ups监控系统原理分析

ups监控系统原理分析（精选6篇）

ups监控系统原理分析 第1篇

UPS不间断电源工作原理及应用

国电新疆艾比湖流域开发有限公司—刘晓伟

摘要：本文介绍了UPS电源系统的基本组成，原理及特点，并对如何对其全面、完善维护做了详细的阐述。

关键字：UPS 储能电池、工作原理、维护

一、引言

保证任何情况下的正常供电，是水电行业的重要基础。为此,除工业电网正常供电外，还需配备UPS供电系统。UPS电源是保障供电稳定和连续性的重要设备，因其主要机智能化程度高，储能器材采用免维护蓄电池，使得在运行中往往忽略了对该系统的维护与检修。其实维护的好坏，对电源的寿命和故障率有很大影响，虽说各企业配臵的UPS供电系统设备型号及系统容量有所不同，但其原理和主要功能基本相同。在UPS电源类型选择上各站都选择了在线式，这时因为在线式UPS电源系统具有对各类供电的零时间切换，自身供电时间的长短可选，并具有稳压、稳频、净化的特点。当UPS电源系统本身出现故障时有自动旁路功能，当需要检修时可采用手动旁路，使检修、供电互不影响。

二、UPS电源系统

UPS电源系统由4部分组成：整流、储能、变换和开关控制。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高频开关整流器，本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能，从而当外电发生变化时（该变化应满足系统要求），输出幅度基本不变的整流电压。储能电池除可存储直流直能的功能外，对整流器来说就象接了一只大容器电容器，其等效电容量的大小，与储能电池容量大小成正比频率的稳定则由变换器来完成，频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定程度。为方便UPS电源系统的日常操作与维护，设计了系统工作开关，主机自检故障后的自动旁路开关，检修旁路开关等开关控制。

UPS电源系统主要分两大部分，主机和储能电池。额定输出功率的大小取决于主机部分，并与负载属那种性质有关，因为UPS电源对不同性能的负载驱动能力不同，通常负载功率应满足UPS电源70％的额定功率。储能电池容量的选取当负载功率确定后主要取决其后备时间的长短，这个时间因各企业情况不同而不同，主要由备用电源的接入时间来定，通常在几分钟或几个小时不等。UPS电源系统在检测到电网电压中断后，可自行启动供电，且随着储能电池慢慢放电，储能电池的容量随着时间会逐渐降低，考虑到寿命终止时储能电池容量下降到50％并留有一定的余量。

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。

2.1.2 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，均可安全可靠地工作。

2.1.3 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。

2.3电源工作过程

当市电正常380V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220V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。

三、UPS电源系统的维护

(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，大量灰尘也会造成器件散热不好。一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.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。

d.免维护电池要维护，不是什么无稽之谈，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。

四、结束语

再好的设备也有寿命，也会出现各类故障，但维护工作做的好可以延长寿命，减少故障的发生，这和人的寿命长短、生老病死是一样的道理。不要因为高智能、免维护而忽略了本应进行的维护工作，预防在任何时候都是安全运行的重要保障。

UPS原理与常见故障分析 第2篇

1.1 UPS概念

UPS即不间断电源, 是英语“Uninterruptible Power Supply”的缩写, 它可以保障计算机系统或者其他电力设备在停电之后继续工作一段时间, 防止突然断电而影响正常工作。UPS的另一个重要作用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, 为计算机系统或电力设备提供高质量的稳定电源。

1.2 UPS的基本原理

从基本应用原理上讲, 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。它主要由整流器、逆变器和静态开关、蓄电池等几部分组成。UPS的发展经历了初期的旋转型、60年代可控硅静止型、80年代巨型功率晶体管 (UR) 静止型, 到了90年代绝缘栅双极晶体管 (IGBT) 制成的UPS, 其技术性能在不断提高, 在当今各类电源系统中的地位和重要性也在逐步提高, 应用已经具有普遍性。图1为系统框图及其模块组成图。

UPS在市电供电时, 系统输出无干扰工频交流电。当市电掉电时, UPS系统由蓄电池通过逆变供电, 输出工频交流电。UPS除了由整流模块、逆变器、蓄电池、静态开关等部件外, 还有间接向负载提供市电 (备用电源) 的旁路装置。

