UPS電源設備的原理與使用維護

于疆

[摘要]隨著社會的進步和科學技術的迅猛發展，廣播電視及有線電視網這一產業也在人們的注視中走向了成熟，在人們的生活中是越來越重要，而且隨著廣播電視及有線電視網技術的發展，早已融入到了人們的生活之中，它多功能業務的開發也逐漸趨于穩定。然而，人們追求是決不會停留在原始階段的，如何滿足廣大廣播電視及有線電視用戶對于生活品味的追求就成了一個實質性的問題，而對于廣播電視及有線電視產業而言，它最基本的要求則是做到保持廣播電視節目的連續性以及數據業務安全暢通的傳輸，確保廣播電視及有線電視節目能夠不間斷、高質量、既經濟又安全的面向廣大社會觀眾。

[關鍵詞]UPS，電源，使用，維護，原理，性能

[中圖分類號]TG434.1

[文獻標識碼]A

[文章編號]1672-5158（2013）05-0336-01

一、前言

當今社會對于廣播電視及有線電視產業的要求越來越高，在這種壓力之中，廣播電視發射機房及有線電視前端機房的穩定性與各個分前端信號的流暢度以及連續的電流量，將會直接影響著內部系統是否能夠安全的運行。在這樣的情況下，通過科研人員的不懈努力，UPS便成功誕生了，隨著UPS的應運而生，它不僅在有線電視領域得到了廣泛應用，并且做出了卓越的貢獻，很大程度上造福于人類。對于之后的工作，相關人員在應用過程中必須要對UPS技術進行充分的認知與了解，也有必要對UPS正常維護的必要常識進行一個培訓，保證UPS電源在有線電視網絡系統應用中能不間斷的正常工作。

二、UPS電源系統基本工作原理

UPS的主要元件是逆變器，它能保持電流穩壓穩頻的輸出，在輸出電能的同時，也一定的儲能功能。由于計算機、程控交換器以及數據通訊處理系統等對于交流供電系統的要求相當嚴格，必須保證電流的持續與暢通，以及使流量保持在足夠大小范圍，同時把提高網絡硬件設備可靠與高效性作為最根本的目標，許多單位都選擇在局域網關鍵節點處安裝配備了這種UPS電源。UPS供電系統設備有很多種類型，根據不同的型號，它系統容量的大小也有所差異，但是，它的工作原理和主要功能卻都是基本相同的。

UPS電源系統主要是由整流器、儲能器、變換器以及開關控制器組成。UPS電源系統內部需要有一個穩定的電壓，整流器對于穩定有著重要的作用，它能把電壓穩定在一個合理的范圍之內，整流器件主要依靠的是當今最為先進的可控硅技術與高頻開關整流器技術，在這兩項技術的輔助之下，再加上它自身的功能特性，在精簡機構的同時，使該變化能滿足系統內部的需求，讓UPS能在整流電壓的輸出過程中保持基本的幅度不會變化。凈化功能對于UPS的基本工作來說也是一項重要的操作程序，它主要靠儲能電池來完成，此外，儲能電池對能量的節省也有著重要的作用，而且不僅能減少消耗，還對環保有促進作用。由于整流器的實際作用比較單一，它不能消除電流在瞬間產生的脈沖干擾，因此使得整流后的電壓仍然處于強烈的干擾脈沖之中，在這種情況下，儲能電池除了擁有可存儲直流電能的功能以外，對整流器的不足來說也有了一定的彌補。由于電容兩端的電壓不能突變，即利用了電容器對脈沖的平滑特性，不僅使得脈沖干擾得到有效的控制，而且對于電容器本身起到了潔凈作用。變換器對于頻率的穩定狀況也十分重要，根據變換器振蕩頻率的大小能看出電容器內部是否穩定。

電網電壓在正常的工作情況下是由UPS負責向所有的負載提供電源，與此同時，還要給儲能電池進行充電，因為難免會有一些突發狀況無法預料，當遇到突發停電的狀況時，儲能電池就派上了用場，它就可以給負載提供所需要的電源，從而使得生產能夠保持正常的進度，但是儲能電池的電量也是有限的，當生產需要的負載嚴重過載時，儲能電池就無法供應足夠的電量，就需要由電網電壓經整流直接給負載供電。

