负载应控制在80%之内 ，将负载控制在30%60%额定输出功率范围内是最佳工作状态，如果超载使用在逆变状态下，有可能击穿逆变三极管，造成严重后果。(2) UPS电源在使用时，应避免因负载突加和突减时其电压输出波动异常，导致无法正常工作，因此要按正常的开关机顺序进行操作。另外，如果频繁快速地开机会造成UPS电源进入“启动失败”的状态，其后果是：UPS电源既无市电输出，又无逆变输出，因此关掉电源后，通常要等6s后在开启。(3) 蓄电池的维护对蓄电池组的过流充电和过度放电都是不允许的，因为过流充电容易造成电池内部的正负极板弯曲，板表面的活性物质脱落，造成蓄电池可供使用能量下降，导致蓄电池损坏。而过度放电易使电池内部板表面的硫酸溶化，其结果是导致电池的内阻增大，甚至使个别蓄电池产生“反极”现象造成报废，而对电池组的过压充电也会造成蓄电池中的电解液所含的水被电解成氢和氧而溢出，从而使其寿命大大缩短。为使蓄电池有良好的充放电特性，长时间不运行的UPS电源在重新使用前应不加负载，技术人员利用机内的充电回路对蓄电池浮充电1015h以后再用，对长期工作在后备状态的UPS电源，每隔一个月让其处于逆变状态工作至少25min，以便激活UPS的蓄电池，UPS电源在长期的使用过程中，其蓄电池总会有个别的充放电性能变差，这种变化趋势在后备式UPS电源和部分在线式UPS电源中是常见的，所以要定期对每个电池作快速充放电测量，检查电池的蓄电能力和充放电特性，不合格的电池不应与合格的电池混用，应及时更换以保证蓄电池组功能的稳定。牡丹江管理局广播电视局规定，每个月都要对UPS的所有线缆绝缘层进行检查，是否有老化和破损，有则立即进行处理，避免出现安全事故；检查UPS的通风口有无被堵塞，应保证有足够的散热空间散热，否则会缩短UPS的使用寿命，甚至损坏UPS；检查所有的指示灯状态是否正常，应和LED显示的状态一致；市电正常工作测试；电源逆变测试；电池充电测试；断电检查所有的螺丝是否紧固，有无过热现象；打开电池箱检查电池有无漏液，端子连接有无松动；用万用表测试单个电池的电压是否一致，如测出某个电池的电压异常时立即更换，防止损坏整组电池。最后用干抹布除去UPS表面的灰尘。三：UPS电源在使用中应注意的几个问题：（1） UPS不宜带负载开机和关机没有延迟起动功能的UPS带负载开机很容易在起动的瞬间烧毁逆变器的末级驱动元件，因为刚开始时控制电路的工作还未进入稳定状态，起动的瞬间又会产生较大的浪涌电流，末级驱动元件有可能承受不了，当负载中包含有电感性负载时，带载关机也同样可能引起末级驱动元件的损坏，因此不是紧急情况不要带载开机和关机。（2） 根据UPS的容量合理配置负载一般来说UPS负载的种类很多，除了电阻性负载以外，还有感性、容性和整流器负载，因此UPS的输出电流中包含一定量的无功分量，用户在安排负载时应保证功率和容量不超过UPS的输出指标，并且留有一定的余量，交流电机类负载如吸尘器，电扇等电感性很大负载绝对不允许接到UPS上。（3） 后备式UPS电源不能随意加大保险丝容量后备式UPS在逆变器供电时，一般都具有过载和短路自动保护功能，但在市电供电时，一般靠输入端交流保险丝来担当过载保护的任务，所以用户不可以轻易地加大市电输入保险丝的容量，否则一旦UPS输出发生短路事故，有可能出现输入保险丝烧不断而烧毁电路板的危险现象而造成损失。四：UPS电源的工作环境要求UPS电源系统对环境有一些标准的要求，主要是温度、湿度、防尘，UPS电源设备应放在干燥、通风、清洁的环境中，避免阳光直射在设备上，环境温度最好保持在18度至25度之间，蓄电池对环境温度的要求最高恒温25度是最佳，环境湿度一般允许在30%80%的相对湿度，工作环境的相对湿度如果太大，会在UPS主机上结出水珠而造成局部短路，而太干燥环境容易产生静电而发生危险。UPS主机内逆变器功率元件工作产生大量的热量需要风扇散热，由此也给主机内带来了灰尘，大量的灰尘会使散热不畅，引起主机内部温度过高，UPS背面风扇排风口与墙壁至少要保持45cm的距离，UPS系统不要被杂物覆盖，否则会有发生