備用電源在博物館技防系統中的選用

【關鍵詞】備用電源；防盜報警監控系統；博物館

【摘要】備用電源是博物館防盜報警監控系統的基本要素之一，作者根據自己在博物館技防工作中的經驗，談了備用電源在防盜報警監控系統中的配置、使用以及保養問題。

備用電源是博物館防盜報警監控系統的基本要素之一。缺少備用電源的系統，極可能在關鍵時刻使整個報警系統癱瘓，造成無法彌補的損失。防盜報警監控系統在正常情況下使用220V市電，后備電源的作用就是在市電斷電或被人為破壞的特殊情況下，讓防盜報警系統再正常工作一段時間。這一段時間極其重要，可以避免突如其來的案件的發生，并有足夠的時間來實施其他的防范措施，以將危害和損失降到最低。

備用電源有雙路或多路供電、蓄電池組供電、發電機供電、UPS供電等等。但通常采用UPS作為防盜報警監控系統的備用電源。

一、UPS（不間斷電源）的工作原理

UPS電源由蓄電池、逆變器、充電器、穩壓穩頻器、轉換開關組成。當市電正常輸入時，UPS就將市電穩壓后供給負載使用，同時對內置電池組充電，把能量儲存在電池中；當市電中斷（事故停電）或輸入故障時，UPS立即將內置電池的能量轉換，瞬間以220V交流電繼續供負載使用，使負載維持正常工作，并保護負載軟硬件不受損壞。目前，市場上供應的UPS電源設備種類較多，輸出功率為500VA～3000KVA規格不等。UPS按工作模式可分為后備式、在線式兩大類。

1、后備式UPS電源

在市電正常供電時，市電通過交流旁路通道經轉換開關直接向負載提供電源，UPS電源內的逆變器處于停止工作狀態，這時的UPS電源實質上相當于一臺性能單一的市電穩壓器。它除了對市電電壓的幅度波動有所改善外，對電壓的頻率不穩、波形畸變以及從電網侵入的干擾等不良影響基本上沒有任何改善。只有當市電供電中斷或低于170V時，蓄電池才立刻對逆變器供電，向負載提供穩壓、穩頻的方波交流電源。

2、在線式UPS電源

在市電正常供電時，它首先將市電交流電源經整流變成直流電源，然后進行脈寬調制、濾波，并將直流電源經逆變器重新轉換成正弦波交流電源向負載供電；一旦市電中斷，立即改由蓄電池提供的直流電源經逆變器、電脈寬調制、濾波，向負載提供正弦波交流電源。因此，對在線式UPS而言，在正常情況下，無論有無市電，它都是由UPS電源的逆變器對負載供電，這樣就避免了所有由市電電網電壓波動及干擾而帶來的影響。顯而易見，在線式UPS電源的供電質量明顯優于后備式UPS電源，因為它可以實現對負載的穩頻、穩壓供電。而且在由市電轉換到蓄電池供電時，其轉換時間基本為零，真正給用戶提供高質量穩壓、穩頻的純凈正弦波電源，從而提供符合防盜報警監控系統需要的電源保護。

二、如何配置UPS備用電源

現在，博物館的防盜報警監控系統中越來越多地使用計算機技術，同時對電力供電質量也提出了越來越高的要求。UPS不但可全面改善供電質量，對整個系統乃至網絡數據進行全面保護，還可保證監控系統在市電斷電和被人為破壞的特殊情況下繼續工作。由于防盜報警監控系統對供電要求較高，所以必須選擇在線式（正弦波，市電要求）UPS電源。系統配備UPS電源時，首先應估算系統設備的用電功率，安全系數一般取1.2～1.5為宜，為供電系統留有充分的冗余量。其次，根據系統要求的延時供電時間計算配置電池組。最后，還應注意使用環境，防潮通風，注重降溫，以延長平均無故障工作時間，提高系統的可靠性。UPS電源應設置在監控室，實行統一管理，這樣當市電不正常時，就能及時為系統的全部設備提供不間斷的電力供應，以保證系統工作正常，并防止人為破壞。

三、UPS的選購

幾乎市場上所有的UPS產品都有自己的特殊技術，在線式UPS品種較多，但品質良莠不齊，在選購時應注意以下幾點：

1、確定所需UPS的容量。計算所有的負載功率總和，即所有要接入UPS的電器功率相加，單位：VA ；UPS的容量≥負載總功率÷0.8，主要是考慮UPS的抗沖擊能力及擴容需要。

