| UPS教室篇 |
Q.為什么要用UPS? 有一個(gè)常見(jiàn)的錯(cuò)誤概念，認(rèn)為我們使用的市電，除了偶爾發(fā)生的斷電事故，是連續(xù)而且恒定的，其實(shí)不然。市電系統(tǒng)作為公共電網(wǎng)，上面連接了成千上萬(wàn)各種各樣的負(fù)載，其中一些較大的感性、容性、開(kāi)關(guān)電源等負(fù)載不僅從電網(wǎng)中獲得電能，還會(huì)反過(guò)來(lái)對(duì)電網(wǎng)本身造成影響，惡化電網(wǎng)或局部電網(wǎng)的供電品質(zhì)，造成市電電壓波形畸變或頻率漂移。另外意外的自然和人為事故，如地震、雷擊、輸變電系統(tǒng)斷路或短路，都會(huì)危害電力的正常供應(yīng)，從而影響負(fù)載的正常工作。根據(jù)電力專(zhuān)家的測(cè)試，電網(wǎng)中經(jīng)常發(fā)生并且對(duì)電腦和精密儀器產(chǎn)生干擾或破壞的問(wèn)題主要有以下幾種： 1、電涌（power surges）：指輸出電壓有效值高于額定值110％，而且持續(xù)時(shí)間達(dá)一個(gè)或數(shù)個(gè)周期。電涌主要是由于在電網(wǎng)上連接的大型電氣設(shè)備關(guān)機(jī)時(shí)，電網(wǎng)因突然卸載而產(chǎn)生的高壓。 2、高壓尖脈沖（high voltage spikes）：指峰值達(dá)6000v，持續(xù)時(shí)間從萬(wàn)分之一秒至二分之一周期（10ms）的電壓。這主要由于雷擊、電弧放電、靜態(tài)放電或大型電氣設(shè)備的開(kāi)關(guān)操作而產(chǎn)生。 3、暫態(tài)過(guò)電壓（switching transients）：指峰值電壓高達(dá) 20000V，但持續(xù)時(shí)間界于百萬(wàn)分之一秒至萬(wàn)分之一秒的脈沖電壓。其主要原因及可能造成的破壞類(lèi)似于高壓尖脈沖，只是在解決方法上會(huì)有區(qū)別。 4、電壓下陷(power sags）：指市電電壓有效值介于額定值的80％至85％之間的低壓狀態(tài)，并且持續(xù)時(shí)間達(dá)一個(gè)到數(shù)個(gè)周期。大型設(shè)備開(kāi)機(jī)，大型電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，或大型電力變壓器接入都可能造成這種問(wèn)題。 5、電線噪聲（electrical line noise）：系指射頻干擾(RFI)和電磁干擾（EFI）以及其它各種高頻干擾。馬達(dá)的運(yùn)行、繼電器的動(dòng)作、馬達(dá)控制器的工作、廣播發(fā)射、微波輻射、以及電氣風(fēng)暴等，都會(huì)引起線噪聲干擾。 6、頻率偏移（frequency variation）：系指市電頻率的變化超過(guò)3Hz以上。這主要由應(yīng)急發(fā)電機(jī)的不穩(wěn)定運(yùn)行，或由頻率不穩(wěn)定的電源供電所致。 7、持續(xù)低電壓（brownout）指市電電壓有效值低于額定值，并且持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。其產(chǎn)生原因包括：大型設(shè)備啟動(dòng)和應(yīng)用、主電力線切換、啟動(dòng)大型電動(dòng)機(jī)、線路過(guò)載。 8、市電中斷(power fai1）：指市電中斷并且持續(xù)至少兩個(gè)周期到數(shù)小時(shí)的情況。其產(chǎn)生原因有：線路上的斷路器跳閘、市電供應(yīng)中斷、電網(wǎng)故障。  對(duì)于電腦來(lái)說(shuō)，顯示器及主機(jī)工作都需要正常的電力供應(yīng)。尤其是內(nèi)存，對(duì)電源的要求更高。它是一種依賴(lài)電能的存儲(chǔ)設(shè)備，需要不斷地刷新動(dòng)作來(lái)保持存儲(chǔ)內(nèi)容。一旦斷電，所保存的內(nèi)容立即消失。如果非正常斷電，導(dǎo)致內(nèi)存中的信息來(lái)不及保存到硬盤(pán)等存儲(chǔ)設(shè)備上，就會(huì)造成信息因完全丟失或變得不完整而失去價(jià)值，從而浪費(fèi)大量的工作精力、時(shí)間、甚至造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。