一．UPS简介

UPS的中文意思为“不间断电源”，是英语“Uninterruptible Power Supply”的缩写，它可以保障计算机系统在停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘，使您不致因停电而影响工作或丢失数据。它在计算机系统和网络应用中，主要起到两个作用：一是应急使用，防止突然断电而影响正常工作，给计算⊙机造成损害；二是消除市电上的▲电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电线噪声和频率偏移等“电源污染”，改善电源质量，为计算机系统提供高质量的电源。

UPS目前分为在线式和后备式等，目前，主流的UPS厂商为EAST（易事特）、深圳山特、东莞优玛电气UMART、APC、伊顿、爱默生等，都提供各种级别的』』UPS满足不同用户群的需要。

不间断电源的组成从基本的应用原理上讲，UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件，稳压稳频输出的电源保护设备。主要由整流器、蓄电池、逆变器和静态开关等几部分＠ 组成。

整流器：整流器是一个整流装置，简单的说就是将交︽流（AC）转化为直流∏∏（DC）的装置。它有两个主要功能：第一，将交流电（AC）变成直流电（DC），经滤波后供给负载，或者供给逆变器；第二，给蓄电池提供〓充电电压。因此，它同时又起到一个充▽电器的作用；

蓄电池：蓄电池是UPS用来作为储存电能的装置，它由若干个电池∩串联而成，其容量大小决定了其维持放电（供电）的时间。其主要功能是：

1.当⌒市电正常时，将电能转换成化学能储存在电池内部。

2.当市电≡故障时，将化学能转换成电能提供给逆变器或负载；

逆变器：通俗的讲，逆变器◣是一种将直流电（DC）转化为交〓流电（AC）的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成；

静态开关：静态开关又称静止开关，它是一种无触点开关，是用↘两个可控硅（SCR）反向并▲联组成的一种交流开关，其闭合和断开由逻辑控制器控制。分为转换型和并机型两种。转换型开关主要用于两路电源供电的系统，其作用是实现从一路到另一路的自动切换；并机型开关主要用于并联逆变器与市电或多台逆变▂器。

二.UPS工作

2.1 电源工作原理

2.1.1 AC-DC变换：将电网来的交流电经自耦变压器降压、全波整流、滤波变为直流电∞压，供给逆变电路。AC-DC输入有软启动电路，可避免开机时对电网的冲击。

2.2.2 DC-AC逆变电路：采用大功率IGBT模块全桥逆变电路，具有很大的功率富余量，在输出动态范围内输出阻抗々特别小，具有快速响应特性。由于采用高频调制限流技术，及快速短路保护技术，使逆变器无论是供电电压瞬变还是负载冲击或短路，均可安全可ξ　靠地工作。

2.3.3 控制驱动：控制驱动是完成整机功能控制的核心，它除了提↙供检测、保护、同步以及各种开关和显示驱☆动信号外，还完成SPWM正弦脉宽调制的控制，由于采用静态和动态双重电压反馈。极大地改善了逆变器的动态特性和稳定性。不间断电源工作原理框图如图2所示。

2.3 电源工作过程

当市电正常380Vac时，直流主回路◆有直流电压，供给DC-AC交流逆变器，输出稳定的220Vac交流电压，同时市电对电流充电。当任何时候市电欠压或突然掉电，则由电池组通过隔离二极管开关向直︼流回路馈送电能。从电网供电到电池供电没有切换时间。当电㊣　池能量即将耗尽时，不间⌒断电源发出声光报警，并在电池放电下限点停止逆变器工作，长鸣告警。不间断电源还有过载保护功能，当发生超载（150%负载）时，跳到旁路状态，并在负载正常时自动返回。当√发生严重超载（超过200%额定负载）时，不间断电源立即停止逆变器输出并跳到旁路状态，此时前面空气开关也可能跳闸。消除故障后，只要合上开关，重新开机即开始恢复工作。为使不间断电源充◢分工作，避免在过载或欠载下运行，电源在开机前，首先计算负载★容量。FR-UK型不间断电源（标称额定功率）80%的阻性负载设计负载能力，一般带计算机负载时可承受的按下式估算：

∑i=1nPi≤P

其中P为不间断☉电源输出容量（VA），P为第i个负载伏∞安数

每套PLC功率：220V*0.5=110VA

每台操作站功率：220V*2A=440VA

IBMPC客户机及服务器：220V*1.5A=330VA

则总功率：10*110VA+4*440VA+11*330VA=6490VA

6490VA/0.8=8112VA

因此，在这条棒材生产线上，采用10KVA的不间断电源比较合适。

三、UPS电源系统的使用与维护

1、UPS电源系统开、关机

1.1第一次开机

(1)按以下顺序合闸：储能电∴池开关→自动旁☉路开关→输出开关依次置于“ON"。

(2)按UPS启动面板“开”键，UPS电源系统将徐徐启动，“逆变”指示灯亮，延时1分钟后，“旁路”灯熄灭，UPS转为逆变供电，完成开机。

经空载运行约10分钟后，按照负载功率由小到大的开机顺▓序启动负载。

1.2日常开机

只需按UPS面板“开”键，约20分钟后，即Ψ可开启电脑或其它仪器使用。通常等UPS启动进入稳定工作后，方可打开负载设备电源开关（注：手动维护开关在UPS正常运行时，呈“OFF"状态）。