1.3 UPS分类

以现有的技术水平, 常见的UPS电源有如下几类。

后备式UPS, 特点是结构简单、价格便宜、噪声低, 但绝大部分时间, 负载得到的是稍加稳压处理过的“低质量”正弦波电源。

在线互动式UPS, 特点是市电供电正常时, 负载得到的是一路稳压精度很差的市电电源;市电不正常时, 逆变器/充电器模块将从原来的充电工作方式转入逆变工作方式。这时由蓄电池提供直流能量, 经逆变、正弦波脉宽调制向负载送出稳定的正弦波交变电源。

三端式UPS, 特点是双磁分路结构, 每个初级绕组和次级绕组都有一个磁分路, 并接电容可与每一个磁路组成LC谐振回路, 当达到谐振点时, 构成饱和电感, 使次级工作于饱和区, 若初级输入电压变化时, 次级输出电压恒定不变, 实现了稳压的目的。

双变换在线式UPS, 特点是克服了市电质量差对其性能的影响, 市电中断时, 负载不会发生电源瞬时中断。

Delta变换型UPS, 特点是成功地将串联交流稳压控制技术与脉宽调制技术相结合, 共有四条供电通道向用户的负载供电。

2 UPS常见故障分析

2.1 UPS常见故障和处理方法

UPS一般性能比较稳定, 故障率较低。但是在长期使用时, 我们仍会遇到一些故障, 下面就一些常见的问题, 我们分析其故障原因, 总结出一些常用的处理方法。

市电开关置于“ON”, 面板无显示, 系统不自检。原因可能为:输入电压未接入或缺U相;输入电压过低;输入零线故障。处理方法:用电压表检查UPS输入电压是否符合规格要求。

UPS未报故障, 但输出无电压。原因可能为旁路开关未闭合。处理方法:闭合旁路开关。

开机键按下后, UPS不能启动。原因可能为:按开机键时间太短;负载过载;告警继电器接口短路, 线接触不良。处理方法:持续按开机键1秒钟以上;去掉所有负载, 重新开机。

市电指示灯闪烁。原因可能为:市电电压超过UPS输入范围或缺相。处理方法:UPS正工作于电池模式, 请注意电池后备时间。

蜂鸣器发出每0.5秒一声的告警, LCD显示“输出过载”。可能原因为负载过载。处理方法:卸除部分负载。

故障指示灯亮, LCD显示“电池故障”。可能原因:外接电池开关未合或导线连接不良;电池接反;电池损坏。处理方法:检查外接电池的开关是否合上, 导线连接是否妥当;检查电池的连接极性;与经销商联系更换电池。

LCD“充电器故障”。可能原因:充电器故障。处理方法:与经销商联系更换/维修充电器。

电池放电时间低于标准时间。可能原因:电池没有充饱;电池容量已耗损。处理方法:市电正常时给电池充电24小时以上, 重新测试放电时间;需更换电池请联系经销商。

蜂鸣器长鸣, 故障指示灯亮, LCD显示“机内过热”。可能原因:机内过热。处理方法:检查有无风从机内吹出;移开阻碍风道的杂物, 或增大与墙壁之间的距离;等待10分钟让UPS冷却, 然后重新启动。[1]

2.2 UPS的报警状态

UPS出现以下故障时, 会报警发出警告。

主输入电压超限或消失。正常状态下, 主输入电压应为176V~264V之间。输入电压超越此范围UPS将报警, 并且整流器将不再工作, 电池投入运行, UPS仍处于逆变状态。电池耗到阈值电压时UPS停止逆变, 将转到旁路输出状态。

旁路电压超限或消失。正常状态下, 旁路电压应在184V~253V之间, 超出此范围UPS将报警, 并不再跟踪旁路, 同时, 逆变出现问题时也不再往旁路转换。

散热器或变压器过温。超温时, 逆变器停止工作, UPS转旁路输出。

电池电压低 (每200小时自检一次) 。电池自检不通过时, BET-TERY红灯亮, 并报警。但只要电池不低于阈值电压, 当交流电消失时, 电池仍然工作, UPS仍然处于逆变状态。

直流电压故障。如整流器有故障, 整流后的电压超出阈值。

输出过载。输出达到额定电流+1A-1.2额定电流时, UPS坚持10分钟后停止逆变, 转旁路运行。当超载解除时, UPS自动转回逆变输出。当输出达到1.2额定负载+1A-1.5额定负载时, UPS坚持1分钟后停止逆变, 转旁路运行。当超载解除时, UPS自动转回逆变输出。

