UPS系统的维护

UPS系统的维护（共10篇）

UPS系统的维护 篇1

摘要：随着时代的进步, 电子技术的飞速发展, 各种类型的电气设备越来越多, 而其中大部分的电气设备都是非线性负载, 一方面是这些非线性负载对电网产生了大量的谐波使之不再纯净, 使供电质量不断下降;另一方面广电行业重要的用电设备:如实时播出系统、信号发射系统、上下行卫星天线的跟踪伺服系统、磁盘阵列存储系统等, 对供电质量的要求却不断提高;不仅要求24小时不间断供电, 还要求有稳定的电压、频率, 以及准确完好的波形。换言之, 就是需要有一个洁净的电源;这就使得市电供电质量和用电负荷之间的矛盾越来越严重, 但又必须解决。在诸多的解决电源的方案中, UPS成为最好的解决方案。

关键词：UPS,电源原理维护

1 UPS的定义

UPS也就是我们通常所说的“不间断电源”;其实, UPS不能算是严格意义上的电源, 它的功能是实现两路电源相互不间断地切换的设备;它并不能依靠转换能量来产生电能, 它只是一种能够让两路电源无缝切换的电气装置。

2 UPS的作用

使两路电源能无间断相互切换;将市电闪断、电压不稳、谐波、频率波动以及电压噪声等电网干扰阻挡在负载之前, 即使得负载不能对电网产生干扰, 又使得后端的负载不被电网中的干扰影响;稳压作用输出电压可选;稳频作用输出频率可选;UPS的电池贮存一定的能量为负载提供一定的后备供电时间, 在市电停电或闪断时继续提供电能保持负载工作正常。

3 UPS的工作方式

正常在线运行方式, 为负载提供所有的电能通过镇流器和逆变器的双重转换为负载提供纯净而稳定的电能, 并且对电池充电;电池工作方式, 当UPS主机监测系统检测到市电供电不稳定并超出UPS允许的范围, 或者交流输入电源发生故障时, 负载由蓄电池通过逆变器供电;旁路工作方式, 当逆变器停止工作时, 保证不间断地把重要负载转换到旁路交流电源上。如果UPS恢复到正常运行, 会自动地转回到逆变器运行;维修旁路方式, 作维修用的手动旁路开关可以隔离逆变器输出和自动旁路。它可以用作测试或修理UPS时不中断负载的运行。

4 UPS的维护

我单位使用的是法国梅兰日兰公司Galaxy PW型号60k VA双重转换式UPS, 该UPS系统主机为三相三线输入和三相三线+零线输出, 使用气体回收式密封铅酸蓄电池, 监控液晶屏幕能显示设备的各项参数及出现故障时的告警信息, 方便值班员翻看了解UPS的工作状态和出现的故障原因。该机型还拥有远程通讯功能, 我们充分发挥UPS主机提供的远程监控管理功能, 利用电脑与UPS主机上RJ45网络接口进行远程实时通讯, 可使用网管系统对其进行实时的数据监控及数据采集, 数据包括:UPS输入/输出的相/线电压、电流、负载率、功率因数、电池容量、电池电压、电池温度、电池剩余时间等各项参数, 值班员可以通过电脑远程查看当前运行状态和接收故障告警。通过这种智能化的管理手段, 最大限度的方便了值班员对UPS主机运行动态的了解和故障隐患提前发现, 同时也减轻了值班员的工作压力与劳动强度。该型UPS电源虽然可靠性比较高, 但是日常的维护也十分必要的, 是保证UPS电源工作状态良好的重要基础。

4.1 机房的环境维护

UPS电源主机对环境温度要求不算太高, 0℃~35℃都能正常工作 (40℃连续运行8小时) , 但因为密封铅酸蓄电池对温度的要求比较高, 最好的工作温度为25℃, 根据相关数据显示温度每超过最好的工作温度10℃, 蓄电池的使用寿命就会缩短50%, 而且技术特性都会随之下降, 所以降温措施是UPS机房必须具备的, 不然主机运行所产生的热量, 会使得机房内温度快速上升, 如果环境温度超限, UPS就会告警, 并且逆变器会停止运行。因此我单位UPS机房使用空调将机房环境温度常年控制在25℃确保UPS主机与蓄电池在适当的温度下工作, 保障UPS系统的正常工作。并保证UPS机房干净整洁, 无鼠患。

4.2 主机维护

UPS电源主机属于重要的供电设备, 我们在没有UPS电源厂家工程师现场指导的情况下, 禁止私自开启机柜, 一般情况下UPS主机的维护量并不太多, 维护工作主要集中在技术参数测量这一块, 其次就是检查各连接线有无松动和接触不牢的情况, 以及防尘和除尘。

每月我们都会对UPS各项输入、输出等参数进行测量, 比对测量值是否在正常范围, 同时将测量值与监控液晶屏的显示值进行对比, 查看实际测量值与显示值是否存在差异。维护检修时可通过目测、听、用纸条靠近散热风扇看是否有风流动来对确定风扇工作是否正常。如果存在问题需要及时更换。

4.3 电池维护

虽然现在UPS电池都采用免维电池, 但也只不过是免去了定时添加蒸馏水的工作流程。但非正常工作状态对电池造成的影响没有变, 电池的维护检测工作仍是非常重要的, UPS电源的绝大部分维护检修工作集中在电池部分。掌握正确的使用与维护方法对UPS电池是有百利而无一害的, 既能延长蓄电池的使用寿命, 又可以使UPS电源发生故障的概率下降。

4.3.1 电池外观检查

在日常工作中我们要求值班员会查看电池的外壳有无裂缝、破损及泄漏的现象, 经常擦拭蓄电池表面, 保持清洁, 以防极间短路。并查看电池连接线及接线柱是否存在无锈蚀现象。

4.3.2 电池放电

每季度对电池进行放电前, 确认电池编号, 测量电池组总电压, 然后按照编号顺序依次测量各单体电池浮充电压并做好相关记录, 然后关闭UPS市电输入开关开始进行放电, 到达放电时长后使用万用表再次测量总电压及各单体电池电压并记录数据, 此时被测电池端电压在12V左右为正常, 如若被测电池端电压低于11.2V, 则判断为落后电池, 针对落后电池我们会在第一时间进行更换。适当的充放电不但能将电池激活, 还能检验UPS电源的工作状态是否正常, 但是电池在放电时千万不可深度放电, 电池放电的程度越深, 循环使用次数就会越少, 对电池使用寿命非常不利, 还有就是放电结束要即时恢复充电状态。

4.3.3 电池内阻检测

UPS电池内阻在1~10mΩ这个范围之内一般都是性能良好的, 如果电池内阻变大, 那么电池容量就必然减小, 实际放电能力必然降低。检测电池内阻是否正常的简易方法是, 用一节确定内阻正常的电池和怀疑内阻变大的电池串联充电, 在充电过程中测量两节电池的端电压进行对比, 根据内阻越大电池充电电压越高的特性, 就能大致判断电池内阻, 不能使用万用表的电阻档直接测量检测蓄电池内阻。

伴随着广播电视事业的发展与壮大, UPS电源的装机数量也会不断增加, 使用的范围将会继续扩大, 对于广电系统的重要性也会越来越显著, 因此UPS电源的维护不论是从设备管理, 还是维护方式的选择, 就显得尤为重要。只有引起足够重视以及行之有效且科学的维护, 才能使得UPS电源在广播电视这个行业发挥应有且重要的作用。

UPS系统的维护 篇2

摘要：UPS供电系统的应用，不仅有效改善了电网运行效率，同时也增加了系统的可靠性。随着应用需求量的增加，对UPS供电系统技术维护工作提出来更高的要求。笔者结合工作实践，从UPS供电系统的基本架构着手，对其可靠性以及使用维护进行了系统分析，供同行参考。

关键词：UPS供电系统；可靠性；使用维护

不间断供电电源系统（简称UPS）。该类电源设备的电源负载相对较为稳定、持续。从输出电流类别分析，UPS供电系统分不间断直流、交流电源系统两类。文章所提及的UPS电源系统，多为后者。UPS电源系统，分为整流滤波电路、逆变器、充电器、静态开关等诸部分。实践中，UPS供电系统设计/技术人员水平的高低，很大程度上决定着系统的供电方式、接地设计、零低电压处理效率。