2、確定所需UPS的類型。根據負載對輸出精度、切換時間、輸出波形的要求來選擇UPS。在線式UPS的輸出精度、瞬間響應能力比另外兩種高，對非線性負載及感性負載的適應能力也較強，因此一些較精密、較重要的設備要求采用在線式UPS。在一些市電波動范圍較大的地區 ，最好不要使用互動式和后備式。 如果需要用發電機配短延時UPS，推薦使用在線式UPS。

3、確定所需電池后備時間。需要根據市電斷電后負載所需的工作時間而定。長延時型的電池其成本可能超過UPS主機本身。因電池價格較高，故出現較多的仿冒品，要選擇信譽度高的供貨商，這對UPS系統的可靠性很關鍵。

4、售后服務。由于UPS較重，而且大容量機型接線較復雜，需要上門維護，所以要選擇售后服務質量較好的供貨商。可以從信譽度、技術實力、服務機構、維修備件等多方面進行考察。

四、電池的使用和維護

雖然免維護電池在使用時不需要人工進行專門的維護，但在使用時還是有一定的要求，如果使用不當會影響電池的使用壽命。影響電池使用壽命的因素有以下幾點：安裝、溫度、充放電電流、充電電壓、放電深度和長期充電等。

1、電池安裝

電池應盡可能安裝在清潔、陰涼、通風、干燥的地方，并要避免受到陽光、加熱器或其他輻射熱源的影響。電池應正立放置， 不可傾斜。每個電池間端子連接要牢固。

2、環境溫度

環境溫度對電池的影響較大。環境溫度過高，會使電池過充電產生氣體；環境溫度過低，則會使電池充電不足，這都會影響電池的使用壽命。因此一般要求環境溫度在25℃左右。

3、充放電電流

電池充放電電流一般以C來表示，C的實際值與電池容量有關。舉例來講，如果是100AH的電池，C＝100A。鉛酸免維護電池的最佳充電電流為0.1C左右，絕不能大于0.3C。充電電流過大或過小都會影響電池的使用壽命。放電電流一般要求在0.05～3C，UPS在正常使用中都能滿足此要求，但也要防止意外情況的發生，如電池短路。

4、充電電壓

由于UPS電池屬于備用工作方式，市電正常情況下處于充電狀態，只有停電時才會放電。為延長電池的使用壽命， UPS的充電器一般采用恒壓限流的方式控制，電池充滿后即轉為浮充狀態，每節浮充電壓設置為13.7V左右。如果充電電壓過高就會使電池過充電，反之會使電池充電不足。充電電壓異常，可能是由電池配置錯誤引起，或因充電器故障造成，因此在安裝電池時，一定要注意電池的規格和數量的正確性，不同規格、不同批號的電池不要混用。外加充電器不要使用劣質充電器，而且安裝時要考慮散熱問題。

5、放電深度

放電深度對電池使用壽命的影響也非常大，電池放電深度越深，其循環使用次數就越少，因此在使用時應避免深度放電。雖然有的UPS有電池低電位保護功能，一般單節電池放電至10.5V左右時，UPS就會自動關機，但是如果UPS處于輕載放電或空載放電的情況下，也會造成電池的深度放電。

6、定期保養

電池在使用一定時間后應進行定期檢查，如觀察其外觀是否異常，測量各電池的電壓是否平均等；如果長期不停電，電池會一直處于充電狀態，這樣會使電池的活性變差，因此即使不停電，UPS也需要定期進行放電試驗，以使電池保持活性。放電試驗一般可三個月進行一次，做法是UPS帶載——最好在50%以上，然后斷開市電，使UPS處于電池放電狀態。放電持續時間視電池容量而言，一般為幾分鐘至幾十分鐘，放電后恢復市電供電，繼續對電池充電。

以上是本人對博物館防盜報警監控系統備用電源的一些粗略認識。為保證防盜報警監控系統的正常運行，其備用電源的選用不容忽視。目前市場存在各種類型不同檔次的產品，在選擇備用電源時還要按照實際情況和產品的不同特點做出恰當的選擇，從而使博物館的防盜報警監控系統充分發揮其作用。

〔責任編輯：成彩虹〕