电池在向负载供电。

2.3 UPS在使用中应注意的几点

不要在逆变输出时闭合维修旁路开关。

不要在整流器未将直流电压升到额定值时闭合直流开关 (电池开关) 。

有些机型有旁路总输入开关, 在正常工作状态与维修旁路之间切换时, 应将该开关始终保持闭合状态, 否则系统会失电。

UPS在旁路输出状态时, 不能对旁路的各个部分进行操作, 否则系统会失电。即对旁路各个部分的操作一定要在UPS在逆变输出状态下。

3 结束语

随着UPS应用的日益普遍, 作为维护技术人员很有必要了解UPS的原理和常见的故障处理方法, 这样既能更好的维护设备, 降低故障率, 又提高了应对突发故障的能力, 更好的保障UPS供电设备稳定运行。

摘要：文章从UPS概念入手, 详细分析了其原理以及常见故障的处理方法。通过文章的分析, 希望能够对相关工作提供指导依据。

关键词：UPS,原理,故障分析

参考文献

不间断电源UPS工作原理及养护 第3篇

【关键词】不间断电源UPS；铅酸免维护蓄电池；维护

0.前言

UPS是不间断电源（uninterruptible power system）的英文简称，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， 能够提供持续、稳定、不间断的电源供应。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持续、稳定、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 设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。因此，在广播电视机房，UPS电源有着不可或缺的作用。

在广播电视播出机房，为了保证播出不间断，对供电有一个特殊要求，就是切换主备电源的自动互投的过程中“保零秒”。互投时出现瞬间闪络停电。这对一般照明负荷影响不大，但是对播出微机、服务器、编码器等设备，影响就很大，所以给播音数字化微机设备供电，为防止丢失数据、死机，需要配置应急电源。另外，在外线全部停电时，启动发电机需要时间，所以对于工艺机房内不允许瞬间闪络断电的负荷，必须配置在线式应急电源（UPS），并严禁其他非播出工艺负荷接入应急电源系统。

1.UPS电源基本工作原理

UPS电源可以在市电出现异常时，有效地净化市电；还可以在市电突然中断时持续一定时间给设备供电，使你能有充裕的时间应付播出故障。UPS之所以能持续不断的供给稳定电能，主要在于其特定的工作原理。图一为在线式UPS原理框图：

图一

如图一所示，UPS电源由可控整流部分、逆变器部分、逆变交流静态开关、旁路交流静态开关、可充电免维护铅酸电池、电池组开关、主机输入输出开关，逆变器故障旁路开关、应急及检修旁路开关等组成。其中电子电路部分统一受主机微电脑控制器控制。其外电停电时，主要有蓄电池组供电。

（1）可控整流部分：为三相可控整流装置，对输入电压、频率的变化范围，以及三相相序有着严格要求。输入电压、频率偏高或偏低会报警，输入相序错误逆变器将停止工作，因此进线电源或发电机组接入时必须保证相序正确（发电机组接入应保证顺相序）。每相整流元件为两个时，称为六脉冲整流，每相整流元件为四个时，称为十二脉冲整流。十二脉冲整流性能好于六脉冲整流，但是设备价钱较高。由于流过可控整流器的电流波形为非正弦波，其谐波成分将对来电电源产生严重污染，所以进线端一般要加隔离滤波装置，部分减轻污染。整流后分两路输出，一路通过智能化充电控制电路向蓄电池充电，另一路供给逆变器。

（2）三相逆变器部分：平时外线供电时，将整流后的直流转变成50赫兹三相交流电输出，在外电停电时，蓄电池提供电源，依靠逆变来保证不间断供电。这两种情况下，逆变器均具有自动稳压、稳频输出的功能。

（3）逆变交流静态开关、旁路交流静态开关以及几个手动开关的功能：当逆变器正常工作时，微电脑控制器控制逆变交流静态开关导通，向负荷送电。一旦逆变器发生内部故障或过电流，自动切断逆变交流静态开关，切换到旁路交流静态开关回路供电，切换速度为微秒级，不会造成工艺负荷停电。因此这两种静态开关必须是互锁的。当然，在逆变器无故障情况下，如果需要进行计划性检修保养，可以通过主机操作面板的操作，人为的停止逆变器工作，设备自动切断逆变交流静态开关，转换到旁路交流静态开关回路供电，切换速度极快，不会造成负荷停电。此时可以安全的手动合上应急及检修旁路开关S3，再切断S1、S2、S4、S5开关，退出UPS运行，进行检修。整个过程不停电。综上所述，可以看到该设备使用的特殊性，要求电气人员必须熟练掌握本设备的原理、操作、故障应急处理。