一、UPS电源系统基本架构

UPS电源系统，通常包含整流、逆变、储能和开关四个部分。整流器：确保系统的稳压输出。一般而言，我们多选择可控硅、高频开关两类整流器，以便更好地对实际输出的电压幅度进行控制。当外界输入电压改变，整流器能持续输出幅度平稳的整流电压。不过，UPS的整流器无法完全避免外界带来的脉冲干扰。因此，电压过整流后，仍存于干扰脉冲。除对直流电能进行存储外，UPS储能电池还能作为电容器，其电能的存储能力和电容容量呈正相关。UPS电源系统，由主机、储能电池两部分组成。电源系统的额定输出功率和主机结构相关，其负载功率约为UPS电源的70%。选定负载功率后，我们可根据电池寿命来决定储能电池的容量。

二、UPS供电系统的可靠性分析

设计UPS供电系统时，我们通常会选择高模块、集成度的电路元件。而制作中的元件数量越多，UPS供电系统的可靠性相对也会降低。因此，应从软件设计视角，考虑减少电路元件。制造商应具有合理的知识产权，先进的软件制造技术，确保UPS系统经得起实践检验。设计软件模块时，应确保每个软件单元明了，设备内部控制、功能齐全，性能良好。各单元调试结果，应确保科学、准确，关键部分的设计、制造工艺质量不可马虎。

（一）UPS系统配电

从UPS电源系统可靠性来看，通过隔离变压器IT系统（输出不接地）较为适宜。主要是因为，该系统在所有单点接地，均能确保设备正常运行。只要对系统进行科学监控、实时处理，其跳闸频度要远低于直接接地系统，有助于持续、稳定供电。此外，该系统还具有抗雷击功能，即便遭遇雷击，地电位也不会骤然上升。

（二）UPS供电系统保护

UPS电源保护，需遵循选择性、灵敏性、速动性及可靠性等要求。现实中，UPS电源系统所选择的均为小型断路器，需对各断路器实行检验。为保证断路器能正常运行，我们就必需为UPS供电系统提供稳定的短路电流，避免配出电路短路时中止。设计UPS供电系统时，通常不会将熔断器用于保护器。虽然熔断器生效期间不会产生拒动，其可靠性相对较高；但其动作后需借助专用设备，才能持续送电，这无疑增加了工作强度。另外，在电源系统内配备过电压吸收器，能有效提高UPS的安全系数；在输入/出侧均安装，能有效避免雷电波侵袭和损坏现场。

三、UPS供电系统的使用与维护重点

（一）对UPS供电系统予以定期检查

使用UPS供电系统时，既要定期检查其主要元件，同时也应检测UPS电池组及其电池单元端电压、内阻。一旦发现电池单元端电压差值高于0.4V，内阻高于0.08Ω时，应将电池单元-电池组两者间的导向切断，借助外置独立充电器来对电池单元实行充电，充电电压（12V蓄电池）应介于13.5-13.8V间，充电时间为10-12h。值得一提的是，UPS电源使用期间，各电池单元充电有所不同，使得单元端电压、内阻失衡。上述问题，我们均无法通过UPS电源系统的充电回路、充电动作予以避免。若未能及时脱机电池单元，进行均衡充电，问题将变得更为严重。因此，单独充电有助于将内阻恢复至0.03Ω内；而充完电后将电池单元接入电池组，可对UPS充电系统进行充电。

（二）重视UPS系统首次充电，避免过度放电

使用新的UPS电源前，应对电池进行直接充电12h，并确保充电处于无负载状态。若UPS电源长期浮充，且未进行放电操作，UPS转为长期储电状态，则系统的电池功能将逐渐降低。长此以往，电池也会逐渐失效甚至报废。因此，建议每隔3个月，经UPS电池对设备进行供电，确保UPS电池能正常放电，其电压控制高于允许最低值即可。为避免UPS供电系统的电池单元由于充电不足而损坏，UPS用户应尽量在夜间进行电池充电，确保放电后，能对电池进行稳定、有效充电。另外，应控制UPS电源的放电次数，避免由于放电过度降低电池寿命。当电力供电系统停止，由UPS蓄电池组进行电流输出时，系统电源会发出供电状态的警报，间隔4-5s；当警报声周期缩短，提示电池即将过度放电。此时，我们应做好应急处理，用发电机组取代电力供电系统，对UPS系统供电，避免电池组过度放电。假如UPS电池组过度放电且修复不及时，则整个电池组寿命也会降低很多。

（三）确定充电保护工作点，重视电源负载链接

现阶段，UPS电源多采用密封蓄电池（均为免维护式）。充电系统，则多选择恒压载止充电回路，该电路能够对电池开设过压保护工作点，从而有效保护电池。不过，它并不能调整保护工作点的高度，因而也就无法避免电池过充、不足等问题。不少情况下，若充电保护工作点没选好，充电引起电池过流或过压，不仅会降低电池的使用期，甚至可能引起電池变形或爆炸，对人身、财产安全造成威胁。此外，UPS电源负载应确保接连正确。电池组拥有较强的电流，连接/维护时需借助绝缘性好的专用工具。电路连接时，需根据产品说明书、操作手册标准，正确连接火线、地线以及零线，用户不可肆意调整连接顺序，避免引起不必要的麻烦。

（五）提供适当的室内温度、工作环境

电池工作环境，与其储电容量存在很大关联。UPS电源对环境温度有较高的要求，通常为0-40℃，适宜温度25℃±5%。温度太高，逆变器可能会发出报警，并停止运行；电池寿命也会相应降低；温度太低，则会对蓄电池输出能力产生影响。夏季外界温度高，通风状况不佳的情况下，设备运行产生的热量无法排出，温度上升较快；若超过55℃，则逆变器运行中止。不论温度过高还是过低，对UPS电源系统性能及其使用寿命都有不利影响。

结论

至今为止，UPS供电系统历经了40余年，其设备技术与功能结构发生了很大变化。从最初的USP设备到独立的供电系统，从系统可靠性到可用性，再从供电系统到为IT系统运行提供物理设施，该类变化均以现代科技为支撑。如今，UPS供电系统的普及，有效改善了传统电网，提升了系统的运行可靠性。但，部分厂商对UPS供电系统使用及维护问题不够重视，降低了系统运行效率及寿命。为此，我们应从分析可靠性分析着手，正确使用系统蓄电池组，通过温度环境、技术改造、科学充电、放电等维护措施，延长UPS电源寿命。

参考文献：

[1]周焱.UPS供电系统在石化企业的使用及维护[J].中外企业家.2013（05）

[2]孙育河.HVDC和UPS供电系统在通信行业中的应用与分析[J].通信电源技术.2011（03）

[3]孙育河.HVDC和UPS供电系统在通信行业中的应用与分析[J].电源技术应用.2011（06）

[4]吴卫刚，任艺.UPS供电系统在通信机房应用方案研究[J].广西轻工业.2011（04）

UPS系统的维护 篇3

在线式UPS电源系统一般由:整流器、电池组、逆变器、静态开关、维修旁路五部分组成。其工作过程是电网的交流电能不断地通过整流器滤波后变成直流电, 并提供充电器及逆变器使其运行。整流器采用了三相/六脉冲整流方式, 整流器输入端连接扼流圈, 以减低由整流器所产生的谐波对电网干扰, 从而保证当外电发生变化时, 输出电压幅度基本不变。充电器对电池组进行充电, 蓄电池作为市电完全或短时间断所需的后备电源, 或当整流器万一发生故障时, 代替整流器在一定时间内向逆变器提供直流电。逆变器将整流器或电池组的直流电压转换成具有准确稳定幅度和频率, 适用于精密电子设备的交流电后向负载供电。由于在线式UPS电源始终是由逆变器向设备供电, 这就从根本上清除了来自市电电网的电压波动和干扰对负载的影响, 真正实现了对负载的无干扰、稳压、稳频供电。静态开关分别由逆变器输出静态开关和旁路静态开关组成, 在正常操作时, 逆变器输出静态开关处于常和状态, 旁路静态开关处于常分状态。维修旁路为不断电维修电源提供了方便。

在实际维护和检修工作当中我们认为应该注意以下几方面:

