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摘要：UPS（Uninterruptible Power Sys-tem），即不间断电源，是一种以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的储能装置。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;当市电断电（停电事故）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交流电，使负载维持正常工作并保护负载不受损坏。UPS电源内部主要由交流整流、逆变输出、电池充电、稳压、自动切换、故障报警等功能模块组成。高端的UPS电源，还带有软件监控、管理和供电故障时关闭计算机系统的功能。
关键词：电力电子设备;UPS电源;应用
引言
随着微型机算机应用的日益普及和信息处理技术的不断发展，在化工行业中的数据核心设备、控制系统、网络、服务器等设备对高品质的供电提出了越来越严格的要求。在计算机运行期间供电中断，将会导致随机存储器中数据的丢失和程序破坏，造成设备控制紊乱丢失，有时甚至会使生产受到巨大影响，造成难以弥补的损失。在目前广泛使用的控制系统中，其内部供电系统都装有高速欠压保护电路，当电网欠压时，微机靠储存在滤波电容中的能量来维持工作，一般能维持半个周期（10 ms ）左右。为了避免存储器中数据的丢失，这就要求一旦市电发生瞬时断电时，必须要有一种电源系统能在小于 10 ms 的时间间隔内重新送电，以保证微机系统的正常运行。微机除了要求供电系统具有连续可靠性之外，还要求市电的输出应保持良好的正弦波波形，而且不带干扰。交流市电电网波动较大，严重的干扰常常会造成计算机的计算错误和数据丢失，并导致数据通讯处理系统的损坏，给用户造成重大损失，因此，必须采用高供电质量的 UPS电源。
1采用大容量 UPS 电源的必要性
早期的控制系统没有配备 UPS 电源供电，而是直接接入市电，在用电高峰期和用电低谷期电源电压相差悬殊，并且在每年雷雨季节到来时，由于雷电使外电闪落现象非常严重，这些因素直接影响到设备的安全运行，尤其是对于那些精密板卡更是致命的威胁，由于以上因素曾导致设备板卡损坏而造成长时间故障，对生产连续性工作造成了不小的损失。为此经过认真分析研究，认为必须采取措施使电源电压始终稳定在一个合理的区间。配备 UPS 电源是首要选择，但是由于大部分控制系统容量较大，小容量 UPS 无法带动全部负载，所以配备大容量UPS 来为控制系统供电非常有其必要性。
2UPS 电源的选择
在选择UPS电源或评价一台UPS电源的优劣时，要根据电网条件、用电环境、自然环境、用电设备的特殊要求、使用维护水平等因素来综合考虑。1）UPS 容量的选择最大输出负载容量是选择UPS电源时首先要考虑的一项非常重要的指标。容量越大，表示可同时接入到UPS电源上使用的设备越多。通常要根据所用设备总负载量的统计值来选择所需的UPS电源的输出功率（kVA值），为尽可能地延长UPS电源的使用寿命，一般推荐负载量占UPS电源输出功率的60%-70%为宜。确定UPS功率的方法是：UPS功率=实际设备功率×安全系数。其中，安全系数是为了满足大型设备启动时的电流要求，一般选1.5。除考虑目前实际负载以外，还要考虑今后设备的增加所带来的增容问题。因此，UPS电源的功率应在现有负载的基础上再增加15%的余量，并尽可能选用单台大容量UPS。需要注意的是，不可一味地追求大容量，容量越大，UPS的体积也越大，价格也更昂贵，要根据实际情况进行选择。2）蓄电池的选择蓄电池是UPS电源系统的一个重要组成部分，它的优劣直接关系到整个UPS电源系统的可靠程度。同时，由于它价格较高、易出现故障等原因，故UPS蓄电池的选择不仅关系到经济成本问题，还直接影响UPS电源的不间断供电能力。在计算需要多少节蓄电池提供后备能源的时候，首先需要确定需要多长时间的后备时间。