可靠电源UPS的选择及使用

汪燕东，顾生锋，于 晓

鹤煤公司煤化工筹建处电气公司，河南鹤壁 458000

可靠电源UPS的选择及使用

汪燕东，顾生锋，于 晓

鹤煤公司煤化工筹建处电气公司，河南鹤壁 458000

UPS即为不间断电源系统，它能够为负载提供连续稳定的电能，能够应急使用，防止突然断电而影响正常工作。本文重点介绍了UPS电源系统的基本原理、选型、安装及应用维护等内容。

UPS；选型；容量；安装；蓄电池；维护

0 引言

现代企业选用的计算机监控自动化程度高，结构比较复杂，其微机控制系统及其它安全控制装置对工作电源的连续性要求很高，要求电源稳定可靠。因此，需要配置不间断电源UPS。UPS电源对设备的安全稳定运行至关重要。

1 UPS电源简介

从原理上来说，UPS是一种集数字和模拟电路，自动控制逆变器与免维护贮能装置于一体的电力电子设备。UPS按工作原理分成后备式、在线式与在线互动式3大类。

后备式UPS最常用的，它具备了自动稳压、断电保护等最基础也最重要的功能，虽然一般有10ms左右的转换时间，逆变输出的交流电是方波而非正弦波，但由于结构简单而具有价格便宜，可靠性高等优点。因此，广泛应用于微机、外设、POS机等领域。

在线式UPS结构较复杂，但性能完善，能解决所有电源问题，但是需要较大的投资，通常应用在关键设备与网络中心等对电力要求苛刻的环境中。

在线交互式UPS具有滤波功能，抗市电干扰能力很强，转换时间小于4ms，逆变输出为模拟正弦波，但是控制结构复杂，成本较高。保护性能介于在线式与离线式UPS之间，浪涌抑制能力较差，所以能配备服务器、路由器等网络设备，或者用在电力环境较恶劣的地区。

2 UPS选型

2.1 UPS容量的选择

1）实际负载情况，可以根据公式：P=∑Pi/f

即实际所有负载的总和∑Pi，再除以功率因数f，f=0.6～0.8，即可得到实际负载容量P。

2）预留扩容：

随着现代电子化的发展，UPS所带设备需求量越来越大，因此在选择UPS 容量时还应考虑到今后设备的增加所带来的增容，在不大量追加投资情况下，增加UPS输出容量，这可通过两种途径实现：1）选择可以实现现场扩容的UPS产品，如现在市面上销售的模块化UPS产品；2）提前购买大容量UPS，但需提前投入大量的资金。

2.2 UPS备用时间的选择

UPS依备用时间可分为标准型及长效型。标准型UPS备用时间为5～15min，长效型为1～8h。UPS备用时间的长短是由UPS的储能装置决定的，现在的UPS一般都用全密封的免维护铅酸蓄电池作为储能装置，电池容量的大小由“安时数（AH）”这个指标反映，其含义是按规定的电流进行放电的时间。相同电压的电池，安时数大的容量大；相同安时数的电池，电压高的容量大。

后备式UPS一般内置4AH或7AH的电池，其备用时间是固定的。如果是个人用户单机使用，这种小型后备式UPS就值得选购。在线式与在线互动式UPS有内置7AH电池的标准机型，也有外配大容量电池的长效机型，用户可以根据需要实现的备用时间而确定配备多大容量的电池。对于公司，企事业单位等电脑等设备比较多的情况，就有必要选择提供大容量电池组的UPS，以提供更长的备用时间。

2.3 电池容量的选择

蓄电池最大放电电流I=S×COSφ/η×Ei

式中：S为UPS电源的标称输出功率；COSφ为负载功率因数，一般取0.8；η为逆变器的效率一般也取0.8；Ei为蓄电池放电终了电压。

根据公式可以先求出所需蓄电池的最大放电电流，然后再根据负载的性质以及UPS电源要求蓄电池应该提供的放电时间来求得蓄电池容量。蓄电池是UPS的重要组成部分，占有很大的价值比重，并且其质量的好坏直接关系到UPS的正常使用，所以应慎重选择有质量保证的正牌蓄电池。

2.4 UPS输入功率因数和谐波电流大小

输入功率因数低和输入电流谐波成份大意味着干扰破坏电网，影响同一电网中其他用电设备的正常运行。加大电网以及供电系统中其他设备和部件的功率容量，特别是大功率UPS，由于输入端有整流电路，往往其输入功率因数只有0.8，而谐波电流高达25%～30%。如果由柴油发电机带动这样的UPS，就需要发电机的功率容量是UPS功率容量的2.5～3倍。

3 UPS的安装

UPS应该在干净、平稳的环境中安装，避开震动、灰尘、高湿、可燃性气体、可燃性液体或腐蚀性物质环境。

为了机器风冷散热以及维护的方便，UPS机柜前门与障碍物间必须有至少1 000mm的距离，机柜后门距离障碍物至少有800mm的距离。

用户为UPS提供的输入市电其波动值一般要小于UPS标称的允许市电波动值，这样有利于UPS正常运行。

UPS为了消除共模干扰，零、火线对地之间都加了滤波电容。UPS前级及负载回路不能装带漏电保护的断路器，以免造成UPS及其负载意外掉电。

UPS输入断路器是专为单独控制UPS输入电源的通断的，所以UPS输入断路器的下口不要再接其它的用电设备，以免影响UPS输入电的正常通断。

在为UPS选配输入输出断路器时，首先要求断路器标称的额定电压要符合UPS的额定输入输出电压。

为延长电池寿命，蓄电池应安装在环境温度为15℃～25℃范围内，室内温度也不能太大。

4 UPS使用及维护

UPS电源设备对环境、温度、湿度、洁净度有较高的要求应，应该放置在干燥、通风、清洁的环境中，避免阳光直射在设备上，环境温度最好保持在18℃～25℃之间。

在使用中应熟悉UPS电源开机、关机的正确操作顺序：开机时，先开主机电源，然后根据负载从大到小顺序开启；关机时，先关闭负载，再关闭主机电源。须注意不要频繁开关UPS电源，在UPS电源关闭后，至少停1min以上再开启。 尽可能的减少开关机的次数，尽量减少对UPS的冲击。

UPS应定期打开机壳检查测试，检查内容一般包括清灰、元器件有无松动、过热、电容有无漏液变形、电池有无漏液变形、电池电压容量是否合格等项目，以及时发现故障点，避免故障扩大，造成损失。

对于长期闲置不用的UPS电源，为保证UPS蓄电池具有良好的充放电特性，在重新开机使用之前，最好先不要加负载，让UPS电源利用机内的充电回路对UPS蓄电池浮充电10～15h以后再用。

TN86

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1674-6708（2010）24-0145-02