1. 使用注意事项

UPS电源系统因其智能化程度高, 储能电池采用免维护蓄电池, 这虽给使用带来了便利, 但在使用过程中还应在多方面引起注意, 才能保证使用安全。

(1) UPS电源系统对工作环境要求很高, 要求室内无尘并且干燥, 因为灰尘进入主机加上潮湿会引起主机工作紊乱, 严重时会造成死机。温度应保持在+15--+30之间。因为温度过底影响蓄电池容量, 温度过高影响主机工作, 同时还会降低电池寿命, 平时最好保持在+20左右。所以建议UPS电源室使用立式主、备空调机。

(2) 由于组合电池组电压很高, 存在一定危险, 因此在检修故障时, 检修人员要做好绝缘工作, 人和工具都要有很好的绝缘, 以免发生触电危险。

(3) UPS电源主机的各种参数一般由厂家工作人员根据用户的要求事先设置好, 所以不能随便改变。特别是对电池组的参数, 如果更改会直接导致主机工作不正常, 降低电池使用寿命。

(4) 如果直接用UPS电源给播出系统供电时, 应避免带负载启动UPS电源, 最好的做法是:先关闭所有的负载电源开关在开启UPS电源, UPS电源启动正常后再开启负载开关。这是因为负载瞬间供电时会有很大的电流, 很多负载的冲击电流会使UPS电源过载, 严重时会损坏UPS电源, 造成经济和停播两方面的损失。

(5) 在任何情况下, 都应防止电池短路和深度放电, 因为电池的循环寿命和放电次数有关, 放电深度越深, 循环寿命越短。因此在放电检修过程中, 一定要用负载进行放电, 而且放电要有一定额度, 不要完全放尽。

(6) 因为每套UPS电源的额定功率都是事先按照播出系统负载设计的一般功率余量不是很大, 所以不要随便增加大功率的设备, 因为UPS电源系统是在不间断状态下运行的, 增加大功率负载, 会造成主机故障, 严重时会直接击毁UPS电源系统。

(7) 在对电池进行充放电检验时应避免大电流充放电, 否则会造成电池过热, 使电池板膨胀变形, 电池内阻增大, 电池容量下降, 减少电池寿命。

2. 日常维护与检修

(1) UPS电源在正常使用情况下, 主机的维护主要侧重于防尘和定期除尘。由于机内风机的转动会把空气中的灰尘吸入机内沉积下来, 当遇到潮湿空气会粘结在电路板上, 造成主机工作失常, 大量灰尘也会造成器件散热不好影响主机正常工作, 所以建议一季度彻底清洁一次。

(2) 定期对主机的告警菜单进行查看, 以便及时准确地掌握主机的工作状态, 做到及时发现问题及时解决。最好每天都要有一次查看并做好记录。

(3) 定期对主机各种参数进行核对, 发现有误时及时和厂家工作人员进行沟通, 及时对有误参数进行更正。

(4) 由于现在大多数电视台均采用免维护蓄电池, 往往就忽视了对电池的维护, 其实对电池平时维护还是很重要的, 最重要的一点就是对电池进行放电, 最少半年应进行一次。日常维护中需经常检查的项目有:清洁并检测电池两端电压、温度、连接处有无锈蚀现象, 检测连接条压降。电池外观是否完好, 有无壳变形和渗漏, 极柱、安全阀周围是否有锈蚀。

(5) UPS电源系统出现故障时, 应先查明原因, 分清是负载还是UPS电源主机故障, 或是电池组故障。只有查明原因后, 才能对症下药及时地排除故障避免更大的损失。

(6) 当电池组中发现电压反极、压降大、压差大和酸泄露现象的电池, 应及时更换。更换时不能把不同容量、不同性能、不同型号电池联在一起, 否则可能对整组电池带来不利影响。对寿命已过期的电池需及时更换以免影响电源主机。

UPS系统的维护 篇4

【关键词】UPS；直流电源维护与管理

【中图分类号】TN86　【文献标识码】A　【文章编号】1672－5158(2012)09－0409－02

1、UPS与直流电源的概述

1.1　UPS与直流电源的定义

UPS(Uninterruptible Power System)，即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源，主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断(事故停电)时，UPS立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。

UPS电源系统由五部分组成：主路、旁路、电池等电源输入电路，进行AC／DC变换的整流器(REC)，进行DC／AC变换的逆变器(INV)，逆变和旁路输出切换电路以及蓄能电池。

UPS按工作原理分成后备式、在线式与在线互动式三大类，三者最直接的区别是：

(1)后备式UPS停电后转由UPS供电会有10毫秒左右的转换时间(适用于个人电脑，PC，终端等)。

(2)在线互动式UPS停电后转由UPS供电会有4毫秒左右的转换时间。

(3)在线式UPS停电后转由UPS供电的转换时间为O秒，没有任何转换时间。

直流电源是维持电路中形成稳压电流的装置，如干电池、蓄电池、直流发电机等。

1.2　UPS与直流电源的应用

随着信息化时代的发展，数据库管理模式以其系统便捷的优势得到了企业、银行和事业单位的广泛运用，尤其是随着云计算安全问题的提出，社会各界对信息安全问题进行了全面而深入的研究。目前，信息安全问题涉及诸多方面，而最基本也是最关键的问题就是怎样维持计算机和其他网络设备的电源的持续性与稳定性。这无疑给UPS不间断电源与直流电源的诞生提供了充分条件。UPS不间断电源与直流电源作为信息传输的基础保障。发展至今，已经广泛运用于各行各业，尤其是近年来在制造行业的中小型企业中的应用占有可观的市场份额，其为大型公司、企事业单位中的程控交换机、数据通讯处理系统、计算机通讯基站和安全监控系统等设备的不间断、高质量运行提供了可靠的保障。

另外，UPS不间断电源与直流电源在市电供电时可以保护电脑，市电停电后还可以继续为一些网络设备、服务器供电几个小时，这极大地提高了电脑的持续性与可靠性，方便了我们的日常生活与工作。

2、UPS与直流电源的维护及管理中存在的问题

2.1　传统UPS与直流电源的维护及管理中的不足

UPS与直流电源作为企业重要的供电保障设备，其本身也是电子产品，具有一定的可靠性与使用寿命，所以我们对UPS与直流电源进行运用的同时也要对其进行维护与管理。最初的UPS与直流电源的维护及管理都是采用传统的事后维护与管理方法，该方法主要包含如下几个方面：

(1)日常巡检外观，适时对各主要元件进行检查，并定期更换电池、滤波电路、风机等易损件。当电池故障较严重时，采用电池活化等方法对其进行修理；

(2)改造或采用换代设备，使用先进工具测试电池性能。

这种传统的维护与管理方法的不足之处表现在如下几个方面：首先，企业投入成本高，同时给维护人员带来了极大的工作量；其次，不能实时掌握设備的运行状态和关键数据，事故预防能力低；再次，设备故障维修方法不能系统化，维护费用高。

2.2　电源市场竞争激烈

随着电力电子行业的迅速发展，电源产品种类越来越多，电源市场行业竞争激烈、原材料价格不断变化，成本也在频繁地变更，为适应市场竞争的需求，加强UPS与直流电源的维护及管理工作显得尤为重要，因为有效地维护与管理方式不仅可以提高UPS与直流电源的可靠性，也能降低UPS与直流电源的管理成本，从而提高其产品信誉度与市场竞争力。

3、UPS与直流电源的在线维护及管理措施

UPS与直流电源的在线维护管理能有效解决传统方式的不足之处，目前业内很多企业都采用了UPS与直流电源在线维护与管理系统，该系统主要由总控站、现场设备监控站和通信网络组成。可以实现台账管理、实时分析、报警指示和查询网络化等功能。具体实施过程包括如下几个方面。

3.1　确定企业网络结构

在使用UPS电源与直流电源的在线维护以及管理系统的时候，我们需要认真的查清企业内部的UPS不间断电源和直流电源现状以及企业现有的网络规模，根据设备功能和重要性合理的配置。对不需要建立完整网络系统的采取在现有网络基础上对单个电池组进行完整、独立的在线维护管理。

3.2　合理选择配置功能

不同的UPS电源和直流电源本身具有不同的功能，对于有些本身已经具备状态参数、状态记录和报警等管理功能的UPS电源和直流电源，其建立的在线维护与管理系统中无需再配置这些管理功能，这样不仅可以降低维护与管理成本，还可以避免功能线路过多造成的故障隐患。

