不間斷電源系統及其運行維護

邢云雷

(中國石油西部管道塔里木輸油氣分公司,新疆塔里木 841000)

不間斷電源系統及其運行維護

邢云雷

(中國石油西部管道塔里木輸油氣分公司,新疆塔里木 841000)

隨著信息技術、計算機技術的快速發展,在各行各業都有所滲透。重要的圖像、數據、文字等都由計算機進行儲存和處理。于是,對電力的持續供應提出了高要求。在這種情況下,不間斷電源系統成為這些設備正常運行中不可缺少的一部分。本文系統的介紹了不間斷電源系統的概況,著重闡述了該系統在運行和維護中的技術重點。

不間斷電源系統 電力供應 負荷 電池組

不間斷電源系統，即UPS(Uninterruptible Power Supply)，這種設備能夠為負載提供不間斷的電力供應。最初使用在特殊的領域，比如電視臺節目的播出系統、醫院的手術室、軍事國防等方面，當出現緊急情況時，能夠實現可靠的電力應急供應。而現在，隨著經濟社會的發展和科技的進步，UPS在很多行業內蔓延，有了更加廣泛的使用。

1 UPS的基本功能

1.1 快速切換功能

為了滿足交流電的供給具有連續性，在電網出現異常情況突然斷電的時候，要求能夠從正常的電網快速切換到UPS上。負載設備對供電穩定性的要求不同，所以在UPS的切換速度上要求也不同。一般情況下，計算機內部的濾波電容所放出的電，只能夠使計算機維持10毫秒左右的工作時間。一旦超過這個時間，設備就會進入重啟的自檢狀態。針對于這個情況，UPS必須在停電的10毫秒之內恢復正常的供電。

1.2 提供穩定的電壓和準確的頻率

供電電源中電壓和頻率的穩定性，對于計算機系統內部的精密元器件而言是很重要的，直接影響到工作性能。當特殊情況發生時，電壓的波動會帶來一些影響，電網中的干擾也會給電器設備帶來損失。所以，UPS能夠起到穩定電壓和頻率、使電源環境變得潔凈的作用。除此之外，部分UPS還具有過電流、過電壓的安全報警或自動保護功能。

2 UPS的工作原理

UPS的工作過程是：電源首先經過輸入濾波器，將電力中的電磁干擾、尖峰脈沖等進行吸收和抑制，然后分成四種不同的形式進行處理：

第一，到達整流器輸入端，在功率團數校正功能的作用下，進行整流處理。

第二，進入UPS鎖相同步電路，提取同步信號。當發生停電時逆變器能夠對蓄電池產生的直流電進行同步逆變，確保負載供電的同步性和連續性。

第三，UPS經過充電器對蓄電池組進行浮充式充電之后，在電力中斷的時候逆變器能夠提供充足的逆變電源。浮充電壓的設置上，應該是電池組電壓的1.125倍。

第四，經過交流旁路供電通道，能夠直接到達切換開關的常閉觸點上。如此一來，當微處理器或逆變器出現故障時，電力直接向負載進行供電，從而避免了電力的中斷。與此同時，蜂鳴器會報警，值班人員要采取措施，體現出UPS的可靠性。

一旦出現電力中斷的情況，在微處理器的控制之下，直流變換器就會投入使用，將蓄電池匯總的直流低壓變為符合逆變器需求的高壓，然后向負載輸出標準的交流電源。為了確保在電力中斷的時候，UPS內部的控制電路能夠正常工作，控制電路所需要的直流電是由蓄電池組的直流電經過變換器的處理而得到的。

3 UPS運行維護的技術要點

想要保持穩定的連續的供電，就要在使用的過程中盡量減少開關的次數，這樣能夠保護逆變器。經常性的開關，就容易在線路中產生瞬時的電流、電壓，一些內部電子器件的抗電流、抗電壓能力比較弱，就會增加元件的損壞率。經過相關的實踐證明，減少開關次數，能夠保護元器件，提高UPS的工作可靠性。

大量的電子元件構成了UPS，所以它的工作環境是有一定要求的。具體來說，要保持良好的通風和清潔度，要有適宜的溫度和濕度。只有這樣，才能降低故障發生率，延長使用壽命。

根據相關統計，UPS發生故障最多的部位是逆變器，大概占所有故障中的80%。而逆變器發生故障的主要原因在于功率部件，為了提高功率部件的使用質量，往往在制造中會加入快速熔斷器。關鍵問題在于，快速熔斷器大多是國外進口，其價格昂貴，急需進行國產化生產。

3.1 UPS在運行過程中的注意事項

第一，對于新購買的UPS，后備蓄電池在充電時要注意均衡性，從而延長蓄電池的使用壽命。

第二，對UPS進行功率匹配時，一定要留有一定的余量。舉例而言，UPS的功率是1000W，那么就按照800W的負載功率進行匹配。

第三，使用UPS的正確步驟是：第一步，接通UPS的進相電源。第二步，打開UPS。第三步，打開負載。第四步，關閉負載。第五步，斷開UPS電源。

第四，使用UPS時，盡量不要同時使用交流穩壓器。如果在特殊情況下必須使用，應該將交流穩壓器安裝在UPS的前一級。

第五，UPS在使用中不要用柴油發電機進行供電，因為頻率的突變不穩，會影響UPS的正常運行。

第六，如果是柜式UPS，應該盡量縮短逆變器到外接電池組之間的距離，同時盡量增大導線的截面積。這樣做能夠增大導電量，減小線路中的電能損耗。

3.2 UPS在維護過程中的注意事項

第一，每天對UPS的電源連接進行檢查，以確保它的連接狀況良好。

第二，定期對UPS內部的蓄電池電阻和電壓進行檢測，確保電池組有足夠的使用容量在供電中斷的時候使用。對電壓和電阻不同的蓄電池，要進行性能激活，從而提高使用壽命。

第三，對使用中的UPS每月檢查一次浮充電壓，如果單個浮充電壓低于2.2V，就要對電池組進行均衡的充電。

第四，每天檢查一次UPS的報警開關，當供電停止時，確保開關的警報能夠提醒用戶。

4 結語

在電力相關的行業中采用UPS，能夠在供電中斷的情況下將重要的負荷降低至設備可以承受的程度。所以，并不是意味著可以永遠不停電或不出現電力故障。就目前UPS的發展，平均的無故障時間能夠達到上萬小時，能夠滿足重要的機械設備對供電電源的需求。

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