而UNIX這樣的操作系統(tǒng)，如果不正常關(guān)機(jī)，內(nèi)存中的系統(tǒng)信息沒(méi)有回寫(xiě)到硬盤(pán)上，還可能造成系統(tǒng)崩潰，無(wú)法再次啟動(dòng)。此外，電腦中的硬盤(pán)，雖然應(yīng)用的是磁存儲(chǔ)介質(zhì)，不會(huì)因斷電而損失信息，但突然的電力故障會(huì)使正在進(jìn)行讀寫(xiě)工作的硬盤(pán)物理磁頭損壞，或者系統(tǒng)文件在維護(hù)文件系統(tǒng)時(shí)，造成文件分配表錯(cuò)誤，從而造成整個(gè)硬盤(pán)的報(bào)廢。另外，現(xiàn)在的操作系統(tǒng)大都能設(shè)置虛擬內(nèi)存，由于突然的斷電，使系統(tǒng)來(lái)不及取消虛擬內(nèi)存，從而造成硬盤(pán)中的“信息碎片”，不僅浪費(fèi)了硬盤(pán)存儲(chǔ)空間，還會(huì)導(dǎo)致機(jī)器運(yùn)行緩慢。電腦電源是一種整流電源，過(guò)高的電壓可能會(huì)造成整流器燒毀。而電壓尖脈沖和暫態(tài)過(guò)電壓以及電源雜訊等干擾都可能通過(guò)整流器進(jìn)入主機(jī)板，影響機(jī)器的正常工作，甚至燒毀主機(jī)線路?？傊?，電力問(wèn)題是計(jì)算機(jī)工作的重大威脅。但是隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的日益重要和廣泛，安全可靠的電源已是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和管理人員不得不認(rèn)真面對(duì)的重要問(wèn)題。“需要是社會(huì)發(fā)展的第一推動(dòng)力”，在這種背景下，UPS(不間斷電源）應(yīng)運(yùn)而生，并伴隨電力電子技術(shù)的發(fā)展，不斷推陳出新，在十?dāng)?shù)年間，不僅造就了一個(gè)嶄新的產(chǎn)業(yè)，而且隨著時(shí)間的推移更將有蓬勃的發(fā)展和燦爛的前景。 目前我國(guó)的電力狀況？ 目前，我國(guó)僅有少數(shù)地區(qū)剛剛解決了電力緊張的問(wèn)題，大部分地區(qū)和大城市還面臨著電力供應(yīng)緊張的迫切問(wèn)題，供電質(zhì)量更是不能得到保證。但即使是在早已實(shí)現(xiàn)電氣化的美國(guó)和其它西方國(guó)家，電網(wǎng)的質(zhì)量也遠(yuǎn)非可靠。由于電網(wǎng)本身的質(zhì)量有問(wèn)題與各種偶然因素的作用，電壓浪涌，電磁噪聲，持續(xù)電壓偏高，持續(xù)低壓等電網(wǎng)不良現(xiàn)象在發(fā)達(dá)國(guó)家也是常事，甚至還可能發(fā)生短時(shí)間停電。來(lái)自電網(wǎng)的不良\因素還有，電源電壓瞬時(shí)或長(zhǎng)時(shí)間的下陷、浪涌和中斷；電源頻率的漂移和不穩(wěn)；電源輸入波形畸變；各種尖峰干擾和噪音…等。這一切對(duì)于高精度的敏感儀器和不能中斷的設(shè)備來(lái)說(shuō)是非常嚴(yán)重的。例如：計(jì)算機(jī)在工作時(shí)停電或者是有一個(gè)比較大的電壓低落，就可能造成內(nèi)存上的信息被沖掉及硬盤(pán)數(shù)據(jù)丟失的后果。在醫(yī)院里，電子醫(yī)療設(shè)備如果因?yàn)橥ｋ姸Ｖ构ぷ?，?duì)病人的影響是致命的。事實(shí)上，在造成數(shù)據(jù)丟失的各種因素中，電源故障以45．3％的機(jī)率居首位，其它幾種主要的因素分別是：暴風(fēng)雨9.4％、火災(zāi)8.2％、硬軟件故障8.2％、洪水6.7％、地震5.5％。 成本效益分析 不間斷電源的效益是十分具體顯著的。IBM美國(guó)總公司曾委托Allen一segall作過(guò)效益及成本評(píng)估，如下表：