1.電源的工作原理

（一）AC-DC的變換：將輸入到電網的交流電經過自耦變壓器的降壓作用、全波整流作用以及把濾波變為直流電壓后，通過濾變器將電流供給逆變電路。

（二）DC-AC逆變電路：現在很多都采用大功率的逆變電路，在工作過程中具有很大的功率富余量，而且在輸出過程中遇到的輸出阻抗非常小，因此具有快速響應的特性。在技術方面，由于采用了高頻調制限流和快速短路保護這兩項當今最為先進的保護技術，使得系統在工作時更為安全可靠。

（三）控制驅動：控制驅動是完成整機功能控制的核心，在系統運行的過程中能夠起到改善逆變器的動態特性和穩定性的作用。

2.電源的工作過程

在系統正常工作時，直流的主回路中會有直流電壓通過，這些直流電壓主要是供給DC-AC交流逆變器，然后輸出220V穩定的AC交流電壓，同時對電池充電。

三、UPS的使用

（一）正常的開機順序

眾所周知，所有的負載在啟動的時候都會存在一種高強度的沖擊電流，但是在UPS內部的功率元件都有一定范圍的承載度，若超過上限則會燒環UPS電源，盡管我們在對UPS容量大小進行選擇的時候都考慮到了它的冗余，但是由于沖擊電流在一瞬間會很大，因此還是會在一定程度上縮短元器件的使用壽命，嚴重上來講甚至會損壞元器件，得不償失。因此在啟動UPS電源的時候需要盡量避免造成太大的損害，所以在開機之前，首先要把UPS電源設備打開，使得電流有一個緩沖作用，待電流在輸出正常后，再逐個打開負載，在打開的過程中需要按一定的順序進行，根據電流的負載量從大到小依次打開。此外，在系統運行過程中，UPS旁路工作時對于沖擊力的抵抗性比較強，根據這一特性，可以在開機時先使得UPS電源系統處于旁路工作狀態，然后在再逐個打開負載，然后UPS面板開關使其處于逆變工作狀態，這佯便可以減小對于UPS電源本身的損害。

（二）關機順序

在關機的過程中，應該先依次關閉負載，待負載都成功關閉了之后，再關閉UPS面板，使得UPS處于旁路工作，而充電器則繼續對電池組充電。若根據需要，必須將UPS電源的輸出設備關閉，只需將輸入市電的電源斷開即可。

（三）注意事項

1工作環境

UPS電源設備在工作環境上的要求不算太高，只需要放置在干燥、通風、清潔的環境之中，盡量避免陽光直接照射在設備上，以免溫度過高使得設備發熱發燙，而環境的溫度最好保持在20℃至28℃之間，有利于系統的正常工作。

2.日常使用

對于UPS電源的開機和關機操作需要清楚一個正確的操作順序，否則很容易減短設備的使用壽命。首先在開機時，要先打開主機電源，然后看清楚負載的大小之后，從大到小依次開啟；在關機的過程中，應該先關閉負載，然后再關閉主機的電源。在日常使用的過程中，必須要注意的是不能頻繁開關UPS電源，開關操作之間至少得停2N3分鐘以上，這對系統起到一個緩沖作用。

3定期維護

根據UPS電源所處環境的清潔程度來決定打掃周期，一般在一年半左右。清潔時需要打開外殼，擦凈機內的灰塵；在清掃蓄電池組的時候，還需注意觀察電池的正負極接線端子上是否有銹蝕或漏液等情況，若發現有不合格電池需要及時處理。

四、結束語

隨著科學技術的持續發展，對于各項系統都有了較高的要求，而計算機、數據通訊處理系統又屬于精密的操作儀器，它們對于UPS的要求相比而言也就更高，因此為了滿足種種需求，必須對UPS電源技術進行不斷的技術完善。了解UPS電源技術的工作原理，在此基礎上能夠正確地對其進行使用與維護，只要運用合理，則可減少或避免UPS電源出現不必要的故障，使其使用壽命更加長，同時能更安全更可靠地為服務于社會。

參考文獻

[1]閣亮，《UPS技術應用與研究》[M].北京：新科技出版社，2006

[2]李大偉，《UPS電源使用與維護》[M].北京：電子工業出版社，2001