3.3　保持良好的UPS与直流电源工作环境

由于UPS与直流电源工作环境直接影响着其寿命与工作质量，所以应定期对周围环境进行检查与检测，根据UPS与直流电源工作环境的特点，应确保将其放置于干燥、通风、清洁的环境中，避免阳光直射。同时，环境温度应在18度至25度之间。此外，为避免环境湿度太大而造成主机局部短路或因环境湿度过低而产生静电等危险现象发生，应将UPS与直流电源工作环境湿度保持在30％-80％的相对湿度水平。只有这样才能延长UPS与直流电源的使用寿命。

3.4　规范UPS与直流电源的使用方法

在UPS与直流电源的使用过程中应注意以下几点：

(1)避免带负载开机和关机

由于UPS电源没有延迟启动的功能，如果带负载开机或关机很容易在启动时瞬间烧毁逆变器的末级驱动元件。此外，严禁频繁的关闭和开启UPS不间断电源和直流电源，一般要求在关闭UPS电源后至少6秒后才能再次开启UPS电源，以免UPS电源进入既无电力供电输出，又无逆变输出的“启动失败”状态。

(2)控制UPS与直流电源负载量

为了防止逆变状态时UPS超载使用而导致逆变管被击穿的现象发生，应将UPS与直流电源负载控制在30％～60％额定输出功率。

(3)电池放电保护

UPS与直流电源电池放电至关机后，必须充电后才能重新开机，否则会造成电池过度放电而影响电池的使用寿命。

3.5　人工测试

以在线管理系统为核心，辅以必要人工测试，可降低管理成本，大站、关键设备直接采用完整的系统，小站、单体的UPS不间断电源等经后台机处理形成整体维护管理系统。

3.6　控制指令

维护管理系统只进行监视，建议控制指令(如故障处理、切换、活化等)的发出由人工实施。

3.7　设监视站

系统建立后，可在有人值守的地方设监视站，由操作人员实现全天候运行状态监视，维修人员要定期查阅管理。

3.8　系统的兼容性要预留接口和协议以便兼容其他系统，系统上层管理也可建在企业已有网站上。

3.9　系统的相互独立性

建议状态管理系统与过程控制或执行系统分开，注意相互间独立性，不要相互干扰。

3.10　建立有效的系统管理机制

系统建立后要有工作制度和管理机制，确保正常使用。

4、总结

UPS系统的维护 篇5

在UPS(不间断电源)系统中,蓄电池组作为重要的储能设备,其性能的好坏、工作状态正常与否直接关系UPS输出的稳定性和可靠性。UPS蓄电池组通常由多个单体蓄电池串联组成,由于单体蓄电池的特性存在差异,在电池运行一段时间后,电池组中的个别电池性能可能会变差、进而失效,造成电池组整体性能下降,导致UPS整体系统的可靠性降低。因此有必要对蓄电池的运行状态进行在线监测,并适时对蓄电池进行自动充放电维护。

1 监测维护系统的组成

UPS蓄电池性能监测维护系统主要由检测板、控制中心两部分组成。系统框图如图1所示。

检测板固定在被测电池上,主要由DS2438芯片构成的测量电路和光电隔离电路组成,测量电路负责接收控制中心传输来的指令,并向控制中心发送监测到的电池温度、电压、电流及剩余电量等参数信息。光电隔离电路将测量电路引出的一路信号分解为收、发两路,并对信号进行缓冲、驱动处理,将处理后的信号经光电隔离送入系统总线。

控制中心是整个系统的核心,既要完成对每个蓄电池参数的采样控制和数据处理,又要负责完成键盘指令输入、蓄电池参数实时输出显示、充放电维护控制以及故障电池声光报警工作。

2 蓄电池参数采样系统电路设计及原理

本文是针对UPS蓄电池组中单节12 V蓄电池的设计,UPS输出电压为220 V,共需16节蓄电池。检测板电路原理如图2所示[1]。

2.1 系统供电

系统中每节蓄电池都有自己独立的检测板,蓄电池输出电压为12～16 V,经LM7805芯片稳压后输出5 V电压给检测板及其附属电路提供电源。

2.2 电池参数检测

系统将检测板固定在被测电池上,使DS2438芯片紧贴蓄电池安装。DS2438片内集成有数字温度传感器,在接到温度采集命令后,将自动测量蓄电池温度,并将结果存储在一个两字节的温度寄存器中。控制中心在获取蓄电池组中所有单体电池的温度值后,将对温度值进行比较,如发现某一电池的温度明显高于其他电池或是超过电池正常运行时的温度标准值时,会发出报警信号。

根据蓄电池在浮充状态下的电压约为12.8 V,充电时电压最大可达到16 V,DS2438的电压测量范围只有0～10 V,因此系统采用大阻值精密电阻R1、R2进行分压,取21 VBAT经滤波后送入DS2438的VAD。芯片在接到电压测量命令后,片内的ADC转换器将对VAD上的电压进行数字转换,并将结果存入电压寄存器中。

本文针对的UPS蓄电池采用串联方式工作,因此流经每个电池的电流是相同的,只需选取一处进行电流检测即可。系统选取在1#检测板完成电流测量工作。在DS2438中,电流是通过测量外部传感电阻两端的电压来实现的,外部传感电阻R4接于Vsens+和Vsens-两管脚间,Vsens-端接R5、C5构成的低通滤波电路,用以消除尖峰电流的干扰。由于Vsens+和Vsens-两管脚允许的输入电压范围只有-122～+122 m V,决定了DS2438能测量的电流很小,而经过实际测量,蓄电池组的实际电流可达十几安培至几十安培,无法直接使用芯片进行测量。

系统采用多量程电流传感器LA28-NP对电流进行变换后,再由DS2438对电流进行测量。LA28-NP电流传感器的原边电流在5～25 A范围内有5种选择方式,通过电路设定后可将电流变换至25 mA范围内。I=±(K·R4·BCR)/4 096,I为电流实际值,K为互感器变比,BCR为电流寄存器的值,正负取决于电流寄存器的符号位。

电池剩余电量的测量是通过计算电流流入流出电池的差值而得到的。DS2438芯片为跟踪测量电池的剩余电量使用了一个集成电流累加器(ICA),ICA作为负责累积电池组投入使用后的全部流入和流出电池电流的寄存器,其计算值可表征为电池剩余电量[2]。芯片每隔27.46 ms对电池电流进行一次检测工作,并将结果存入ICA,用±符号表征电流的流通方向。此外,DS2438还有另外两个累加器,充电电流累加器(CCA)和放电电流累加器(DCA),CCA和DCA在总充/放电电流的基础上提供了决定电池使用寿命的有关信息。

2.3 充放电维护

控制中心可根据系统设定或对电池状态的判断,自动完成对蓄电池的充放电维护。在系统设定时刻,控制中心通过继电器模块切断市电输入,对蓄电池进行放电维护,并监测蓄电池状态,当蓄电池电量低于其储能值的20%时,恢复市电输入,结束维护工作。控制中心实时对蓄电池组中每节蓄电池的状态进行监测,当发现蓄电池组中个别蓄电池的端电压明显下降或其浮充电压低于正常值时,控制中心将切换UPS工作模式,将系统供电方式暂时改为旁路供电,对蓄电池进行一定时间的均衡充电,以延长蓄电池寿命。

2.4 通信

DS2438为单总线器件,每片芯片都有一个唯一的序列号,多片DS2438可共用同一条总线,其传输速率可达110 kbit/s。但在串联电池组中,后一节电池的对地电位要高于前一节电池,而由于DS2438信号端DQ的电位是针对芯片自身的信号地而言的,这会造成对于同一参考点各DS2438信号端DQ的电位不同,因此无法将各DS2438的信号端DQ直接挂接到系统总线上。

针对以上情况,系统将DS2438的信号端DQ分解为收发两路信号,先利用光电耦合器6N135对信号进行光电隔离后,再将信号挂接到系统总线上。由于DS2438的输出信号幅度较小,无法驱动光电耦合器,系统增加了74LS07驱动/缓冲器以增强信号幅度。DS2438的数据输出端DQ为漏极开路,增加上拉电阻R7。