由上表可以證明UPS的長(zhǎng)期成本是最低的，所有電腦系統(tǒng)均非為短時(shí)間考慮的，即是為長(zhǎng)期的工作與目的，相信明智的選擇是“裝設(shè)不間斷電源”，電腦安心，您也安心。 UPS的使用？ 1.UPS的供電方式 UPS的供電方式可分為集中供電方式和分散供電方式兩種。集中供電方式是指由一臺(tái)UPS向整個(gè)線路中各個(gè)負(fù)載裝置集中供電。  分散供電方式是指多臺(tái)UPS電源對(duì)多路負(fù)載裝置分散供電。  這兩種供電方式都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)具體如下：
2.負(fù)載的選擇 并非所有的電器設(shè)備都需要使用UPS，同樣，UPS也并非適用所有電器設(shè)備。用戶(hù)在選擇UPS的負(fù)載時(shí)，主要應(yīng)考慮大小、負(fù)載裝置的特性、負(fù)載裝置的重要程度以及不良電力對(duì)負(fù)載的影響程度。 1）負(fù)載裝置的特性 交流負(fù)載的供電方式一般分為單相和三相兩種。小功率負(fù)載，功率從幾百VA到100KVA，一般采用單相供電方式,選用單相輸出的UPS；而大功率的負(fù)載，功率從幾十KVA到1000KVA，多采用三相供電方式，因此需選用三相輸出的UPS。 負(fù)載類(lèi)型一般可分為電阻性、電感性、電容性等線性負(fù)載與內(nèi)含整流電路的非線性負(fù)載（又稱(chēng)整流性負(fù)載）。電腦及其外圍設(shè)備多為非線性負(fù)載。UPS 適用于電阻性負(fù)載及帶容性的整流性負(fù)載。 感性、容性負(fù)載等非線性負(fù)載啟動(dòng)都有沖擊電流，電腦等整流性負(fù)載即使是在正常運(yùn)行時(shí)，其峰值因數(shù)也有2~3,即電流的峰值為其有效值的2~3倍，因此在選用UPS時(shí)應(yīng)考慮到這一特性，應(yīng)給UPS留一定的余量。對(duì)于某些功率因數(shù)較低的感性負(fù)載如空調(diào)機(jī)等，因其啟動(dòng)電流相當(dāng)大，可達(dá)其額定值的5~7倍，并且頻繁啟動(dòng)，因此一般中小型UPS不適用，除非留有足夠的余量。 2）不良電力對(duì)負(fù)載的影響參見(jiàn)第一部分 3）負(fù)載大小與UPS容量計(jì)算一般電器負(fù)載都會(huì)標(biāo)稱(chēng)其額定功率或額定電流及功率因數(shù)等參數(shù)，但由于不同類(lèi)型的負(fù)載差異較大，而總功率不能夠差異較大，故總功率不能夠簡(jiǎn)單的相加而應(yīng)該求其矢量和。好在一般情況下，用戶(hù)負(fù)載大多為電腦設(shè)備，其功率因數(shù)在0.65~0.7之間，因此可以將各個(gè)負(fù)載的額定功率累加求出總功率,而個(gè)別其他類(lèi)型的負(fù)載如打印機(jī)等,可以按啟動(dòng)大小將其額定功率乘以一系數(shù)再計(jì)算進(jìn)去。根據(jù)負(fù)載總?cè)萘康腢PS，一般可以按以下公式選擇:UPS容量>= 負(fù)載容量÷0.8即負(fù)載容量應(yīng)為UPS額定容量的80%以下。選擇80%負(fù)載主要是考慮到負(fù)載啟動(dòng)的沖擊電流以及用戶(hù)今后擴(kuò)容的需要。 3.放電時(shí)間的配置 停電后UPS是依靠電池儲(chǔ)能供電給負(fù)載的，標(biāo)準(zhǔn)性UPS本身機(jī)內(nèi)自帶電池,在停電后一般可繼續(xù)供電幾分鐘至幾十分鐘，而長(zhǎng)效型UPS配有外置電池組,可以滿(mǎn)足用戶(hù)長(zhǎng)時(shí)間停電時(shí)繼續(xù)供電的需要，一般長(zhǎng)效型UPS滿(mǎn)載配置時(shí)間可達(dá)數(shù)小時(shí)以上。 一般長(zhǎng)效型UPS備用時(shí)間主要受電池成本、安裝空間大小以及電池回充時(shí)間等因素的限制。一般在電力環(huán)境較差，停電較為頻繁的地區(qū)采用UPS與發(fā)電機(jī)配合供電的方式,見(jiàn)原理圖。當(dāng)停電時(shí),UPS先由電池供電一段時(shí)間,如停電時(shí)間較長(zhǎng),可以啟動(dòng)備用發(fā)電機(jī)對(duì)UPS繼續(xù)供電，當(dāng)市電恢復(fù)時(shí)再切換到市電供電。