（4）蓄电池组：由于蓄电池组是停电后逆变器的唯一能源，所以电池的质量、工作环境和检测保养至关重要。电池组容量配置，应根据设备功率和应急延时要求，一般可以选择应急供电15—30分钟。在这个时间段内，可以从容的进行发电机组投入前的倒闸操作，以及启动后备发电机组等工作。运行中注意蓄电池室的通风问题、温度限制问题。对电池室温度一般要求恒定在20度，特别要防止电池冻坏提前报废。应定期进行放电并检测放电曲线，如发现性能下降、漏液、变形等现象必须及时更换。

2.UPS电源的维护保养

作为应急电源的UPS 设备的保养尤为重要，必须定期对设备内部进行清扫，清除强迫风冷电机带进机内的尘土飞絮，检查元件情况、机内外线路连接情况，调测各项指标。发现可疑问题应提前及时更换元件。

UPS电源中蓄电池是平均无故障时间最短的部件，也是保证不间断供电的关键部件，因此，了解UPS蓄电池在使用中的注意事项，并正确使用和维护它尤为重要。

UPS蓄电池一般可分为铅酸蓄电池，铅酸免维护蓄电池及镍镉电池等。考虑到负载条件、使用环境、使用寿命及成本原因，我台发射机房选择使用了铅酸免维护蓄电池。它的主要特点，是在规定的浮充寿命期内不必加水维护，因此又称为免维护铅酸蓄电池。免维护只是与普通蓄电池相比，在使用过程中免去了添加纯净水或蒸馏水的工作，并非免去了一切维护。下面介绍影响UPS电源蓄电池使用寿命的主要因素和注意事项，希望能给大家在蓄电池的使用和维护中提供帮助。

第一，温度对电池的影响；UPS蓄电池最佳使用温度是在15℃到25℃之间，环境温度低，蓄电池容量下降，温度每低一度，容量下降1%。环境温度过高，将加速蓄电池板栅的腐蚀和水分的损失，会使电池过充电产生气体而充电不足，缩短蓄电池的使用寿命。第二：尽量避免深度放电；UPS蓄电池深度放电后会在极板表面生成大颗粒的硫酸铅结晶，久而久之会造成极板硫酸化。放电深度越深，其循环使用次数越少，因此在使用时应避免深度放电。虽然UPS都有低电压（一般单节蓄电池放电至10.5V左右）保护功能，但若UPS电源工作于轻载放电或者空载放电的情况下直至UPS自动关机，就会造成蓄电池的深度放电。因此，在市电中断后就应该注意在UPS电源自动关机前作应急处理，提前关闭UPS。第三，电池存放的影响；电池在存放、运输过程中，会因为自动放电而失去部分容量，因此，在投入使用前，应根据电池的开路电压判断电池的剩余容量，对容量不足的蓄电池进行补充充电。对搁置备用的蓄电池，每3个月应进行一次补充充电，可以通过测量电池开路电压来判断其状态。以12V电池为例，若开路电压高于12.5V，则表示电池储能还有80%以上；若开路电压低于12.5V，则应该立刻进行补充充电；若开路电压低于12V，则表示电池储能不到20%。第四，定期对蓄电池放电；UPS电源蓄电池长期闲置不用或使蓄电池长期处在浮充状态下（即电网长期不停电），会导致蓄电池中大量的硫酸铅吸附到电池的阴极表面，形成所谓的电池阴极板的硫酸盐化，由于硫酸盐是一种绝缘体，它的形成必将对电池的充放电形成不良影响。阴极板上形成的硫酸盐越多，电池的内阻越大，电池的可充放电性能越差，从而导致电池老化，活性下降，使蓄电池的使用寿命大大缩短。应该每隔3到4个月人为的让UPS中的蓄电池放电，放电时间控制在正常放电时间的1/4-1/3为宜。第五，尽可能将蓄电池组安装在清洁、阴凉、通风、干燥的地方；要避免受到阳光、加热器或其他辐射热源的影响。UPS蓄电池应正立放置，不可倾斜。要注意电池的规格和数量的正确性，不同规格、不同批次的UPS电池不能混用。第六，在UPS蓄电池运行中要注意蓄电池连接是否松动，极柱是否锈蚀，外观是否异常，一般情况下可在极柱上涂抹黄油，防止极柱锈蚀。监视蓄电池组的端电压值、浮充电流值、每只蓄电池的电压值，若发现个别蓄电池压差过大，要及时均充。

【参考文献】

[1]刘洪才，李天德等.广播发射与卫星传输理论基础[M].北京：中国广播电视出版社，2002.