1.3关机

1、关闭

先将电脑或其它仪器关闭，让UPS空载运行10分钟，待机内热量排出↘后，再按面板“关”键。

2、UPS电源系统使用注意事项

UPS电源系统因其智能化程度高，储能电池采用了免维护蓄电※池，这虽给使用带来了许多便利，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电源主机对环境温度要求不高，+5℃～40℃都能正常工作，但要求室☆内清洁，少尘，否则灰尘加上潮湿会引「起主机工作紊乱。储能蓄电池则对温度要求较高，标准使用温度为25℃，平时不能超过+15℃～+30℃。温度太低，会使储电池容量下降，温度每下降1℃，其容量◣下降1％。其放电容量〖会随温度升高而增加，但寿〖命降低。如果在高温下长期使用，温度每高10℃，电池寿命约降低一半。

(2)主机中设置的参数在使用中不能随意改变。特别是对电池组的参数，会直接影响其使用寿命，但随着环境温度的改变，对浮充电压要做相应调整。通常以25℃为标准，环境温ζ度每升高或降低1℃时，浮充电压应增加18mV（相对于12V蓄电池）。

(3)在无外电靠UPS电源系统自行供电时，应避免带负载启动UPS电源，应先关断各负』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池，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，严重时将损坏变换器。

(4)UPS电源系统按使用要求功率余量不大，在使用中要避免随意增加大功率的额外设备，也不允许在满负载状态下长【期运行。但工作性质决定【了UPS电源系统几乎是在不间断状态下运行的，增加大功率负载，即使是在基本满载状态下工作，都会造成主机出故障，严重时将损坏变换器。

(5)自备发电机」的输出电压，波形、频率、幅度应满UPS电源对输入※电压的要求，另久发电机的功率要远大于UPS电源的额定功率，否则任一条件不满，将会造成UPS电源工作异常或损坏。

(6)由于组合电池组电压很高，存在电击危险，因此装卸导电联接条、输出▆线时应用安全保障，工具应采用」绝缘措施，特别是输出接点应有防触摸措施。

(7)不论是在浮充工作状态还是在充电、放电检修测试状态，都要保证电压、电流符合规定要求。过高△的电压或电流可能会造成电池的热㊣　失控或失水、电压、电流①过小会造成

电池亏电，这都ㄨ会影响电池的使用寿命，前者的影响更大。

(8)在任何情况下，都应防止电池短路或深度放电，因为电池的循环寿命和放电深度有关。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。

(9)对电池应避免大电流充放电，虽说在充电时可以接受大电流，但在实际操作中应尽量避免，否则会造成电池极板膨胀变形，使得极板活性物质〓脱落，电池内阻增大，温升越高，严重时将造成容量下降，寿命提前终止。

3、日常维护与检修

(1)UPS电源在正常使用情况下，主机的维护工作很少，主要是防尘和定期除尘。特别是气候干燥的地区，空气中的灰粒较多，机内的风机会将灰尘带入【机内沉积、当遇空气潮湿时会引起主机控制紊乱造成主机工作失常，并发生不准确告警，大卐量灰尘也会造成器件散热不好。一卐般每季度应彻底清洁一次。其次就∴是在除尘时，检查各连接件和插接件有无松动和接触不々牢的情况。

(2)虽说储能电池组目前都采用了免维护电池，但这只是免除了以往的测比、配比、定时添加蒸馏水的工作。但外因工作状态对电池的影响并没有改变，不正常工作状态对电池造成的影响没有变，这部分的维护检修工作仍是非常重要的，UPS电源系统的大量维修检修工作主要在√电池部分。

a.储能电池的工作全部是在浮充状态，在这种情况下至少应每年进行一次放电。放电前应先对电池组进行均衡充电，以达全组电池△的均衡。要清楚放电前电池组已▼存在的落后电池。放电过程中如有一只达到放电终※止电压时，应停止放电，继续放电先消除落后电池后再放。

b.核对性放电，不是首先追求放出容量的百分之多少，而是要关注发现和处理落后电池，经对落后电池处理后▅再作核对性放电实验。这样可防止事故，以免放电中落后电池恶化为反极电池。

c.平时每组电池至■少应有8只电池作标示电池，作为了解全电池组工作情况的参考，对标示电池应定期测量并做好记录。

d.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；连接处有无松动，腐蚀现象、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、安全阀周围是否有酸雾逸出；主机设备是否正常。

e.免维护电池要维护，不是ω　什么无稽之谈，应从广义的维护立场出发，做到运行、日常管理的周到、细致】和规范性，保证设备（包括主机设备）保持良好的运行状况，从而延长使用年限；保证直流母线经常保持合格的电压和电池的放电容量；保证电池运行和人员的安全可靠。这就是电池维护的目◎的，也是电池运行规程中包括的内容和进行规则。

(3)当UPS电池系统出现故障时，应先查明原因，分清是负载还是UPS电源系统；是主机还是电池组。虽说UPS主机有故障自检功︾能，但它对面而不对点，对更换配件很方★便，但要维修故障〗点，仍需做大量的分析、检测工作。另外如自检部分发生故障，显示的故障内容则可能有误。

(4)对主机出现击穿，断保险或烧毁器件的故障，一定要查明原因并排々除故障后才能重新启动，否则会接连发生相同的故障。

(5)当电池组中发现电压反极、压降大、压差大和酸雾泄漏∮现象的电池时，应及时采用相应的方法恢复和修复，对不能恢复和修复的要更换，但不能把不同容量、不同性能、不同厂█家的电池联在一起，否则可能会对整组电池带来不利影响。对寿命已过期的电池组要及时更换，以免影响◣到主机。