邢云雷
(中国石油西部管道塔里木输油气分公司,新疆塔里木 841000)
不间断电源系统及其运行维护
邢云雷
(中国石油西部管道塔里木输油气分公司,新疆塔里木 841000)
随着信息技术、计算机技术的快速发展,在各行各业都有所渗透。重要的图像、数据、文字等都由计算机进行储存和处理。于是,对电力的持续供应提出了高要求。在这种情况下,不间断电源系统成为这些设备正常运行中不可缺少的一部分。本文系统的介绍了不间断电源系统的概况,着重阐述了该系统在运行和维护中的技术重点。
不间断电源系统 电力供应 负荷 电池组
不间断电源系统，即UPS(Uninterruptible Power Supply)，这种设备能够为负载提供不间断的电力供应。最初使用在特殊的领域，比如电视台节目的播出系统、医院的手术室、军事国防等方面，当出现紧急情况时，能够实现可靠的电力应急供应。而现在，随着经济社会的发展和科技的进步，UPS在很多行业内蔓延，有了更加广泛的使用。
1 UPS的基本功能
1.1 快速切换功能
为了满足交流电的供给具有连续性，在电网出现异常情况突然断电的时候，要求能够从正常的电网快速切换到UPS上。负载设备对供电稳定性的要求不同，所以在UPS的切换速度上要求也不同。一般情况下，计算机内部的滤波电容所放出的电，只能够使计算机维持10毫秒左右的工作时间。一旦超过这个时间，设备就会进入重启的自检状态。针对于这个情况，UPS必须在停电的10毫秒之内恢复正常的供电。
1.2 提供稳定的电压和准确的频率
供电电源中电压和频率的稳定性，对于计算机系统内部的精密元器件而言是很重要的，直接影响到工作性能。当特殊情况发生时，电压的波动会带来一些影响，电网中的干扰也会给电器设备带来损失。所以，UPS能够起到稳定电压和频率、使电源环境变得洁净的作用。除此之外，部分UPS还具有过电流、过电压的安全报警或自动保护功能。
2 UPS的工作原理
UPS的工作过程是：电源首先经过输入滤波器，将电力中的电磁干扰、尖峰脉冲等进行吸收和抑制，然后分成四种不同的形式进行处理：
第一，到达整流器输入端，在功率团数校正功能的作用下，进行整流处理。
第二，进入UPS锁相同步电路，提取同步信号。当发生停电时逆变器能够对蓄电池产生的直流电进行同步逆变，确保负载供电的同步性和连续性。
第三，UPS经过充电器对蓄电池组进行浮充式充电之后，在电力中断的时候逆变器能够提供充足的逆变电源。浮充电压的设置上，应该是电池组电压的1.125倍。
第四，经过交流旁路供电通道，能够直接到达切换开关的常闭触点上。如此一来，当微处理器或逆变器出现故障时，电力直接向负载进行供电，从而避免了电力的中断。与此同时，蜂鸣器会报警，值班人员要采取措施，体现出UPS的可靠性。
一旦出现电力中断的情况，在微处理器的控制之下，直流变换器就会投入使用，将蓄电池汇总的直流低压变为符合逆变器需求的高压，然后向负载输出标准的交流电源。为了确保在电力中断的时候，UPS内部的控制电路能够正常工作，控制电路所需要的直流电是由蓄电池组的直流电经过变换器的处理而得到的。
3 UPS运行维护的技术要点
想要保持稳定的连续的供电，就要在使用的过程中尽量减少开关的次数，这样能够保护逆变器。经常性的开关，就容易在线路中产生瞬时的电流、电压，一些内部电子器件的抗电流、抗电压能力比较弱，就会增加元件的损坏率。经过相关的实践证明，减少开关次数，能够保护元器件，提高UPS的工作可靠性。
大量的电子元件构成了UPS，所以它的工作环境是有一定要求的。具体来说，要保持良好的通风和清洁度，要有适宜的温度和湿度。只有这样，才能降低故障发生率，延长使用寿命。
根据相关统计，UPS发生故障最多的部位是逆变器，大概占所有故障中的80%。而逆变器发生故障的主要原因在于功率部件，为了提高功率部件的使用质量，往往在制造中会加入快速熔断器。关键问题在于，快速熔断器大多是国外进口，其价格昂贵，急需进行国产化生产。
3.1 UPS在运行过程中的注意事项
第一，对于新购买的UPS，后备蓄电池在充电时要注意均衡性，从而延长蓄电池的使用寿命。
第二，对UPS进行功率匹配时，一定要留有一定的余量。举例而言，UPS的功率是1000W，那么就按照800W的负载功率进行匹配。
第三，使用UPS的正确步骤是：第一步，接通UPS的进相电源。第二步，打开UPS。第三步，打开负载。第四步，关闭负载。第五步，断开UPS电源。
第四，使用UPS时，尽量不要同时使用交流稳压器。如果在特殊情况下必须使用，应该将交流稳压器安装在UPS的前一级。
第五，UPS在使用中不要用柴油发电机进行供电，因为频率的突变不稳，会影响UPS的正常运行。
第六，如果是柜式UPS，应该尽量缩短逆变器到外接电池组之间的距离，同时尽量增大导线的截面积。这样做能够增大导电量，减小线路中的电能损耗。
3.2 UPS在维护过程中的注意事项
第一，每天对UPS的电源连接进行检查，以确保它的连接状况良好。
第二，定期对UPS内部的蓄电池电阻和电压进行检测，确保电池组有足够的使用容量在供电中断的时候使用。对电压和电阻不同的蓄电池，要进行性能激活，从而提高使用寿命。
第三，对使用中的UPS每月检查一次浮充电压，如果单个浮充电压低于2.2V，就要对电池组进行均衡的充电。
第四，每天检查一次UPS的报警开关，当供电停止时，确保开关的警报能够提醒用户。
4 结语
在电力相关的行业中采用UPS，能够在供电中断的情况下将重要的负荷降低至设备可以承受的程度。所以，并不是意味着可以永远不停电或不出现电力故障。就目前UPS的发展，平均的无故障时间能够达到上万小时，能够满足重要的机械设备对供电电源的需求。
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