[2]电子报[J].四川：四川日报报业集团，2010，（40）.

ups监控系统原理分析 第4篇

关键词：UPS,原理,应用

UPS是“Uninterruptible Power Supply”的缩写, 中文为“不间断电源”。随着电力系统自动化程度的不断提高, 保证任何情况下的正常供电, 是调度自动化系统、信息系统、通信网管系统运行的重要基础。为此, 除电网正常供电外, 还需配备UPS系统。UPS电源是保障供电稳定和连续性的重要设备, 主机智能化程度高、储能采用阀控式铅酸蓄电池。目前在电力系统中应用的UPS系统型号及容量虽有所不同, 但其原理和主要功能基本相同。普遍选择在线式UPS, 因其具备对供电的零时间切换, 自身供电时长可选, 并具有稳压、稳频、净化的特点。

1 UPS的组成、类型、工作原理及特点

1.1 在市电供电时, UPS输出无干扰工频交流电

当市电掉电时, UPS系统由蓄电池通过逆变供电, 输出工频交流电。UPS由整流器、逆变器、静态开关、蓄电池等部件组成, 还有间接向负载提供市电的旁路装置。1) 整流器:将交流转化为直流的装置。主要功能:a.将交流电变成直流电, 经过滤波后供给负载;b.给蓄电池充电。2) 逆变器:将直流电转化为交流电的装置。由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。3) 静态开关:一种无触点开关, 用两个可控硅 (SCR) 反向并联组成的一种交流开关, 由逻辑控制器控制其闭合和断开。4) 蓄电池:用来储存电能的装置, 它由若干个电池串联而成, 其容量大小决定供电的时间。

1.2 UPS根据负荷特性选择不同类型

从工作的原理分为:后备式、在线互动式、三端式、双变换在线式、Delta变换型。

1.3 UPS的工作原理及特点

1) 后备式。工作原理:市电正常时, 向负载提供由抽头变压器稍加稳压处理的交流电, 逆变器不工作, 蓄电池由独立的充电器充电。当市电超出规定范围时, 负载由继电器转为电池逆变供电。特点:a.结构简单, 市电利用率高, 可达96%。b.输出能力强, 对负载电流波峰因数、浪涌系数等无严格的限制。c.输出转换开关受切换电流能力和动作时间限制。

2) 在线互动式。工作原理:在市电正常时直接由市电向负载供电, 当市电偏低或偏高时, 通过UPS内部稳压线路稳压后输出, 当市电异常或停电, 通过转换开关转为电池逆变。特点:a.市电利用率高, 可达98%。b.输出能力强, 对负载电流波峰因数、浪涌系数等无严格的限制。c.滤波功能抗市电干扰能力强。d.变换器接在输出端, 处于热备状态。抑制输出电压尖峰干扰, 具有很强充电功能。e.输入开关存在断开时间, UPS输出转换时间小于4ms。

3) 三端式。工作原理:市电正常时, 市电经交流稳压器送到三绕组变压器的绕组Ⅰ, 经变压器次级绕组Ⅲ和转换开关向负载供电。同时市电经稳压器与绕组Ⅱ向双向变换器供电, 双向变换器此时工作在整流状态, 将市电整流成直流电后对蓄电池充电。特点:通过双磁分路结构, 并接电容可与每一个磁路组成LC谐振回当达到谐振点时, 构成饱和电感, 使次级工作于饱和区, 已达到稳压的目的。

4) 双变换在线式。工作原理:“双变换在线技术 (VFI) ”是指将交流电变换成直流电, 此时直流电同时给蓄电池充电, 并供给IGBT模块逆变成交流电输出供负载。即二次变换:交流直流交流。特点:a.负载全部功率都由逆变器供应, 保证高质量的电力输出。b.因全部负载由逆变器提供, UPS的输出能力不理想, 对负载提出限制条件, 如负载流峰值因数等。c.对可控整流器还存在输入功率因数低, 无功损耗大, 若使用IGBT-PWM-DSP整流技术和功率因数校正技术, 可把输入功率因数提高到接近1。

5) Delta变换型。工作原理:在Delta变换器的控制下, 由主逆变器完成对电池的充电功能, Delta变换器电压反馈环节感知直流母线电压的不足, 然后改变输出到主电路的补偿电压, 输出电压变化, 主逆变器反馈UPS输出电压的变化, 继而改变工作状态, 产生对电池充电的电流, 对电池充电的能量由主逆变器直接从UPS输入端吸收。特点:成功地将串联交流稳压控制技术与脉宽调制技术相结合, 四条供电通道向用户的负载供电。