電池供電時(shí)間計(jì)算 電池供電時(shí)間主要受負(fù)載大小、電池容量、環(huán)境溫度、電池放電截止電壓等因素影響。一般計(jì)算UPS電池供電時(shí)間,可以計(jì)算出電池放電電流,然后根據(jù)電池放電曲線查出其放電時(shí)間。電池放電電流可以按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算: 放電電流=UPS容量(VA)×功率因數(shù)/電池放電平均電壓×效率 如要計(jì)算實(shí)際負(fù)載放電時(shí)間,只需將UPS容量換為實(shí)際負(fù)載容量即可。 4.UPS的安裝 UPS安裝質(zhì)量好壞直接影響到UPS系統(tǒng)今后的長(zhǎng)期運(yùn)行,尤其是大中型UPS，因此大中型UPS在規(guī)劃到安裝過(guò)程中都應(yīng)該規(guī)范。 一般來(lái)講,UPS在安裝時(shí)主要考慮以下幾方面因素： 電網(wǎng)情況、負(fù)載容量及特性、使用環(huán)境、接地情況、配線及開(kāi)關(guān)容量等。 1) 電網(wǎng)情況 主要包括電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍、停電頻率等以確定UPS備用時(shí)間的配備。如有必要可以在UPS前極增設(shè)其他保護(hù)措施。 2) 使用環(huán)境溫度：要求為0℃~40℃濕度：要求為10%~90%落塵：UPS周?chē)h(huán)境要保持清潔，這樣可以減少有害灰塵對(duì)UPS內(nèi)部線路的腐蝕結(jié)構(gòu)：UPS長(zhǎng)延時(shí)配置時(shí)，電池可能較重,此時(shí)應(yīng)考慮地板承重問(wèn)題空間大?。簯?yīng)保證UPS進(jìn)行維護(hù)時(shí)，工程人員有一定的施展空間 3）接地情況 在電腦系統(tǒng)中為了確保電腦系統(tǒng)穩(wěn)定可靠工作,防止寄生電容耦合干擾，保護(hù)設(shè)備及人身安全，因此必須要有良好的接地系統(tǒng)。在接地系統(tǒng)中以接地電阻來(lái)表示接地好壞,一般接地電阻小于5Ω較為理想。 4)配電要求UPS的配電可以參照以下表格中數(shù)據(jù)。
1)正常的開(kāi)機(jī)順序 由于一般負(fù)載在啟動(dòng)瞬間存在沖擊電流,而UPS內(nèi)部功率元件都有一定的安全工作區(qū)范圍,盡管我們?cè)谶x用器件時(shí)都留有一定的余量,但是過(guò)大的沖擊電流還是會(huì)縮短元器件的使用壽命，甚至造成元器件損壞。因此 ,在使用時(shí)應(yīng)盡量減小沖擊電流帶來(lái)的損害。 一般UPS在旁路工作時(shí)，抗沖擊能力較強(qiáng),我們可以利用這一特點(diǎn)在開(kāi)機(jī)時(shí)采用以下方式進(jìn)行：先送市電給UPS，使其處于旁路工作,再逐個(gè)打開(kāi)負(fù)載,先開(kāi)沖擊電流較大的負(fù)載,再開(kāi)沖擊電流較小的負(fù)載,然后UPS面板開(kāi)機(jī)，使其處于逆變工作狀態(tài)。開(kāi)機(jī)時(shí)千萬(wàn)不能將所有負(fù)載同時(shí)開(kāi)啟,也不可帶載開(kāi)機(jī)。 2)關(guān)機(jī)順序 關(guān)機(jī)順序如下：先逐個(gè)關(guān)閉負(fù)載，再將UPS面板關(guān)機(jī),使UPS處于旁路工作而充電器繼續(xù)對(duì)電池組充電。如果需要UPS輸出，將UPS完全關(guān)閉,則再將輸入市電斷開(kāi)即可。 3）后備式UPS的使用 后備式UPS一般在市電狀態(tài)下沒(méi)有負(fù)載檢測(cè)功能，只靠輸入保險(xiǎn)絲起保護(hù)。如用戶(hù)使用時(shí)不注意這點(diǎn)，在市電時(shí)很容易帶載過(guò)大，雖然市電狀態(tài)下，UPS還可能繼續(xù)工作，但一旦市電異常轉(zhuǎn)電池逆變工作時(shí)，UPS就會(huì)因過(guò)載保護(hù)而關(guān)機(jī),嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成UPS損壞，以上情況都會(huì)造成輸出中斷，給用戶(hù)帶來(lái)一定的損失。