UPS电源设备的原理与使用维护

端要有较强的滤波和抗干扰功能。

　　防止UPS 对电网的污染:UPS 电路中的主要功率部件是逆变器,它产生的高频干扰最有可能反馈到电网中去。因此,UPS 电路本身应该具有去耦、滤波电路。逆变器的前级是整流电路,直接面对电网的污染。所以,技术人员提出了输入功率因数校正措施,实际是一个有源滤波器。

　　2. 2 　UPS 的输出应满足不同负载要求

　　UPS 各项输出性能指标应不低于或优于电网电压的正常指标。

　　输出电压额定值:我国一般的用电设备是交流单相220 V、三相380 V ,50 Hz。

　　输出容量:一般用VA 表示额定容量,使用时充分考虑效率。当功率因数只有0. 6～0 . 8 ,负载有非线性成份时,要留有余量。

　　输出电压稳定度: 一般在3 %～5 %。

　　输出电压频率稳定度:一般小于3 %即可,当前大多数品牌都能达到±1 %。

　　三相输出时,要求UPS 在不平衡负载(100 %) 下工作时,输出电压三相不平衡度应小于2 %～3 % ,相位差120°±2°。

　　输出电压波形总谐波失真度:一般应限制在3 %～5 %内。

　　过载能力:局部供电配置的UPS 容量是有限的。

　　与电网直接供电比较起来UPS 的过载能力还很低。

　　转换时间:一般后备式UPS 在电网断电启动并切换到逆变工作时,对负载的供电会出现瞬时断电的现象。对于计算机系统, 这种断电时间必须小于4ms ,在线式UPS 其转换时间可小于0. 5 ms。

　　UPS 的平均无故障时间MTBF 大多数在几万至十几万小时,但这是一种理想情况,实际上元器件和部件的质量、整机配置、生产工艺、运行环境和维护水平都直接影响它的可靠性。

　　3 　UPS 的使用和维护

　　实践表明,UPS 故障有60 %是使用或管理不当造成的。因此, 全面地掌握UPS 的使用技巧, 是延长UPS 使用寿命, 提高系统可靠性的重要环节。

　　3. 1 　UPS 的使用

　　3. 1. 1 　严格遵守开关机程序和要求

　　开机,UPS 内部的功率元件都有一定的额定工作电流,冲击电流过大,会使功率元件寿命缩短甚至烧毁。因此开机时应先开启UPS 的市电开关,再逐一打开负载。先开冲击电流大的负载(如显示器、打印机等) ,再开冲击电流小的负载, 最后开启UPS 前面板开关使UPS 处于逆变工作状态。开机时决不能将所有负载同时开启,更不能带载开机。

　　关机,UPS 不允许带载关机。应先关闭负载, 让UPS 空载运行几分钟,待机内热量排出后,再按与开机相反的顺序关闭UPS 。

　　3. 1. 2 　UPS 所带负载功率

　　UPS 的最大启动负载最好控制在80 %额定输出功率内。实践证明将UPS 的负载控制在标称功率的30 %～65 %之内为最佳。在局域网系统中使用时,一般应将UPS 的负载量控制在其额定功率的50 %～80 %左右,最高不超过85 % ,不要把一些根本就没有必要进行电源保护的设备连接到UPS 上,额外加重UPS 运行负担,缩短使用寿命。

　　严格控制负载类型,在UPS 的输出端接入感性负载如风扇、空调、打印机及其它通过大功率降压变压器工作的用电设备往往会超过额定电流的3～6 倍,从而引起UPS 瞬时超载,也不宜带可控硅桥式整流或半波整流式负载等。

　　3. 1. 3 　工作温度及供电条件

　　UPS 的电池对温度要求较高,尽量不要超过15℃～30 ℃。为了确保UPS 使用安全,与UPS 相连的配电柜应使用空气开关。UPS 输入端的电源电压、波形、频率、幅度等也必须满足要求,否则容易造成工作异常或损坏。

　　3. 2 　UPS 的维护要点

　　按照正确的方法维护UPS ,可以减少故障率延长其使用寿命, 提高供电质量和工作可靠性。

　　3. 2. 1 　主机维护

　　应尽量使UPS 工作在清洁的环境中。空气中漂浮的灰尘进人UPS , 会对其内部器件造成腐蚀或短路,从而影响UPS 的正常工作甚至损坏。对于环境较差的机房,应每半年或一年对UPS 内部进行除尘和检查,以防止尘埃*或大功率器件散热片松动,使机内温度升高影响UPS 正常工作。

　　3. 2. 2 　负载连接

　　UPS 的连接是一个十分重要的环节,由于组合电池组电压很高,存在电击危险,因此装卸导电连接条和输出线时应有安全保障防止电池接线柱以及连线之间发生短路,使用的工具应绝缘良好,特别是输出接点应有防触摸措施。UPS 接入电路时应严格按照规定的极性,以及零线、火线、地线顺序和标识等进行连接,对于三相UPS 还应确保相序准确。

　　3. 2. 3 　蓄电池保养

　　目前使用的UPS 蓄电池主要是阀控式铅酸蓄电池。在实际应用中因电池故障而导致UPS 不能正常工作的机率达30 %以上。因此,正确使用及维护好蓄电池是至关重要的。

　　(1) 每4～6 个月检查一次蓄电池组中各电池的端电压和内阻。若单个电池的端电压低于其最低安全电压或电池内阻大于80 mΩ 时,应及时更换或进行均衡充电。

　　(2) 避免过电流充电和过电压充电。前者会损坏电池内部正负极板使电池电量下降;后者会使电池中电解液的水大量电解,使电解液浓度增大,导致蓄电池寿命缩短甚至烧坏。