2 UPS在电力系统中的应用与维护

电力调度控制中心是电力系统的核心和大脑, 也是现代电力系统得以正常运行的基础, 电力调度已由人工调度为主转向调度员和调度软件相结合的调度方式, 目前新疆各地州电网调度控制中心已经形成了包括SCADA、EMS、电网实施安全分析系统等在内的一整套调度软件, 有效提高调度员进行决策分析能力, 调度自动化系统发挥了不可替代的作用, 为保证调度自动化系统的安全可靠运行, 提供优质、稳定、可靠不间断电源尤为重要。目前奎屯供电公司调度自动化系统UPS采用深圳科士达公司生产的双变换在线式RP120K型模块化UPS, 容量为45KVA、采用RP15模块, 最终可以扩容到90KVA。

RP系列UPS是科士达公司全新推出的三进三出UPS, 产品采用模块化设计与N+X并联冗余技术, 容量覆盖15KVA到120KVA之间的功率段, 方便用户灵活配置。RP系列UPS融合了目前世界上最先进的技术与理念;模块内部采用“无线式连接”, 既保证了布局的紧凑又增加了连接的可靠性;模块与机柜间采用“易连接”, 避免热插拔的风险。采用5英寸宽屏LCD设计及菜单式架构, 通过LCD可监控各种信息, 人机界面友好, 所有操作一目了然。采用全数字化控制, 每个模块采用一块控制板单独控制, 做到了硬件和控制系统的N+X并联冗余, 模块故障后可快速脱离UPS系统, 提高稳定性可靠性。投运三年多来, 运行可靠稳定。电力系统其它UPS系统主要为变电站“五防”系统、自动化后台系统等提供后备电源。UPS系统维护几点建议:

1) 加强日常巡视检查, 力争做到每日巡视, 填写相关记录。巡视检查内容包括:a.检查UPS室的空调是否正常、室内温度是否满足要求, UPS的出风口温度。检查整流模块、逆变模块、风扇、变压器、滤波器有无异常声响。b.UPS运行状态参数包括主路输入电压/电流, 输出电压/电流, 频率, 电池状态, 电池电压/电流, 告警历史记录等。c.记录UPS的输入/输出电压、输出电流、负载比率等, 并与历史数据进行比对分析。d.观察UPS的控制面板上是否存在告警信息, 防止告警信息未及时上传监控系统。一旦发现告警, 立即根据告警的内容做出相应的处理, 并及时报告技术主管, 在巡视日志详细记录故障事件和相应的处理结果。2) 定期开展UPS检查维护工作。清除UPS主机内部积灰, 清洁/更换系统滤网, 检测系统变压器、内部开关、接触器、线缆连接点温升, 交流电输入主备用倒换试验, 蓄电池定期充放电试验 (投运后, 在前两年进行30%的核对性容量试验, 从第3年开始每年一次进行全容量的放电试验。

参考文献

[1]张乃国.UPS供电系统应用手册.

UPS的工作原理及日常维护 第5篇

1 UPS整机系统

1.1 在线式UPS工作原理

一套完整的UPS系统核心部件由整流器、蓄电池、逆变器、静态开关、滤波稳压器构成。当外接交流市电突然停电或瞬间电压升高或降低时可以向供电的负载提供稳定电压, 并且同时发出警报, 以提示当班人员, 外电断电, 此时为电池组供电。加强对设备的巡视和电池供电时间的掌握。

1.2 Winpower监控软件的简介与操作

这里的UPS电源使用的是Winpower监控软件, 可以用一台单独的计算机, 更支持在一个网络内的全部计算机。

Winpower由三个部分组成即Agent、Monitor, 和任务栏图标。Winpower的主要组成部分是Agent是, 作为整个系统的一个服务程序在后台运行, Agent的主要任务负责与UPS进行通讯, 记录UPS的工作时间, 当有异常事件发生时可及时通知当班人员。同时Agent可以有Monitor来设定管理。

UPS控制参数设定

该UPS系统, 可以对主机进行相应的参数进行设定, 用来保护UPS主机的正常运行, 以免造成不必要的损坏, 其中包括输入电压的频率范围、旁路电压范围、面板控制参数、声音报警设置和操作选项等。

“数据统计”功能:

该系统为技术人员提供了强大的“事件查询”功能, 在此功能下, 可以查询UPS的任何信息, 包括操作信息、运行数据信息、异态告警信息和故障信息等, 并且用户可以根据需要对这些信息进行查询、导出、删除或者清除操作, 当普通用户登录时, 只能够进行查询事件, 删除和清除只能是系统管理员登陆后才能进行相应操作。