通过光电耦合将DS2438的输出由模拟信号转换为数字信号,增强了信号在传输过程中的抗干扰能力,保证了数据传输的准确性和可靠性。

3 主控制器系统设计

系统主控制器采用AVR系列单片机Mega16[3],负责完成人机接口、故障报警、数据处理、检测控制、自动充放电维护、信息显示等功能。

自动充放电维护通过使用固态继电器来完成对市电输入通断的控制,固态继电器没有机械部件,由固体器件完成触点功能,因此能在高冲击、振动的环境下工作。由于没有输入“线圈”,没有触点燃弧和回跳,因而减少了电磁干扰;切换速度快,可达几毫秒甚至几微秒;驱动功率低,无需添加缓冲和驱动电路即可与逻辑集成电路兼容。

信息显示模块采用LCD显示器设计,320×240图形点阵。通过并行接口与单片机相连,开机画面及主菜单等部分置入显示器内部,作为预置画面,显示时直接调用页面号,实时信息则采用动态刷新方式,显示内容包括:巡检状态显示、单节电压查询、放电状态显示、参数查询、故障显示及查询等。

人机接口模块设计了16个按键的行列式键盘,采用程序查询方式[4],可实现参数设置、状态查看、手动检测等功能。系统运行参数如监测电池节数、浮充电压警戒值、电流报警值、放电标准等都可在线修改,并可随时对指定电池的状态进行监测。当电池电压、电流、温度等参数越过设置的警戒值时,系统将自动发出报警信号以提示工作人员进行相应的作业处理,显示屏指示故障电池位置和故障类型,同时由单片机自动保存故障信息。

4 结语

本文设计的UPS蓄电池性能监测维护系统,采用分散测量集中控制的方式,实现了对UPS蓄电池组中每节电池状态的实时监测、自动充放电维护功能。该系统设计能够实时有效地预测出故障电池,对UPS蓄电池的维护和性能保障工作提出了新的设计思路,具有很强的实用价值。

参考文献

[1]郭屹松.基于DS2438的智能电池监测系统设计[J].北京石油化工学院学报,2008,16(3):31-35.

[2]周志敏,周纪海.UPS实用技术应用与维护[M].北京:人民邮电出版社,2003.

[3]沈文.AVR单片机C语言开发入门指导[M].北京:清华大学出版社,2003.

UPS供电系统的技术改造与维护 篇6

1 UPS电源系统控制原理

UPS电源系统主要由四个部分组成, 包括整流、储能、逆变以及开关控制, 框架示意图如图1所示。

整流器主要实现系统的输出稳压功能, 通常整流器的主要采用可控硅或者是高频开关整流器, 这两种整流器具有控制输出电压幅度的功能。当外界输入电压发生变化时, 整流器能够输出幅度基本保持不变的整流电压。但是UPS电源系统的整流器对外界的脉冲干扰并不能彻底的消除, 所以经过整流后的电压仍然会存在干扰脉冲。UPS储能电池除了可以存储直流电能的功能外, 就像一只很大的电容器, 存储电能的大小与电容的容量成正比。UPS电源系统主要有两个部分:主机和储能电池。电源系统而定输出的功率的大小与主机的结构有关, UPS电源的负载功率通常是UPS电源的70%功率。当UPS电源的负载功率选定以后, 储能电池的容量的选择主要是由电源使用时间的长短来确定的。

图2为UPS的工作原理图。当用电正常时, 整流器和逆变器同时工作, 同时给负载和电池浮充供电。当市电中断时, 整流器就开始停止工作。蓄电池经过逆变器向负载供电, 目的是为了实现不间断供电。当蓄电池出现故障或者是电量耗尽, UPS立即进入旁路电源供电的状态。

2 UPS供电系统的监测与维护

2.1 UPS供电系统的可靠性分析

通常在UPS在设计的过程中, 为了提高其可靠性, 应该采用模块和集成度较高的电路元件。有一些UPS在制造的过程中使用过多的元件会造成可靠性的降低。所以笔者认为应该尽量从软件的角度去减少电路元件。这就要求制造商必须由其知识产权, 有较强的软件制造能力, 而且设计的UPS系统必须经过长期的实践检验。软件模块设计的过程中, 要保证软件单元的清晰, 设备内部的控制、保护完善、功能完整以及系统设计的合理性。各个单元调试的结果尽量保证数据的准确性, 要害点的设计以及制造工艺必须保证较高的质量。

(1) UPS系统配电问题。

笔者认为就UPS电源系统配出到符合的高可靠要求而言, 必须要经过隔离变压器输出不接地的IT系统合适。因为这样的系统在任何单点接地时都可以保证设备的正常应用。只要监控到位和及时处理, 比中性点直接接地的系统出现接地就跳闸而言, 供电要可靠很多。这个系统的另外一个优点就是抗雷击, 不会因为雷击而导致地电位的上升。

(2) UPS供电系统的保护问题。

UPS电源的保护一定要满足选择性、速动性、灵敏性以及可靠性的要求。通常在UPS电源系统中使用的都是小型断路器, 必须对每个断路器进行相关实验和检验。为了确保断路器的正常动作, UPS在配出电路发生短路时能够提供很大的短路电流是十分重要的。在UPS供电系统的设计规范当中并不允许使用熔断器作为UPS的保护器, 但是因为熔断器在发挥作用的过程中并不产生拒动, 所以熔断器是非常可靠的, 但是会带来另外一个问题就是熔断器动作后不易恢复送电, 需要使用专用设备予以解决。其次, 在电源系统适当的位置安装过电压吸收设备, 可以保护UPS的安全, 在你输入和输出侧都要安装, 主要目的是为了防止雷电波对现场的入侵。、

2.2 UPS蓄电池组的维护与保养

(1) 蓄电池的维护应该保持适当的温度环境。

蓄电池对环境温度的要求比较高, 工作环境温度一般在20-25度之间, 虽然环境温度的升高有助于电池放电能力的升高。研究表明, 环境温度一旦超过25摄氏度, 每升高10度, 电池的寿命就会缩短一半。目前UPS所使用的蓄电池一般都是阀控式密封铅酸电池, 其电池设计的寿命只有在厂家的实验环境中才能达到要求。

(2) 对UPS电源系统中的蓄电池进行充电和放电。

电源系统经常与市电相丽娜姐, 蓄电池组长期处于悬浮的状态, 时间久而久之电池的活性就会显著的下降, 加速老化并且会使其寿命大幅度的下降。所以, 笔者认为UPS电源系统的铅蓄电池应该每年做一次放电试验或者是核对行试验, 放电时间的多少可以根据蓄电池的容量和负载的大小而定。在放电的过程中, 应该避免试验电流过大, 造成对蓄电池的永久性破坏。

3 小结

UPS供电系统的广泛使用在改善电网的同时, 也提高了用电系统的可靠性。本文通过相关的参考资料, 并结合UPS电源实际使用的经验对UPS供电系统的技术改造与维护进行了深入的分析。首先对UPS电源的控制原理进行了研究, 基本结构包括整流、储能、逆变以及开关控制;其次对UPS供电系统的监测与维护进入了深入的探讨, 主要内容包括接地系统的检测与维护、供电系统的可靠性分析;最后对UPS蓄电池组的维护与保养进行了相关的阐述, 比如保持适当的温度环境以及适时的对蓄电池进行充电和放电。

摘要：UPS供电系统的广泛使用在改善电网的同时, 也提高了用电系统的可靠性。本文通过相关的参考资料, 并结合UPS电源实际使用的经验对UPS供电系统的技术改造与维护进行了深入的分析。首先对UPS电源的控制原理进行了研究, 基本结构包括整流、储能、逆变以及开关控制;其次对UPS供电系统的监测与维护进入了深入的探讨, 主要内容包括接地系统的检测与维护、供电系统的可靠性分析;最后对UPS蓄电池组的维护与保养进行了相关的阐述, 比如保持适当的温度环境以及适时的对蓄电池进行充电和放电。

关键词：UPS,供电系统,技术改造,维护

参考文献

[1]黄绍毅.UPS供电系统可靠性的计算分析[J].石化动力, 2005, 1.

[2]周志敏, 周纪海.《UPS实用技术—应用与维护》[M].北京:人民邮电出版社, 2005 (3) .

