論中小型UPS電源的使用和維護

高天宏　李悅　隋鴻飛

摘要：電氣設備自動化和遠程控制的實現離不開計算機網絡，而計算機網絡的平穩運行靠UPS電源的強力支持，因此，規范使用和維護UPS電源極為重要。

關鍵詞：UPS電源;使用;維護;經驗

1引言

自對外開放深入實施后，我國經濟文化快速發展。在新的發展環境下，我國逐漸步入互聯網+時代。就目前人們的生產生活現狀而言，電力資源成為社會發展必不可少的因素。為了避免因斷電而產生的經濟受損現象，UPS電源在科學技術的支持下，被廣泛應用于各行業中，并取得了較為突出的效果。本文在研究中，通過對UPS電源的基本原理、使用與維護方法研究，能夠為日后促進UPS電源的發展，奠定堅實的基礎，具有一定的現實研究價值和意義。

2UPS電源的工作原理

在線式UPS電源是一種含有儲能裝置、以逆變器為主要元件的恒頻穩壓電源設備，其主要由可控整流部分、蓄電池部分、逆變器部分、靜態旁路、維修旁路等部分組成，其組成原理圖如圖1所示。UPS電源主要具有以下兩個功能。（1）在市電停電時，電源要以小于0.4ms的時間切換至后備電源供電，無間隙地切換，保護負載，使負載不會因市電停電而中斷。（2）電源改善負載用電質量，避免負載因電網干擾受到危害。如圖1所示，在線式UPS電源的工作方式是：市電不論是正常輸入或因故障中斷，供給負載的電源都來自逆變器，逆變器始終處于工作狀態。輸入負載的電能，首先要經過整流器將AC（交流電）轉換成DC（直流電），再輸入至逆變器將DC（直流電）轉換成AC（交流電），這樣電源經過雙變換后，不僅改變了供電質量，還提高了電源的穩定性和可靠性。由圖1可知，市電供電正常時，市電通過互鎖開關輸入至UPS電源，輸入的電源經由電源輸入開關Q1輸入至濾波器，去除電源中的干擾，并得到純凈的交流電，然后輸入至整流器進行整流，將交流電轉換為直流電。整流出的直流電分為兩路送出，一路經過電池斷路器QF1，對蓄電池組進行充電;另一路供給逆變器，逆變器將直流電轉換為交流電，由輸出開關Q5N輸出穩定可靠的電源供給負載使用。當市電發生中斷時，輸入濾波器的交流電中斷，整流器沒有直流電輸出至逆變器。此時，蓄電池放電，把電池組中的直流電輸送到逆變器，再由逆變器把直流電變成交流電，經輸出開關Q5N供給負載使用。由此，負載沒有因市電的中斷而停止，仍可以正常運行。靜態旁路是UPS電源為提高系統的可靠性設置的一條可自動切換的旁路電路，其主要作用是在市電正常輸入時，如遇到逆變器故障中斷輸出，或者是系統出現過載、短路時，市電由旁路輸入開關Q4S輸入至靜態旁路回路，系統會在小于0.4ms的時間內自動切換至靜態旁路回路，由市電直接給負載供電，負載不會受到影響，這樣可以提高系統自身的供電可靠性。

一是正確理解UPS電源的性能參數和合理使用，是延長UPS電源使用壽命和降低故障率的前提。目前中小型UPS電源（0.5～10KVA）的負載多為微型計算機或計算機網絡。一臺設計正確和性能良好的UPS電源，可以有效抑制與完全消除市電供電系統的不正常因素對負載產生的影響。來自電網的不良因素：電源電壓過高或過低;頻率的振幅不穩;電源輸入波形雜亂，各種諧波摻雜其中;若用戶所在電網中有大型可控硅負載或大電感性負載（例如大型同步電機勵磁裝置或大容量異步電動機、硅鐵冶煉廠），其啟動或關停時所引起的干擾危害最大。二是后備式UPS電源控制回路中沒有設置過流、過載、短路自動保護功能，因此，市電輸入端應裝設靈敏度高、容量匹配的空氣開關，防止因電源輸出端發生短路或過載故障時，電源不能快速斷開，損壞電氣元件。此外，正確連接交流輸入極性、牢靠連接接地線也是保證設備和人身安全的重要環節。三是一般來說，在線式UPS電源在使用過程中不宜帶負載開停機。因為帶載開機啟動電流大，對沒有延遲啟動功能的UPS電源來說，造成UPS電源瞬間過載，嚴重時會燒毀變換器。正確的操作是先檢查負載開關是否處于關的位置，然后啟動主機，啟動正常后，逐一投入負載。若負載中包含有電感性負載，帶載停機時產生的感應高電壓所引發的故障較多，因此，正確的操作是先停負載，后停裝置。四是一般都是根據實際需要容量購買UPS電源，預留容量不會太多，故不能隨意增加額外負載，也不允許UPS滿載運行，一般輸出70%～80%的額定容量為最佳運行狀態。UPS電源應放在通風良好的地方，背部及兩側至少離墻10cm，使進、出排氣孔保持通暢。遠離火源及高溫，避免陽光直射，保持環境清潔衛生，每個月定期檢查各連接線，防止碰損或松動，防止受潮氧化。

3UPS電源蓄電池的使用和維護對策

3.1 避免蓄電池被深度放電

新時代的電力工作開展過程中，UPS電源蓄電池是必要的組成部分，且在很多工作開展層面上不斷創造出較高的價值。為了妥善解決固有問題，需做好UPS電源蓄電池的使用和維護工作。深度放電是影響UPS電源蓄電池壽命的關鍵問題，應極力控制和規避。

3.2防治蓄電池大電流放電

目前，蓄電池應用已經普及，在很多區域的工作開展上能創造出較高的經濟效益和社會效益。從使用和維護的角度來分析，UPS電源蓄電池的自身成本較高。為了減少經濟壓力，應更好地處理和規避蓄電池大電流放電，健全UPS電源蓄電池的使用和維護體系，在解決固有問題的過程中，尋求多元化的模式，以期為未來的蓄電池研發奠定基礎并提供參考。由實驗可知，當蓄電池（24Ah）以7C速率放電時，電池電壓將從12V降至10.2V，且維持在10.2V的時間約為20s，如果時間大于等于50s，則電壓為0V，可能會損壞電池，甚至使其失去后續功能。因此，需要極力控制大電流放電問題。

結語

嚴格實行上述維護管理方法后，有效地保障了UPS電源的穩定工作，使其故障率降到了最低，有效保障了自動控制設備的供電安全。

參考文獻：

[1] 孫耀華.淺談廣播電視直播系統UPS電源的使用和維護[J].黑龍江科技信息，2016，02（14）：25.

[2] 何軍.淺談UPS電源在信息化機房中的使用及維護方法[J].電子世界，2016，02（09）：190.

（作者單位：1大連天港世紀科技有限公司;2大連碧水起重設備有限公司;3大連中遠海運重工有限公司）