对于UPS放电测试检查, 可以通过查看数据日志来记录相关的数据。还可以通过查看数据日志来查找故障问题。查看一下某个时间段的各项数值是否符合标准数值。

故障显示与处理

通过Winpower监控系统可以及时的发现UPS出现的异常情况。通过查找故障代码所对应的故障类型, 迅速的确定故障产生的位置, 及时的更换或者维修。以便解决故障。

通过手机对UPS系统进行远程监控

该UPS系统可以实现手机远程监控功能, 应用sony Ericsson W800程序对端口、波特率、数据位等进行设置, 然后增加需要用于监控的手机号码, 将发送方的手机卡插放在GSM MODEM里面, 进行设定, 如图7, 最后按软件提示, 选择需要相应的事件, 进行短信发送, 就可以对UPS状态进行监控了。

Winpower监控软件的功能及优点:

(1) 当Agent被激活后, 将会一直处于运行状态, 能够保护设备安全;

(2) 装卸载方便、干净、彻底、不留痕迹, 是绿色软件;

(3) 接收信息直观, 市电情况、UPS运行状态、所带负载、电池的信息在同一窗口显示;

(4) 自动、手动搜索功能并且可以进行远程监控局域网中任意平台任意一台UPS的功能;

(5) 具有数据日志和事件日志功能。以便系统管理员进行UPS系统的日常维护;

(6) 具有广播消息到网络中每一个用户的功能;

(7) 具备通过传呼机发送消息功能;

(8) 具备通过EMAIL发送息功能;

(9) 具备通过手机短信发送消息功能;

2 蓄电池的选择

2.1 蓄电池容量计算

在突发事故停电状态下的持续放电容量为:

CC为蓄电池放电率计算容量;

KK为可靠系数, 取值为1.4;

KCC为容量系数, 取值为0.54;

所以选择的蓄电池容量为100Ah;

2.2 电池组中蓄电池的数量

, 这里选用32只;

3 UPS的日常维护与保养

(1) 要保证UPS的工作环境清洁, 没有带有金属导电性的灰尘、腐蚀性物质、盐份和易燃气体的场所;

(2) 如果UPS较长时间不使用应存放在通风干燥的地方, (如果空气较为潮湿可加装除湿空调) ;

(3) UPS工作时应保持进、排气孔的通畅;

(4) 不能超负载使用;

(5) 每天值班员对UPS工作环境的温度、湿度记录, 保证设备在规定范围内工作;

(6) 每三个月对蓄电池进行一次放电实验, 以保证蓄电池的活性;

(7) 每半年对线路进行一次检修, 查看电缆线接线端子有无变色老化情况。

摘要：卫星地面接收站对电源的总体要求是稳定、可靠。所以, 为了防止机房低压系统或外电系统出现故障而造成卫星地面接收系统无法正常工作, 一般要求地面接收站配备不间断电源 (UPS) 。本文对我台中控机房在线式UPS电源的监控、蓄电池容量及数量的选择和日常维护与保养方法等做一个简单介绍。

UPS电源的基本原理与维护 第6篇

1基本原理组成及分类

1.1 UPS在新疆广电的发展概括

新疆广电局传输机房从90年代就开始使用UPS,第一代国产UPS可以待机30民min,带载1kVA;之后又配备了后备式;到08年升级为2台秀康10kVAUPS(三进三出)并机给设备供电;2014年又更换为2台科华10kVAUPS (三进两出)并机给设备供电。UPS发展至今越来越向智能化、专业化、成熟化和免维护方向发展。随着UPS在广电行业的发展进程,广播电视技术人员只有不断地学习和掌握UPS知识,才能使其更有效地在广播电视行业发挥它应有的贡献。

1.2 UPS基本原理

从原理上说,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,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。UPS电源系统主要由4部分组成:整流模块、储能、逆变器和开关控制。

广播电视行业一些重要的信号播出机房和上载机房一般采用在线式UPS比较符合工作实际。由图1可以看到,在线式UPS的供电方式是在外电正常情况下,经滤波整流稳压后,转变成直流电压,并分成两路,一路直流电通过充电器给蓄电池浮充供电。另一路直流电压通过UPS变换器把直流电转换能交流电,并输出稳定的交流电压。当外电中断时,蓄电池组输出的直流电压送给逆变器,逆变器把电池组送来的直流电转换成交流电,向负载继续提供220V交流电。所以在线式UPS在外电正常和中断其输出功率总是由逆变器提供。在线式UPS不管外电有无逆变器都始终保持着工作状态,外电与电池组进行零切换,保持不间断地给用电设备提供安全、优质地电源。当逆变器出现故障或过载时改由市电旁路供电,采用静态开关,切换时间达微秒级。