UPS系统的维护 篇7

一、硬盘播出系统电源供电的配置

由两路市电电源, 一台微机控制无触点交流隔离稳压器、一台深圳科士达科技发展有限公司的Master Series在线M10K型UPS组成。两路市电由配电房控制切换输入到隔离稳压器, 经过隔离稳压器输出三路供电:普通负载, UPS和UPS设置的脱机维修旁路到重要负载。UPS采用稳压回路输入, 同时UPS设置一个脱机维修旁路。把系统中的负载分为一般负载和重要负载, 重要负载通过UPS系统供电, 一般负载由市电经隔离稳压后直接供电。

二、UPS的维护策略

除了UPS主机维护外, 蓄电池的故障是UPS供电系统可靠性的最薄弱环节。要加强对蓄电池组的科学管理。检测和控制蓄电池组健全状态并及时处理容量不足或有问题蓄电池单元, 以确保停电时能发挥蓄电池后备供电的作用。

为了补偿蓄电池能量和提高蓄电池寿命, 应每隔两三个月人为的中断市电输入一次, 让UPS中的蓄电池放电一段时间, 用以激活蓄电池, 达到恢复其容量的目的, 以避免由于蓄电池衰竭而引起故障。 (1) 蓄电池的充电电压的要求:选择特定的浮充电压以达到蓄电池的设计使用寿命。如果浮充电压过高, 蓄电池的浮充电流随之增大, 引起极板栅腐蚀的速度加快, 蓄电池的使用寿命将会缩短;浮充电压过低, 蓄电池不能维持在满充状态, 引起硫酸铅结晶, 容量减少, 也会降低蓄电池的使用寿命。充电设备应达到±2%的稳压精度, 以满足蓄电池的要求。同样, 合适的均充电压和均充频率即均衡充电是保证蓄电池长寿命的基础, 蓄电池平时不建议均充, 因频繁均充可能造成蓄电池失水, 出现早期失效。均衡充电的温度最好在25℃。均衡充电的电压对于额定电压为2V蓄电池 (大中型UPS选用2V系列的蓄电池) 选2.33V, 时间为8小时。对于额定电压为12V的蓄电池, 均衡充电电压选14.5V。同样, 浮充电压是蓄电池长期使用的充电电压, 是影响蓄电池寿命至关重要的因素, 温度为25℃时, 对于2V蓄电池浮充电压的合理范围为2.23~2.25V/单体。对于12V蓄电池浮充电压的合理范围为13.5~13.8V/单体。 (2) 在蓄电池的使用维护中, 不仅要重点关注蓄电池的均衡、浮充电压指标, 而且还要控制好蓄电池组浮充是各蓄电池端电压压差的均匀一致性, 它是影响蓄电池使用寿命的关键指标。由于免维护蓄电池无法测试电解液的浓度, 因此, 均匀一致性也是检查蓄电池使用状态的主要手段。在日常维护中, 一旦发现浮充时全组各蓄电池端电压异常, 均匀一致性超过0.05V/单体 (2V) 与1V/单体 (12V) , 则应对整组蓄电池进行均衡充电。如均衡充电后端电压最低的蓄电池仍然偏低, 应单独对偏低蓄电池进行均衡充电。 (3) 在正常使用情况下, 要注意防尘和定期除尘。要经常巡视、检查各连接件和插接件有无松动和接触不牢的情况, 检查螺栓是否松动或被腐蚀污染, 测量蓄电池组的电压, 更换不合格的蓄电池, 检查风扇运转情况及检测调节UPS的系统参数等, 认真做好蓄电池的运行记录。 (4) 蓄电池进行大容量放电后应及时严格遵循蓄电池的充电要求充电。当蓄电池在供电状态下, 其放电电流不宜过小, 会造成蓄电池使用寿命的快速缩短和蓄电池内阻反常增大。蓄电池的容量过大时, 蓄电池就容易处于轻载运行状态, 会增加蓄电池失效的可能性。同时要尽量避免蓄电池长期不用或使蓄电池长期处于浮充状态而不放电。由于蓄电池长期不用, 蓄电池长时间自放电而能量得不到补充或蓄电池过度放电都会使蓄电池硫酸盐化, 致使其内阻增大, 放电性能变坏, 蓄电池使用寿命减短。 (5) 减少实际使用中蓄电池被深度放电的情况。放电深度越深、循环寿命越短。在容量试验中或是放电检修中, 通常放电达到容量的30%~50%就可以了。当市电供电中断该由UPS供电, 由蓄电池向逆变器供电时, UPS会以间隙4s左右响一次的周期性报警声, 提醒现在是由蓄电池提供能量。当听到报警声变的急促时, 说明蓄电池已处于深度放电, 应立即进行处理, 关闭UPS。 (6) 在无外电只靠UPS电源系统自行供电时, 应避免带负载启动UPS电源, 应先断开各负载, 等UPS电源系统起动后再开启负载。因负载瞬间供电时会有冲击电流, 多负载的冲击电流和加上所需的供电电流会造成UPS电源瞬间过载, 严重时将损坏逆变器。UPS启动进入稳定工作后才可开启服务器或其它设备使用。负载最好在额定功率的30%∽60%之间, 不要超过80%。

摘要：本文阐述了电视硬盘播出系统中配备使用的在线式UPS电源的维护策略。对保证安全播出提供电源支持, 延长UPS电源的使用寿命具有一定的参考价值。

关键词：UPS,蓄电池,维护

参考文献

[1]周志敏, 周纪海, 纪爱华.UPS应用与故障诊断[M].北京:中国电力出版社, 2009.

UPS系统的维护 篇8

在青海省的广播现代化建设中, 为了保证正常的供电。局属各发射机房、台站都配置有相应的UPS电源系统。机房为了保证信号源的质量, 也都使用UPS电源系统来持续向信号接收机供电。

二、UPS电源的系统的组成

UPS电源由控制柜和蓄电池两部分组成, 这两部分价格不但昂贵, 而且对使用环境要求较高。室温一般要求在23℃～25℃, 空气湿度要求在35%～80%之间。如果不能正确使用和维护UPS, 不但不能使UPS电源系统充分发挥作用, 严重的话可能会缩短UPS的使用寿命, 甚至诱发故障, 给使用者带来不可估量的损失。

三、对机房信号接收, 切换及分配进行重点保护

各台站正常使用中不可停电的重要设备。由于每台设备都有可能因电源电压不稳定或者其他原因引起设备在正常使用过程中突然掉电, 对于一般设备来说, 这种突然掉电可能是再平常不过的事情了, 但如果对那些重要设备来说, 突然掉电可能会给我们带来不可估量的损失。因此从保护的实用价值角度出发, 使用者应该只对那些少数的重要设备进行电源保护。

四、按照保护对象选择合适的UPS电源系统

选购UPS电源是为了保护重要设备, 那么必须确保UPS能提供标准的220V电压, 在选购的UPS除了要具有防浪涌电压、有可充电电池等功能外, 还具有防止过压 (市电高压240V) 欠压 (市电低于180V) 保护功能。以确保UPS在市电电网停电或不正常的情况下自动切换到逆变输出。

五、不能长期按照额定功率来运行UPS

如果UPS长期满载运行可能会大大缩短UPS电源的使用寿命。实际上UPS电源在长期的使用过程中由于元器件的老化, 蓄电池性能的逐渐降低, 市电的频繁停电等因素都会大大缩短UPS电源的使用寿命。为此, UPS使用的原则应该是让UPS尽量用到最需要的地方。正确的做法是适度控制好UPS电源的连接负载, 一般UPS电源的负载量不超过其额定功率的85%, 也就是说使用者可以将UPS电源控制柜后面的几个输出接口适当地保持空闲状态。当然也没有必要让UPS电源过分低载运行, 这样UPS电源就会失去其真正的价值。

六、后备式UPS不适宜用在对电源敏感的设备上

UPS电源分后备式UPS和在线式UPS。后备式UPS平时处于蓄电池充电状态, 在停电时逆变器紧急切换到工作状态, 将电池提供的直流电转变为稳定的交流电输出, 不过这种UPS存在一个切换时间问题。因此不适合用在对电源敏感的设备上使用。因为尽管这种UPS切换时间很短, 但对电源敏感的设备。例如一些控制精度非常高的设备来说, 不但要求电源电压要持续, 而且还必须稳定, 一旦电源有微小的波动, 其工作状态就能发生很大的变化。后备式UPS因其价格低而使用者较多, 但要根据自身的设备需求选够。在线式UPS电源切换时间很短, 几乎为零切换。在供电质量要求较高的场合下使用在线式UPS。在线式UPS在供电状况下的主要功能是稳压及防止电波干扰, 在停电时则使用备用直流电源 (蓄电池组) 给逆变器供电。由于逆变器一直在工作, 因此不存在切换时间问题, 适用于对电源有严格要求的场合。但其价格较高, 适合使用在控制精度非常高的设备中。

