不間斷UPS供電系統的可靠性研究

文/王曉光

UPS，即不間斷電源，是將蓄電池與主機進行連接，借助逆變器等模塊將直流電轉換為市電，為各種用電設備提供不間斷電源的系統。UPS的應用，對于提高電力能源的可靠性，確保系統設備的安全穩定運行有著重要作用。因此，必須采取多種措施，對UPS運行中存在的問題進行及時的解決。本文就UPS供電系統的可靠性進行了研究。

1 UPS供電系統原理分析

UPS系統主要由以下四個部分構成：整流、儲能、逆變以及開關控制。整流器，主要用來實現穩壓功能，可根據外電發生的變化對輸出幅度進行控制，從而確保了輸出幅度的穩定性。儲能電池，主要實現的是凈化功能，因為電壓中存在著一定的脈沖干擾必須予以消除，而儲能電池除了可以存儲電能，還可以看作是一個電容器，可利用其對脈沖的平滑特性去除干擾，進而起到對干擾的屏蔽功能。變換器，則可以實現頻率的穩定功能，頻率是否穩定取決于所使用變換器的振蕩頻率。此外，為了對UPS系統進行日常維護，還需要用到工作開關，主機發生自檢故障時的自動旁路開關等。

UPS系統運行過程中，如果電壓處在正常工作狀態，則給負載供電，并同時給電池進行充電；如果突發停電事故，則由儲能電池給負載供電，以確保生產不受影響；如果由于生產的需要，出現嚴重過載時，則由電網電壓通過整流直接進行供電

2 UPS供電系統的可靠性

2.1 UPS的可靠性分析

一般來說，在UPS的設計過程中，為了有效的提升其可靠性，應選用模塊化、集成化的電器元件。如果使用了過多的元件，則其可靠性必然會受到影響。因此，可從軟件角度出發盡可能的減少元件的使用。這就要求生產商不僅要擁有相應的知識產權，還要有較強的軟件生產能力，最終得到的UPS系統還需經過長時間的實踐檢驗。對于軟件模塊的設計生產，要確保單元部件的清晰，以及設備控制、功能完整以及設計環節的科學合理。對各個單元模塊進行測試，結果要盡量準確，關鍵點的設計以及生產工藝必須要有較高的質量。

（1）可靠性的提高，可以理解為增加系統運行無故障時間，這是由多方面因素共同決定的，通過提高設備的總體質量，降低外部因素對其的影響，最大程度的確保系統的運行穩定性，既是提高UPS可靠性的重要措施。

（2）可靠性的提高，還可以利用冗余系統，也就是UPS并機、雙母線系統等的使用來實現。

（3）還可以通過內部模塊的冗余來改進其性能，如果一個模塊發生了故障，另一個模塊正常使用，則整個系統的運行并不會受到影響。

（4）還可以從改善輸入電源的供電可靠性方面入手，從而有效的降低UPS輸入端上出現問題的 概率，以避免UPS在因意外事故發生時轉入到交流旁路供電狀態時，可能出現的停電故障。

（5）盡可能的縮短UPS的檢修時間，以確保系統運行不受影響，在UPS出現故障時，能在最短的時間內及時的恢復正常運行。

（6）運用冗余并機系統的設計方法來提升UPS系統的容錯性能，也可以有效的提高其可靠性。

2.2 UPS的維護操作

2.2.1 主機與蓄電池的日常維護

UPS系統的主機在工作狀態時，對周邊環境的要求并不是特別高，只需在正常穩定的環境下，便可不受影響的持續工作。盡管主機對環境沒有太高的要求，但在其運行過程中還需做好相應的維護工作，定期對其進行清潔處理。當主機的某些關鍵零部件上存在太多灰塵，如果沒有及時清理干凈，則會影響到主機的正常工作。當環境中的濕度過大時，也會造成主機的故障。

對于蓄電池的運行來說，是對環境有著一定要求的，因為蓄電池本身決定了，其工作環境的溫度應保持在25度左右，同時及時清理上面的灰塵。在蓄電池工作時，如果環境溫度發生了改變，則可以利用浮充電壓來對其進行相應的調整。蓄電池在UPS系統中占有關鍵位置，對確保UPS的穩定不間斷供電至關重要，如果其出現意外故障，就會影響到UPS的一些主要功能，甚至無法穩定供電。盡管隨著技術水平的提高，蓄電池的運行越來越穩定，外界因素對其的影響已是微乎其微，但是必要的維護操作，對其使用壽命的延長也有著重要意義。

2.2.2 系統運行時的維護

對UPS系統采取正確的操作運行方式，可以有效的提高其可用周期，從而從根本上降低使用成本，提高企業的經濟效益以及社會效益。當UPS出現故障時，應盡快查找原因，定位故障位置。雖然大部分的UPS擁有故障自檢能力，對配件的更換非常方便，但要進行具體的維修，仍需做好大量的檢查、分析工作。此外，若自檢系統出現故障，則顯示的告警內容可能出現差錯。當出現壓降大、壓差大或是泄漏現象的電池時，應盡快修復，對無法恢復的要及時予以更換，但要注意使用的電池在性能、生產商等方面應保持一致，否則就會對整個電池系統帶來損害。

3 結語

隨著社會的發展與進步，人們對于電力能源的需求不斷增加，UPS供電系統的出現在很大程度上滿足了人們在生產生活中的用電要求。特別是在一些大型設備的使用中，它更是起到了非常重要的作用。可以說，UPS系統的使用，有效的提高了電力能源的可靠性。同時，我們還應對其進行不斷的完善，如此才能有效的確保用電質量。本文通過對UPS系統原理的分析，對其可靠性進行了深入的研究，最后對主機與蓄電池的日常維護、系統運行時的維護操作進行了詳細的闡述，希望為我國電力產業的健康發展提供一定借鑒。

參考文獻

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