因此在使用后備式UPS時(shí)應(yīng)特別注意不要帶載過(guò)量。 4）長(zhǎng)效型UPS的使用 長(zhǎng)效型UPS由于采用外接電池組以延長(zhǎng)供電時(shí)間，外接電池的好壞直接影響到UPS的放電時(shí)間。因此在使用長(zhǎng)效型UPS時(shí)應(yīng)特別注意電池的使用和保養(yǎng)。關(guān)于電池使用保養(yǎng)問(wèn)題的詳細(xì)說(shuō)明請(qǐng)參閱以后內(nèi)容。 由于長(zhǎng)效型UPS外置電池與UPS主機(jī)是分開(kāi)的，相互間由電池連線連接，一般正常使用時(shí)不會(huì)有什么問(wèn)題，但是當(dāng)用戶(hù)在裝機(jī)或移機(jī)時(shí)，就會(huì)需要進(jìn)行重新連線，在連線時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題： ①電池連接時(shí)電壓極性要正確； ②電池與主機(jī)之間的連線先不要連接，等UPS市電輸入產(chǎn)生充電電壓后再連接。即UPS先上市電 再接電池（后備長(zhǎng)效機(jī)以及C系列6KVAS以上機(jī)器則應(yīng)該先接電池，否則無(wú)法開(kāi)機(jī)）。 UPS( Uninterruptible Power System )，即不間斷電源，是一種含有儲(chǔ)能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。主要用于給單臺(tái)計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時(shí)，UPS 將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時(shí)的UPS就是一臺(tái)交流市電穩(wěn)壓器，同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電；當(dāng)市電中斷( 事故停電 )時(shí), UPS 立即將機(jī)內(nèi)電池的電能,通過(guò)逆變轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。 UPS作為保護(hù)性的電源設(shè)備，它的性能參數(shù)具有重要意義，應(yīng)是我們選購(gòu)時(shí)的考慮重點(diǎn)。市電電壓輸入范圍寬，則表明對(duì)市電的利用能力強(qiáng)（減少電池放電）。輸出電壓、頻率范圍小，則表明對(duì)市電調(diào)整能力強(qiáng)，輸出穩(wěn)定。波形畸變率用以衡量輸出電壓波形的穩(wěn)定性,而電壓穩(wěn)定度則說(shuō)明當(dāng)UPS突然由零負(fù)載加到滿(mǎn)負(fù)載時(shí)，輸出電壓的穩(wěn)定性。 還有UPS效率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)換時(shí)間等都是表征UPS性能的重要參數(shù)，決定了對(duì)負(fù)載的保護(hù)能力和對(duì)市電的利用率。性能越好，保護(hù)能力也越強(qiáng)，總的來(lái)說(shuō)，離線式UPS對(duì)負(fù)載的保護(hù)最差，在線互動(dòng)式略?xún)?yōu)之，在線式則幾乎可以解決所有的常見(jiàn)電力問(wèn)題。當(dāng)然成本也隨著性能的增強(qiáng)而上升。因此用戶(hù)在選購(gòu)UPS時(shí)，應(yīng)根據(jù)負(fù)載對(duì)電力的要求程度及負(fù)載的重要性不同,而選取不同類(lèi)型的UPS UPS一般在什么情況下使用？ UPS不但直接用于計(jì)算機(jī)上，凡配有計(jì)算機(jī)的設(shè)備（如醫(yī)學(xué)上的CT、供應(yīng)站的儀表等）、雷達(dá)站、軍事通訊系統(tǒng)、程控電話系統(tǒng)、外科手術(shù)室等，均使用UPS代替發(fā)電機(jī)作后備供電使用。 