七、所选的UPS功率应该与保护对象的功率相匹配

如果选择的UPS功率低于需要保护的设备功率, 那么UPS就不能正常对这些设备提供电源保护。如果选择的UPS功率高于需要保护的设备功率, UPS使用功率必然只能达到需要保护的设备的功率。那么, 功率高的那一部分所花费的资金就浪费了。因此用户在选择UPS时最好先把需要保护的设备的功率计算一下, 然后选择一个功率至少和需要保护的设备要求大于负载功率15%的UPS电源。

八、不要把电感性负载连接到UPS电源上

电感性负载在接通电源或者断开电源的一瞬间, 会产生振荡电流, 这种电流的峰值将远远大于UPS电源所能承受的电流值, 这种振荡电流很容易引起UPS的瞬时超载, 如果超载的次数很多的话, 将会大大缩短UPS电源的使用寿命。因此, 不要把一些不重要的电感性负载, 例如电动机之类的负载连接到UPS电源上。

九、正确对UPS电源进行操作

UPS电源对操作也是有一定要求, 例如不能随便对其进行开关, 在打开UPS电源时, 应先开UPS电源输入开关, 然后再打开逆变器的开关;在关机时, 应该先关闭逆变器的开关, 然后在断开输入开关 (小型UPS电源未设置逆变开关) 。在UPS不工作时, 最好要将其关闭, 因为如果工作完后不关电源的话, 一旦遇到突然停电, 那么UPS电源就有可能一直处于工作状态, 即使不带负载, 但UPS也会损耗少量的电源能量。这样长时间损耗能量又不及时充电, 最后电池就会枯竭, 引起UPS电源故障。另外为了防止雷击引起UPS短路或者产生火灾故障, 一定要把UPS电源放在通风散热良好的地方, 并确保UPS电源能有效接地并在市电输入端加装避雷器。

十、不要频繁开关UPS电源

由于频繁开关会产生尖端电流, 这些电流可能会让UPS电源内部的晶体管的交流保险丝熔断, 从而损坏UPS电源, 因此大家一定要记住在开关之间至少要有6秒钟以上的时间间隔。不要让蓄电池长期闲置不用或长期处于浮充状态而不放电, 因为长期处于浮充状态是电池损坏的最主要原因, 所以UPS在使用一段时间后, 要人为地使UPS处于逆变状态一会, 这样可延长电池寿命;另外还要提醒大家的是, 不要在逆变状态下打开保护设备。

水电厂UPS系统改造与优化探讨 篇9

关键词：水电厂；UPS系统；自动控制；交流不停电系统；厂用电 文献标识码：A

中图分类号：TV74 文章编号：1009-2374（2015）19-0042-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.19.020

UPS交流不停电系统是保障水电厂计算机监控、安全保护、电网自动化调度等系统稳定、可靠运行的重要设备，可为水电厂各重要系统提供不间断、高质量、稳定可靠的电源，是水电厂正常运行、安全生产的基础。如果厂用电交流电源中断，同时UPS系统不能可靠运行，提供后备电源，那么电厂监控、控制、调节、应急照明等系统将不能正常工作，保护系统不能发挥作用，往往会引起安全事件、事故，造成较大的损失。

1 UPS系统介绍

1.1 UPS系统概况

图1 原UPS系统示意图

惠州蓄能水电厂厂房内UPS系统主要由充电器、逆变器、蓄电池、静态开关、输入回路防雷措施、馈电系统设备（含负荷母线、负荷总开关、负荷空开、指示灯、跳闸辅助触点等）、加热照明设备等组成。配有两套充电整流装置，公用一组蓄电池组，每套整流器配有两路交流电源。其系统示意图如图1所示。

1.2 UPS系统的运行方式

1.2.1 正常运行方式。两套充电装置和逆变装置同时工作，切换开关-Q21的A和C同时合上，而B断开，旁路电源通过-Q21的A和C及-V21构成跟踪回路。

1.2.2 异常运行方式。（1）在主用交流电源丢失的情况下，UPS电源由蓄电池逆变供电；（2）在交流电源正常的情况下，如果两路逆变均出现故障停止工作，则由旁路电源供电；（3）在UPS检修期间，可以通过将-Q21的位置旋钮切到“Maintenance”位置，由旁路供电。

1.3 UPS系统风险分析

采用单母线输出，所有负荷均接到同一段母线上，由交流输出总开关-Q24输出，如果-Q24开关由于本身的机械故障跳开且无法合闸，将导致所有依赖UPS系统供电的交流负荷供电中断。在交流电源丢失的情况下，如果蓄电池组供电开关-Q5跳开，也将导致所有依赖UPS系统供电的交流负荷供电中断，引发一系列后果：（1）导致机组转子一点接地保护电源发生装置-A32丢失，励磁系统二级故障，如果机组处于运行状态，将引发机组电气跳机。如果同一厂房四台机组均处于运行状态，四台机组会同时电气跳机甩负荷，对上游水道会产生不可预见的后果；（2）导致机组LCU备用PCX失电，单PCX运行，同时温度采集装置失电，机组处于无温度保护运行状态；（3）导致整个振动系统失电，失去保护作用；（4）导致无法判定机械刹车是否投入；（5）导致厂房与中控室通讯中断。

2 UPS系统改造

2.1 改造方案

为了提高UPS系统的可靠性，减少风险，经过验证计算，将厂房UPS系统改为冗余配置，新增一组UPS系统。新增UPS系统每套充电器有一路交流电源输入，直流后备电源取自厂房直流系统，逆变器采用双机热备接线方式，可保证在一台逆变电源故障的情况下，UPS系统仍然能提供稳定可靠的电源，主机的交流输入由原来的市电输入改接在从机的逆变器输出，构成串联热备份。新增系统的UPS1与UPS2同时工作，UPS1主用，UPS2备用，两者可以通过静态转换开关实现无间断切换。新增UPS系统与原UPS系统负荷母线之间设置一个联络开关，构成备用关系。改造后的UPS系统示意图如图2所示：

图2 改造后的UPS系统示意图

改造后的系统对负载接线进行了优化调整，将其中两台机组（非同一接线单元）的LCU、振动检测柜、励磁控制柜及MACH3000网络的1路电源分离出来，由新增的UPS供电。

2.2 可靠性分析

改造后的UPS系统的可靠性有了大幅度提高，对电厂各系统提供不间断、高质量、稳定可靠的电源有了更好的保障：（1）新原UPS系统均有两套充电器、逆变装置、静态转换开关和跟踪回路，当一路交流供电电源丢失或装置本身故障，电源可实现不间断切换，保证给用户提供不间断电源；（2）新原UPS系统均有可靠的直流后备电源，在交流电源全部丢失的情况下，原UPS系统可由蓄电池组供电，新增UPS系统由厂房直流系统供电，能在较长时间内，给用户提供可靠的电源，保证设备安全、稳定运行，为电厂启动创造了条件；（3）当其中一套UPS系统故障，不会造成同一厂房四台机组（或同一单元接线的两台机组）相应电源全部丢失，避免同一厂房四台机组（或同一单元接线的两台机组）同时甩负荷，减小了对上游水道损害可能性，避免了对电网的强大冲击，同时也在很大程度上降低了多台机组不可用的风险，提高了机组的可用率；（4）网络交换机的两路电源分别取自新原的UPS系统，当其中任何一套UPS故障，不会导致网络通讯中断，这样就大大降低了网络交换机因UPS系统故障而造成通讯中断的事故；（5）两套UPS系统互为备用，当其中一套UPS系统完全故障，不能供电，可以断开其负荷总开关，合上联络开关，由另一套UPS系统带两段母线运行，大大缩短设备停电时间，保证设备可靠运行。

3 进一步优化探讨

根据图1，可以看出当A1或A2区的任一带电设备出现故障时，都必须将Q2（两个）、Q5、Q26、Q27开关全部断开，才可以检修，这时UPS系统只能由旁路供电，没有后备电源，大大降低了其可靠性。此时，只要旁路交流电源停电，UPS系统将无法给负荷用户提供电源。同时，也扩大了隔离范围，增加了隔离操作任务，给检修工作增加了负担，降低了工作效率。如果在图1中B1、B2位置分别增加一个直流输入开关，那么上述隔离范围就可以缩小了。如A1区设备出现故障时，只需要断开上边Q2、Q26和B1处直流输入开关，而不需要断开Q5，此时下方UPS设备和后备直流电源可正常工作，保证UPS系统为负荷提供不间断、安全、可靠稳定的电源。同时缩短了隔离操作和恢复时间，提高工作效率。

4 结语

UPS系统对电厂的安全稳定运行是至关重要的，针对原UPS系统的不足，对UPS系统进行改造，对其负荷接线方式进行优化，提高了UPS系统的可靠性和电厂安全运行水平。对UPS系统的优化探讨，从运行维护的角度对UPS系统的改造提供了思路。

参考文献

[1] 向江汉，等.UPS技改技术方案[S].

