不间断UPS供电系统的可靠性研究

文/王晓光

UPS，即不间断电源，是将蓄电池与主机进行连接，借助逆变器等模块将直流电转换为市电，为各种用电设备提供不间断电源的系统。UPS的应用，对于提高电力能源的可靠性，确保系统设备的安全稳定运行有着重要作用。因此，必须采取多种措施，对UPS运行中存在的问题进行及时的解决。本文就UPS供电系统的可靠性进行了研究。

1 UPS供电系统原理分析

UPS系统主要由以下四个部分构成：整流、储能、逆变以及开关控制。整流器，主要用来实现稳压功能，可根据外电发生的变化对输出幅度进行控制，从而确保了输出幅度的稳定性。储能电池，主要实现的是净化功能，因为电压中存在着一定的脉冲干扰必须予以消除，而储能电池除了可以存储电能，还可以看作是一个电容器，可利用其对脉冲的平滑特性去除干扰，进而起到对干扰的屏蔽功能。变换器，则可以实现频率的稳定功能，频率是否稳定取决于所使用变换器的振荡频率。此外，为了对UPS系统进行日常维护，还需要用到工作开关，主机发生自检故障时的自动旁路开关等。

UPS系统运行过程中，如果电压处在正常工作状态，则给负载供电，并同时给电池进行充电；如果突发停电事故，则由储能电池给负载供电，以确保生产不受影响；如果由于生产的需要，出现严重过载时，则由电网电压通过整流直接进行供电

2 UPS供电系统的可靠性

2.1 UPS的可靠性分析

一般来说，在UPS的设计过程中，为了有效的提升其可靠性，应选用模块化、集成化的电器元件。如果使用了过多的元件，则其可靠性必然会受到影响。因此，可从软件角度出发尽可能的减少元件的使用。这就要求生产商不仅要拥有相应的知识产权，还要有较强的软件生产能力，最终得到的UPS系统还需经过长时间的实践检验。对于软件模块的设计生产，要确保单元部件的清晰，以及设备控制、功能完整以及设计环节的科学合理。对各个单元模块进行测试，结果要尽量准确，关键点的设计以及生产工艺必须要有较高的质量。

（1）可靠性的提高，可以理解为增加系统运行无故障时间，这是由多方面因素共同决定的，通过提高设备的总体质量，降低外部因素对其的影响，最大程度的确保系统的运行稳定性，既是提高UPS可靠性的重要措施。

（2）可靠性的提高，还可以利用冗余系统，也就是UPS并机、双母线系统等的使用来实现。

（3）还可以通过内部模块的冗余来改进其性能，如果一个模块发生了故障，另一个模块正常使用，则整个系统的运行并不会受到影响。

（4）还可以从改善输入电源的供电可靠性方面入手，从而有效的降低UPS输入端上出现问题的 概率，以避免UPS在因意外事故发生时转入到交流旁路供电状态时，可能出现的停电故障。

（5）尽可能的缩短UPS的检修时间，以确保系统运行不受影响，在UPS出现故障时，能在最短的时间内及时的恢复正常运行。

（6）运用冗余并机系统的设计方法来提升UPS系统的容错性能，也可以有效的提高其可靠性。

2.2 UPS的维护操作

2.2.1 主机与蓄电池的日常维护

UPS系统的主机在工作状态时，对周边环境的要求并不是特别高，只需在正常稳定的环境下，便可不受影响的持续工作。尽管主机对环境没有太高的要求，但在其运行过程中还需做好相应的维护工作，定期对其进行清洁处理。当主机的某些关键零部件上存在太多灰尘，如果没有及时清理干净，则会影响到主机的正常工作。当环境中的湿度过大时，也会造成主机的故障。

对于蓄电池的运行来说，是对环境有着一定要求的，因为蓄电池本身决定了，其工作环境的温度应保持在25度左右，同时及时清理上面的灰尘。在蓄电池工作时，如果环境温度发生了改变，则可以利用浮充电压来对其进行相应的调整。蓄电池在UPS系统中占有关键位置，对确保UPS的稳定不间断供电至关重要，如果其出现意外故障，就会影响到UPS的一些主要功能，甚至无法稳定供电。尽管随着技术水平的提高，蓄电池的运行越来越稳定，外界因素对其的影响已是微乎其微，但是必要的维护操作，对其使用寿命的延长也有着重要意义。

2.2.2 系统运行时的维护

对UPS系统采取正确的操作运行方式，可以有效的提高其可用周期，从而从根本上降低使用成本，提高企业的经济效益以及社会效益。当UPS出现故障时，应尽快查找原因，定位故障位置。虽然大部分的UPS拥有故障自检能力，对配件的更换非常方便，但要进行具体的维修，仍需做好大量的检查、分析工作。此外，若自检系统出现故障，则显示的告警内容可能出现差错。当出现压降大、压差大或是泄漏现象的电池时，应尽快修复，对无法恢复的要及时予以更换，但要注意使用的电池在性能、生产商等方面应保持一致，否则就会对整个电池系统带来损害。

3 结语

随着社会的发展与进步，人们对于电力能源的需求不断增加，UPS供电系统的出现在很大程度上满足了人们在生产生活中的用电要求。特别是在一些大型设备的使用中，它更是起到了非常重要的作用。可以说，UPS系统的使用，有效的提高了电力能源的可靠性。同时，我们还应对其进行不断的完善，如此才能有效的确保用电质量。本文通过对UPS系统原理的分析，对其可靠性进行了深入的研究，最后对主机与蓄电池的日常维护、系统运行时的维护操作进行了详细的阐述，希望为我国电力产业的健康发展提供一定借鉴。

参考文献

[1]张钰.数据中心机房UPS供电系统可靠性研究与应用[J].通讯世界,2016(05):119-120.

[2]刘晶晶.浅谈不间断电源UPS系统的安装与应用[J].工程技术(文摘版),2016(08):00187-00187.

[3]史进.UPS电源与旁路电源的自动切换[J].电世界,2016,57(04):28-31.