從其發(fā)展歷史來(lái)說(shuō)，UPS經(jīng)歷了兩個(gè)階段:旋轉(zhuǎn)式UPS和靜態(tài)變換式UPS。 旋轉(zhuǎn)式UPS由整流器、電池、直流電動(dòng)機(jī)、柴（汽）油機(jī)、飛輪和發(fā)電機(jī)組成。在市電供電情況下，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪和發(fā)電機(jī)給負(fù)載供電；當(dāng)斷電后，由于飛輪的慣性作用，會(huì)繼續(xù)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而使發(fā)電機(jī)能持續(xù)給負(fù)載提供電源（電能-動(dòng)能-電能），起到緩沖的作用，同時(shí)啟動(dòng)柴（汽）油機(jī)。當(dāng)油機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速相同時(shí)，油機(jī)離全器與發(fā)電機(jī)相連，完成從市電到油機(jī)的轉(zhuǎn)換。這是UPS的較早形式，盡管其維護(hù)簡(jiǎn)單，也比較穩(wěn)定，但系統(tǒng)龐大，操作不便，而且效率低，噪聲大，電力品質(zhì)不高，技術(shù)條件的限制迫使人們不得不采用這種最簡(jiǎn)單的解決方案。 隨著電腦網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)療器械和精密儀器的不斷涌現(xiàn)和大量應(yīng)用，旋轉(zhuǎn)式UPS已難以滿(mǎn)足要求。因此隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，另一種形式的UPS---靜態(tài)變換式UPS便應(yīng)運(yùn)而生了，這是我們目前最常見(jiàn)到的UPS類(lèi)型。 從技術(shù)上講，靜態(tài)式UPS分為三類(lèi)：離線式（OFF LINE）、在線式（ON LINE）和在線互動(dòng)式（ON LINE INTERACTIVE）。一般來(lái)說(shuō)，這種UPS主要有兩種工作狀態(tài)，分別工作于不同的市電環(huán)境下。當(dāng)市電正常時(shí)，（指UPS可以接受、認(rèn)可的電壓幅值、頻率和波形比負(fù)載接受的范圍要大），由市電通過(guò)UPS給負(fù)載供電。UPS對(duì)市電進(jìn)行濾波、穩(wěn)壓和穩(wěn)頻調(diào)整后，提供給負(fù)載更加穩(wěn)定和潔凈的電源。同時(shí)，UPS通過(guò)充電器把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)存在電池中。當(dāng)UPS偵測(cè)到市電異常時(shí)，切換到電池供電，通過(guò)逆變器（INVERTER）把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娔?，供給負(fù)載，以保證對(duì)負(fù)載的不間斷電力供應(yīng)。這種UPS還有一種旁路（BYPASS）工作狀態(tài)，它在剛開(kāi)機(jī)或機(jī)器故障時(shí)，可以把輸入經(jīng)高頻濾波后直接輸出，保障對(duì)負(fù)載的供電。 1、在線式和后備式 從工作原理上分UPS可分為后備式（OFF LINE ）和在線式（ON LINE ）兩種。從備用時(shí)間上則可分為標(biāo)準(zhǔn)型和長(zhǎng)效型兩種。 從原理上看，在線式UPS同后備式UPS的主要區(qū)別在于，后備式UPS在有市電時(shí)僅對(duì)市電進(jìn)行穩(wěn)壓，逆變器不工作，處于等待狀態(tài)，當(dāng)市電異常時(shí)，后備式UPS會(huì)迅速切換到逆變狀態(tài)，將電池電能逆變成為交流電對(duì)負(fù)載繼續(xù)供電，因此后備式UPS在由市電轉(zhuǎn)逆工作時(shí)會(huì)有一段轉(zhuǎn)換時(shí)間，一般小于10ms,而在線式UPS開(kāi)機(jī)后逆變器始終處于工作狀態(tài)，因此在市電異常轉(zhuǎn)電池放電時(shí)沒(méi)有中斷時(shí)間，即0中斷。 