可靠電源UPS的選擇及使用

汪燕東，顧生鋒，于 曉

鶴煤公司煤化工籌建處電氣公司，河南鶴壁 458000

可靠電源UPS的選擇及使用

汪燕東，顧生鋒，于 曉

鶴煤公司煤化工籌建處電氣公司，河南鶴壁 458000

UPS即為不間斷電源系統，它能夠為負載提供連續穩定的電能，能夠應急使用，防止突然斷電而影響正常工作。本文重點介紹了UPS電源系統的基本原理、選型、安裝及應用維護等內容。

UPS；選型；容量；安裝；蓄電池；維護

0 引言

現代企業選用的計算機監控自動化程度高，結構比較復雜，其微機控制系統及其它安全控制裝置對工作電源的連續性要求很高，要求電源穩定可靠。因此，需要配置不間斷電源UPS。UPS電源對設備的安全穩定運行至關重要。

1 UPS電源簡介

從原理上來說，UPS是一種集數字和模擬電路，自動控制逆變器與免維護貯能裝置于一體的電力電子設備。UPS按工作原理分成后備式、在線式與在線互動式3大類。

后備式UPS最常用的，它具備了自動穩壓、斷電保護等最基礎也最重要的功能，雖然一般有10ms左右的轉換時間，逆變輸出的交流電是方波而非正弦波，但由于結構簡單而具有價格便宜，可靠性高等優點。因此，廣泛應用于微機、外設、POS機等領域。

在線式UPS結構較復雜，但性能完善，能解決所有電源問題，但是需要較大的投資，通常應用在關鍵設備與網絡中心等對電力要求苛刻的環境中。

在線交互式UPS具有濾波功能，抗市電干擾能力很強，轉換時間小于4ms，逆變輸出為模擬正弦波，但是控制結構復雜，成本較高。保護性能介于在線式與離線式UPS之間，浪涌抑制能力較差，所以能配備服務器、路由器等網絡設備，或者用在電力環境較惡劣的地區。

2 UPS選型

2.1 UPS容量的選擇

1）實際負載情況，可以根據公式：P=∑Pi/f

即實際所有負載的總和∑Pi，再除以功率因數f，f=0.6～0.8，即可得到實際負載容量P。

2）預留擴容：

隨著現代電子化的發展，UPS所帶設備需求量越來越大，因此在選擇UPS 容量時還應考慮到今后設備的增加所帶來的增容，在不大量追加投資情況下，增加UPS輸出容量，這可通過兩種途徑實現：1）選擇可以實現現場擴容的UPS產品，如現在市面上銷售的模塊化UPS產品；2）提前購買大容量UPS，但需提前投入大量的資金。

2.2 UPS備用時間的選擇

UPS依備用時間可分為標準型及長效型。標準型UPS備用時間為5～15min，長效型為1～8h。UPS備用時間的長短是由UPS的儲能裝置決定的，現在的UPS一般都用全密封的免維護鉛酸蓄電池作為儲能裝置，電池容量的大小由“安時數（AH）”這個指標反映，其含義是按規定的電流進行放電的時間。相同電壓的電池，安時數大的容量大；相同安時數的電池，電壓高的容量大。

后備式UPS一般內置4AH或7AH的電池，其備用時間是固定的。如果是個人用戶單機使用，這種小型后備式UPS就值得選購。在線式與在線互動式UPS有內置7AH電池的標準機型，也有外配大容量電池的長效機型，用戶可以根據需要實現的備用時間而確定配備多大容量的電池。對于公司，企事業單位等電腦等設備比較多的情況，就有必要選擇提供大容量電池組的UPS，以提供更長的備用時間。

2.3 電池容量的選擇

蓄電池最大放電電流I=S×COSφ/η×Ei

式中：S為UPS電源的標稱輸出功率；COSφ為負載功率因數，一般取0.8；η為逆變器的效率一般也取0.8；Ei為蓄電池放電終了電壓。

根據公式可以先求出所需蓄電池的最大放電電流，然后再根據負載的性質以及UPS電源要求蓄電池應該提供的放電時間來求得蓄電池容量。蓄電池是UPS的重要組成部分，占有很大的價值比重，并且其質量的好壞直接關系到UPS的正常使用，所以應慎重選擇有質量保證的正牌蓄電池。

2.4 UPS輸入功率因數和諧波電流大小

輸入功率因數低和輸入電流諧波成份大意味著干擾破壞電網，影響同一電網中其他用電設備的正常運行。加大電網以及供電系統中其他設備和部件的功率容量，特別是大功率UPS，由于輸入端有整流電路，往往其輸入功率因數只有0.8，而諧波電流高達25%～30%。如果由柴油發電機帶動這樣的UPS，就需要發電機的功率容量是UPS功率容量的2.5～3倍。

3 UPS的安裝

UPS應該在干凈、平穩的環境中安裝，避開震動、灰塵、高濕、可燃性氣體、可燃性液體或腐蝕性物質環境。

為了機器風冷散熱以及維護的方便，UPS機柜前門與障礙物間必須有至少1 000mm的距離，機柜后門距離障礙物至少有800mm的距離。

用戶為UPS提供的輸入市電其波動值一般要小于UPS標稱的允許市電波動值，這樣有利于UPS正常運行。

UPS為了消除共模干擾，零、火線對地之間都加了濾波電容。UPS前級及負載回路不能裝帶漏電保護的斷路器，以免造成UPS及其負載意外掉電。

UPS輸入斷路器是專為單獨控制UPS輸入電源的通斷的，所以UPS輸入斷路器的下口不要再接其它的用電設備，以免影響UPS輸入電的正常通斷。

在為UPS選配輸入輸出斷路器時，首先要求斷路器標稱的額定電壓要符合UPS的額定輸入輸出電壓。

為延長電池壽命，蓄電池應安裝在環境溫度為15℃～25℃范圍內，室內溫度也不能太大。

4 UPS使用及維護

UPS電源設備對環境、溫度、濕度、潔凈度有較高的要求應，應該放置在干燥、通風、清潔的環境中，避免陽光直射在設備上，環境溫度最好保持在18℃～25℃之間。

在使用中應熟悉UPS電源開機、關機的正確操作順序：開機時，先開主機電源，然后根據負載從大到小順序開啟；關機時，先關閉負載，再關閉主機電源。須注意不要頻繁開關UPS電源，在UPS電源關閉后，至少停1min以上再開啟。 盡可能的減少開關機的次數，盡量減少對UPS的沖擊。

UPS應定期打開機殼檢查測試，檢查內容一般包括清灰、元器件有無松動、過熱、電容有無漏液變形、電池有無漏液變形、電池電壓容量是否合格等項目，以及時發現故障點，避免故障擴大，造成損失。

對于長期閑置不用的UPS電源，為保證UPS蓄電池具有良好的充放電特性，在重新開機使用之前，最好先不要加負載，讓UPS電源利用機內的充電回路對UPS蓄電池浮充電10～15h以后再用。

TN86

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1674-6708（2010）24-0145-02