1.3特点及分类

在线式UPS的特点是有很宽的输入电压范围,输出电压零切换时间,而且输出电压稳定精度性特别高。在线式UPS的控制电路中,采用输入变压器、输出变压器及光电耦合器件等将“强电”驱动部分与“弱电”控制线路部分从电的角度隔离开来,因而电路的可靠性得到了极大的改善和提高,事故的故障率一般都非常地低。另外在线式UPS输出正弦波的波形失真系数最小,一般小于3%。

UPS的分类方法很多,若按工作原理分为静态式和动态式。动态式UPS由引擎与发电机组构成。动态式UPS现在在各领域中使用得较少。用静态式UPS比较普遍,静态式UPS按电路的结构形式可分为在线式、后备式(或称离线式)及线上交互式三类。

UPS的供电方式又可分为集中供电方式和分散供电方式两种。集中供电方式是指由1台UPS向整个线路中各个负载装置集中供电,其特点是便于管理,布线要求高,可靠性低,成本高。分散供电方式指多台UPS电源对多路负载装置分散供电,特点是不便于管理,布线要求低,可靠性高,成本低。新疆广电局机房UPS供电方式就属于集中供电方式。

2维护

UPS电源系统主要分两大部分:主机和储能电池。

2.1 UPS主机现在一般都是智能型的,它对环境温度要求不是很高,一般环境温度在18-22度为宜。主机设备间要求室内清洁卫生,在新疆气候干燥、风沙大的环境下要对UPS定期进行除尘,否则主机原器件会沉积很厚的灰尘,产生静电,造成设备不正常工作。

主机中的参数在工作状态中不能随意改变,一般在设备安装后由厂家技术人员根据用户的需求设定好各参数的数值。还需注意的是在UPS停机断电时重新启动时,不可带负载启动UPS电源,应先关闭负载空开,等UPS启动正常后在合负载开关,否则会有多个负载的冲击电流和供电电流造成UPS电源瞬间过载,严重时会损坏变换器。另外不能让UPS电源经常处于满载或过载(总的负载最好保持在60～80%效率)。如果长时间超载使用,时常会击穿逆变三极管。

另外工作中的UPS切勿带感性负载,因为其启动功率较大,会造成UPS过载。还有一点要注意的是UPS主机自身会产生大量的热能,这就增加了空调系统的负荷,所以要经常检查主机的风扇,如果风扇坏了,UPS机身产生的热能不能有效地循环,对主机的正常工作带来很大的隐患,还会引起用电量的增加,产生用电浪费。

2.2不间断电源(UPS)系统中,蓄电池是整个系统的支柱,没有电池的UPS只能称作稳压、稳频电源。在市电异常时,逆变器直接将蓄电池的化学能变成交流电能输送出去,使用电设备得以连续工作。如果工作人员对UPS电池疏于照料,通常的后果是电池使用寿命会大幅度缩短,要想延长电池的寿命需要做以下工作。

电池组一般环境最佳温度为21℃。如环境温度值长时间为30℃以上,会影响电池的寿命,因为环境温度的提高,会导致电池内部化学活性增强,从而产生大量的热能,又会反过来促使周围环境温度升高,这种恶性循环,会加速缩短电池的寿命。温度过低将影响电池的输出能力。所以在工作中的UPS电池要求值班人员定时对电池间的环境温度进行巡查。

另外UPS电池平时工作长期处于浮充电状态,时间长了就会造成电池的化学能与电能的转换效率降低,新疆广电局机房每个月对UPS放电2 h。这样做可以防止电池的电解液沉淀,并延迟电池的寿命,电池的最佳使用年限一般为3～5年。

还要注意的是当UPS带载的功率过小时,电池放电不充分或造成深度放电,对电池很不利。还要定期对电池进行检查、测量端电压及单节电压,并做好记录。一旦出现电池电压异常、物理损伤、连接线松动、电解液泄漏等,应及时找出原因并更换出现问题的电池。

3结语

只有在平时的工作中不断学习和维护好UPS,才能使其在工作中发挥它本身的效率。

摘要：本文介绍了UPS电源系统的基本组成、原理,并对如何维护做了详细的阐述。