2、在線互動(dòng)式 UPS除了以上兩種類(lèi)型外，還有一種稱(chēng)為在線互動(dòng)式（Line-Interactive），如的Inter系列。所謂在線互動(dòng)式UPS，是指在輸入市電正常時(shí)，UPS的逆變器處于反向工作給電池組充電，在市電異常時(shí)逆變器立刻投入逆變工作，將電池組電壓轉(zhuǎn)換為交流電輸出，因此在線互動(dòng)式UPS也有轉(zhuǎn)換時(shí)間。 同后備式UPS相比，在線互動(dòng)UPS的保護(hù)功能較強(qiáng)，逆變器輸出電壓波形較好，一般為正弦波，而其最大的優(yōu)點(diǎn)是具有較強(qiáng)的軟件功能，如Inter系列UPS隨機(jī)帶有監(jiān)控軟件，可以方便的上網(wǎng)進(jìn)行UPS的遠(yuǎn)程控制和智能化管理。 3、標(biāo)準(zhǔn)型和長(zhǎng)效型 除了以上三類(lèi)，根據(jù)后備時(shí)間，UPS還可分為標(biāo)準(zhǔn)機(jī)和長(zhǎng)效機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)機(jī)用內(nèi)置電池，后備供電時(shí)間較短，一般在5-15分鐘。長(zhǎng)效機(jī)則可根據(jù)用戶(hù)需要，增大電池容量配置，延長(zhǎng)后備時(shí)間。但這要求更大的充電器來(lái)滿(mǎn)足電池充電電流和充電時(shí)間性的需要，因此廠商在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)放大充電器容量或加裝并聯(lián)的充電器。從備用時(shí)間來(lái)分，UPS可分為長(zhǎng)效型和標(biāo)準(zhǔn)型兩種。一般來(lái)說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)機(jī)機(jī)內(nèi)帶有電池組，在停電后可維持較短時(shí)間的供電（一般不超過(guò)25分鐘）；長(zhǎng)效機(jī)機(jī)內(nèi)不帶電池，但增加了充電器，用戶(hù)可以根據(jù)自身需要配接多組電池以延長(zhǎng)供電時(shí)間。 1．概述蓄電池是UPS系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，它的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)UPS系統(tǒng)的可靠程度，然而蓄電池卻又是整個(gè)UPS系統(tǒng)中平均無(wú)故障時(shí)間（MTBF）最短的一種器件。如果用戶(hù)能夠正確使用和維護(hù)，就能夠延長(zhǎng)其使用壽命，反之其使用壽命會(huì)大大縮短。蓄電池的種類(lèi)一般可分為鉛酸電池、鉛酸電池免維護(hù)電池及鎳鎘電池等，它們各自的特點(diǎn)如下:
UPS考慮到負(fù)載條件、使用環(huán)境、使用壽命及成本等因素，一般選擇鉛酸電池免維護(hù)電池。UPS標(biāo)準(zhǔn)機(jī)機(jī)內(nèi)電池均為松下鉛酸免維護(hù)電池，長(zhǎng)效型外置電池也推薦使用松下鉛酸免維護(hù)電池或其他品牌優(yōu)質(zhì)免維護(hù)電池。用戶(hù)千萬(wàn)不要因貪圖便宜而選用劣質(zhì)電池，因?yàn)檫@樣會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，并可能因此造成更大的損失。 2．蓄電池的檢查 2．蓄電池的檢查蓄電池都會(huì)有自放電現(xiàn)象（SELF-D1SCHARGE），如果長(zhǎng)期放置不用，會(huì)使能量損失掉,因此需定期進(jìn)行充放電。工程人員可以通過(guò)測(cè)量電池開(kāi)路電壓來(lái)判斷電池的好壞，以12V電池為例，若開(kāi)路電壓高于12.5V，則表示電池儲(chǔ)能還有80％以上，若開(kāi)路電壓低于12.5V，則應(yīng)該立刻進(jìn)行補(bǔ)充充電，若開(kāi)路電壓低于12V，則表示電池存儲(chǔ)電能不到20％，電池有不堪使用之虞。