[2] 王鹏飞，等.小浪底电厂计算机监控系统UPS电源改造及应用[J].水电能源科学，2011，29（10）.

[3] 赵艳丽，高学义.浅谈交流不停电电源（UPS）在发电厂中的应用[J].内蒙古石油化工，2010，（3）.

作者简介：熊照（1989-），男，惠州蓄能发电有限公司助理工程师，研究方向：抽水蓄能电厂运行。

UPS系统的维护 篇10

根据《地铁设计规范》GB50157-2013城市轨道交通的用电负荷按照用电可靠性要求及失电影响程度分为三级。一级负荷是最重要的负荷, 如通信系统、信号系统、火灾报警系统等弱电系统, 一旦失电将对乘客生命安全构成严重威胁。因此西安地铁弱电系统由两路独立电源经过UPS供电。UPS电源选型为在线双转换式, UPS由市电输入输出滤波器、整流/PFC、DC/DC充电器、逆变器、旁路、电池和输出功能模块组成 (如图1所示) 。当市电正常供电时, UPS可以看作是一台稳频稳压电源, 经过整流器、逆变器向负载输出洁净交流电的同时又向蓄电池组充电。市电停电时, 由蓄电池经逆变器向负载供电。在线双转换式UPS除了具有过流报警、短路报警、过压保护、短路保护、过载保护功能外还有一个特点, 那就是不管有无市电供应, 负载的全部功率都由逆变器提供, 保证高质量的电力输出, 这对于轨道交通精密的电子设备来说非常重要。

2蓄电池参数及工作原理

蓄电池是UPS的储能装置。市电正常供电时, 它依靠充电电路将市电提供的电能转化为化学能储存起来。市电断电时, 它将化学能转化为电能释放出来维持UPS不间断供电。西安地铁一号线弱电系统UPS采用荷贝克Power.com SB 12V 60Ah阀控密封式铅酸蓄电池, 额定电压12V, 额定容量60Ah, 额定放电电流6A, 每块电池内部封装6个串联的2V单体, 终止放电电压为1.8V/单体。蓄电池组数量根据各系统设计要求所要满足的后备时间的长短而不同, 电池间采用串联方式连接。铅酸蓄电池是由两组极板插入稀硫酸溶液中构成的。电池在充电后, 正极板为二氧化铅Pb O2, 负极板为海绵状铅Pb;放电后, 在两极板上都产生细小而松软的硫酸铅Pb SO4, 充电后又恢复为二氧化铅Pb O2和铅Pb。 (如图2所示)

2.1充电

充电方式有两种:均充和浮充。均充指恒大电流充电, 其特点是充电速度快, 持续时间短。蓄电池放电后可以用均充法快速补充电能。使用均充法还可以消除个别电池的电压偏差, 使电压趋于平衡。浮充指恒压小电流充电, 其特点是充电时间长, 充电速度慢, 目的是补充电池由于自放电而亏损的小部分容量并增加充电深度。两种充电方式之间的转换由UPS监控模块自动控制。西安地铁弱电系统UPS的充电程序为先均充再浮充, 根据电池放电程度, 一般先均充12-48小时后再开始浮充。最大均充电流为6A, 最高限压为2.35-2.40V/单体。最大浮充电流为0.12A, 浮充电压为2.25V/单体。

2.2放电

放电有两种情况:一是市电掉电或电压波动在UPS工作范围之外UPS主机自动切换为电池供电。二是为延长电池寿命而人工进行的周期性放电作业。根据西安地铁供电情况, 自动切换主要发生在夜间双电源倒闸期间, 倒闸结束则自动转入市电供电并同时对电池充电。而为延长电池寿命所做的放电作业周期为三个月, 放电时间较长, 需注意避免电池深度放电, 当单体电压低于1.8V时继续放电易形成不可逆硫酸盐化, 使充电恢复能力变差, 严重损害电池, 缩短其使用寿命。

3电池性能检测

由于西安地铁弱电系统UPS蓄电池采用的是密封式铅酸蓄电池, 充电时几乎没有腐蚀性气体释放, 并且电解液的消耗非常少, 在设计寿命内不需添加蒸馏水, 所以对于电池性能的检查主要在于以下两点:电池电压和电池容量。

3.1电压的检测

电池电压要在长时间浮充后测量, 每单体电压为2.25V, 整块电池电压为13.5V;若是在均充状态, 每单体电压在2.35V-2.40V之间, 整块电池电压在14.1V-14.4V之间。

3.2容量的检测

常温下, 电池的容量是电池达到放电终止电压的时间及放电电流大小的乘积。参照IEC896-11/DIN EN60896-11标准, 铅酸蓄电池一般进行10小时率容量测试。放电电流I=60Ah/10h=6A, 放电终止电压为1.8V/单体, 记录每单体电压下降至1.8V所用的时间T, 则测量出的电池容量C=I×T。只要测出的电池容量大于其额定容量, 我们就判定电池容量合格。

4电池维护

(1) 在日常巡检中应密切观察电池的外观, 表面灰尘用干的无纺布擦除。电池的端极柱容易发生微小的电化学腐蚀, 为了防止电池极柱氧化腐蚀, 需定期向极柱添加防护油。运输安装过程中的磕碰有可能产生肉眼看不见的裂纹, 经过一段时间的充放电后, 裂纹扩大会导致漏液, 从而腐蚀电池架甚至造成钢结构柜体的损坏。如果有电解液溢出, 应用氢氧化钾溶液中和, 然后彻底冲洗整个区域。若皮肤接触电解液, 需用清水充分冲洗。

(2) 电池外壳膨胀, 破裂甚至漏液时一般会伴随电池内阻升高, 温度上升的现象, 需要及时更换故障电池。由于大量电池串联, 整个电池组端电压会达到DC430V以上, 对人身构成致命威胁。因此更换电池的全程应穿戴绝缘手套和护目镜, 做好防护。更换电池首先要断开电池充电器和输出空开, 松开螺母并拆除电池的连接片, 拆除电池, 检查电池架、绝缘子、基座板处在良好状态并更换任何有缺陷或可疑的零件。安装新电池, 一定注意极性顺序, 即新电池的正极连至前一个电池的负极, 负极连至后一个电池的正极。

(3) 电池最佳工作温度在15℃-25℃之间, 温度过低会减少电池容量, 温度过高会缩短电池使用寿命, 实验室数据表明, 温度每升高10℃, 化学腐蚀速率加快一倍, 电池寿命减少一半。另外, 在实际使用中应考虑到不同位置电池的温度差异, 由于UPS主机运转散发大量热量, 如果柜内通风不好, 或者电池距离UPS主机过近, 会造成个别电池温度升高影响其寿命, 对整个系统的可靠性造成影响。这一点需要在设计安装时格外注意。

5结束语

蓄电池作为UPS的储能装置, 在市电失电时为负载供电, 蓄电池的性能直接决定了通信、信号、火灾报警等弱电系统的工作状态, 关系到乘客的生命安全。作为轨道交通运营维保人员, 应尽可能使蓄电池性能长期保持在高质量、高可靠性、高安全性的水平上。

摘要：文章结合西安地铁弱电系统UPS蓄电池性能及参数, 介绍蓄电池日常使用及维护方法, 为相关人员提供参考和借鉴。

关键词：UPS电源蓄电池,使用,维护

参考文献

[1]梁明晖.UPS在轨道交通中的应用[J].通信电源技术, 2012 (4) .

[2]中华人民共和国电力行业标准[S].中国电力出版社, 2007.