免維護(hù)電池由于采用吸收式電解液系統(tǒng)，在正常使用時(shí)不會(huì)產(chǎn)生任何氣體，但是如果用戶(hù)使用不當(dāng)，造成電池過(guò)充電，就會(huì)產(chǎn)生氣體，此時(shí)電池內(nèi)壓就會(huì)增大,會(huì)將電池上的壓力閥頂開(kāi)，嚴(yán)重的會(huì)使電池鼓漲、變形、漏液甚至破裂，這些現(xiàn)象都可以從外觀上判斷出來(lái),如發(fā)現(xiàn)上述情況應(yīng)立即更換電池。 3．使用和保養(yǎng)雖然免維護(hù)電池在使用時(shí)不需要人工進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的維護(hù)工作，但是在使用時(shí)還是有一定的要求，如果使用不當(dāng)會(huì)影響電池的使用壽命。影響電池使用壽命的因素有以下幾點(diǎn)：安裝、溫度、充放電電流、充電電壓、放電深度和長(zhǎng)期充電等。 1）電池安裝電池應(yīng)盡可能安裝在清潔、陰涼、通風(fēng)、干燥的地方，并要避免受到陽(yáng)光、加熱器或其他輻射熱源的影響。電池應(yīng)正立放置, 不可傾斜角度。每個(gè)電池間端子連接要牢固。 2）環(huán)境溫度環(huán)境溫度對(duì)電池的影響較大，環(huán)境溫度過(guò)高，會(huì)使電池過(guò)充電產(chǎn)生氣體，環(huán)境溫度過(guò)低，則會(huì)使電池充電不足，這都會(huì)響電池的使用壽命。因此一般要求環(huán)境溫度在25℃左右，山特UPS浮充電壓值也是按此溫度來(lái)設(shè)定的。 3）充放電電流電池充放電電流一般以C來(lái)表示，C的實(shí)際值與電池容量有關(guān)。舉例來(lái)講，如果是100AH的電池：C＝100A。松下鉛酸免維護(hù)電池的最佳充電電流為0.1C左右，充電電流決不能大于0.3C。充電電流過(guò)大或過(guò)小都會(huì)影響電池的使用壽命。放電電流一般要求在0.05~3C,UPS在正常使用中都能滿(mǎn)足此要求，但也要防止意外情況的發(fā)生，如電池短路。 4）充電電壓由于UPS電池屬于備用工作方式，市電正常情況下處于充電狀態(tài)，只有停電時(shí)才會(huì)放電。為延長(zhǎng)電池的使用壽命，UPS的充電器一般采用恒壓限流的方式控制，電池充滿(mǎn)后即轉(zhuǎn)為浮充狀態(tài)，每節(jié)浮充電壓設(shè)置為13.7V左右。如果充電電壓過(guò)高就會(huì)使電池過(guò)充電,反之會(huì)使電池充電不足。充電電壓異常，可能是由電池配置錯(cuò)誤引起，或因充電器故障造成,因此在安裝電池時(shí)，一定要注意電池的規(guī)格和數(shù)量的正確性，不同規(guī)格、不同批號(hào)的電池不要混用。外加充電器不要使用劣質(zhì)充電器，而且安裝時(shí)要考慮散熱問(wèn)題。 5）放電深度放電深度對(duì)電池使用壽命的影響也非常大，電池放電深度越深，其循環(huán)使用次數(shù)就越少,因此在使用時(shí)應(yīng)避免深度放電。雖然UPS都有電池低電位保護(hù)功能，一般單節(jié)電池放電至10.5V左右時(shí)，UPS就會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)，但是如果UPS處于輕載放電或空載放電的情況下,也會(huì)造成電池的深度放電。 6）定期保養(yǎng)電池在使用一定時(shí)間后應(yīng)進(jìn)行定期檢查，如觀察其外觀是否異常、測(cè)量各電池的電壓是否平均等；如果長(zhǎng)期不停電，電池會(huì)一直處于充電狀態(tài)這樣會(huì)使電池的活性變差,因此即使不停電，UPS也需要定期進(jìn)行放電試驗(yàn)以便電池保持活性。放電試驗(yàn)一般可三個(gè)月進(jìn)行一次,做法是UPS帶載－－最好在50%以上,然后斷開(kāi)市電，使UPS處于電池放電狀態(tài),放電持續(xù)時(shí)間視電池容量而言一般為幾分鐘至幾十分鐘,放電后恢復(fù)市電供電，繼續(xù)對(duì)電池充電。 |
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