UPS电池后备时间确定的主要依据是市电供电类别，不同的供电类别，蓄电池的后备时间是不同的，见表1。由于电池后备时间受电池成本、安装空间、回冲时间等因素的限制，大多数UPS蓄电池后备时间以不超过2小时为宜。确定后备时间以后，就可以进行蓄电池容量计算了。在负载一定时，蓄电池容量可依以下公式计算：C=W×T/（Ef×η×Vf）其中：C表示蓄电池容量（AH）;W表示负载容量（W）;T表示放电时间（h）;Ef表示机器转换效率（约0.6-0.75）;η表示蓄电池放电效率（约0.7-0.8）;Vf表示机器截止电压（V）。在实际工作中，也可以按照以下公式进行粗略计算：所需蓄电池安时数（AH）=UPS电源功率（VA）×延时时间（H）÷UPS启动直流电压（V）。
4UPS在实际使用过程中的维护管理
UPS日常维护管理分为定期检修、蓄电池充放电、更换电池三部分。1）定期检修的主要工作为对UPS机箱内部定期检查、清洁，查看电缆接线螺丝有无松动和打火痕迹，内部电路板上的焊点有无变色脱焊等情况。除此之外在UPS运行过程中，也要定时巡机查看UPS各项参数是否正常，并作记录，通过比较不同时期的参数就可以掌握UPS的运行情况，做到隐患及时发现并得到有效处置。2）蓄电池定期充放电;每一个季度应对UPS蓄电池组进行一次充放电实验，通过对蓄电池组的充放电动作来激活电池的性能，并可以延长蓄电池的使用寿命，同时可以观察蓄电池带负载运行的时间有无减少，做到对蓄电池的寿命心中有数。3）蓄电池的更换;当蓄电池带负载运行的时间大大少于规定的时间、UPS报警并小屏幕显示需要更换电池或者检查发现蓄电池有明显鼓包时，就需要更换蓄电池组，更换时应注意以下事项：更换电池的型号、节数应与更换前保持一致;应同时更换整组电池，而不可以只更换个别电池;不能将不同品牌型号和参数的电池放在一起使用。全部电池更换完成后，应按照原装图纸进行接线恢复，确认无误后，在空载的情况下先合通市电，正常后再合入蓄电池组，空载运行正常后最后开启负载，观察UPS各项参数并记录。
5在线式 UPS 并机运行方式
目前通信机房普遍采用的 UPS运行方式，为两台（或两台以上）并列式 UPS 系统，旁路电源均由市电引入，两台并列式运行的 UPS 设备总输出负荷，不能超过一台 UPS 设备输出的额定容量。这种两台并列式 UPS 系统运行方式的优点：当一台设备故障时，另一台设备承担给负载供电任务。这种运行方式的缺点：a.UPS利用率低、电费高、成本高。两台 UPS额定容量，只能当一台使用，在提高 UPS 供电系统可靠性的同时，损失了 UPS 设备的利用率。b. 单电源设备重要用户得不到有效保护。当UPS 故障转旁路供电时，旁路市电供电不可靠，当市电波动较大或闪断时，会影响负载的正常运行或中断，给用户造成重大损失。c.机柜间有效面积利用率低，机房环境控制（温度、湿度）投资大，能耗大。同一个电源机房往往有多套并联运行的 UPS 系统，各系统负载容量都只能是安装容量的一半以下，投资成本高、利用率低，對机房有效使用面积占有率高，同时由于 UPS 散热量大，对机房环境控制投资也会相应加大。那么，有什么方法能够在保证重要负载用电安全的前提下，提高各系统设备的利用率，减少投资、提高机房有效利用面积，降低能耗，这是个很值得探讨的问题。
结语
UPS电源对控制系统及IT设备的安全运行提供了有效、可靠的保障。我们要从UPS的选择、日常管理、运行维护等环节对UPS电源的整个生命周期予以关注，提高对UPS电源的维护技能，为控制系统及IT设备的稳定运行奠定基础。
参考文献
[1]赵鹤群.UPS电源供电可靠性相关分析[J].电子技术与软件工程，2017（22）：239.
[2]王作宾，张大伟.UPS电源的发展现状分析[J].西部广播电视，2017（23）：221-222.
[3]王亮.浅谈UPS电源及蓄电池选型配置维护保养[J].中国新通信，2017，19（21）：158.
关键词：电力电子设备;UPS电源;应用
引言
随着微型机算机应用的日益普及和信息处理技术的不断发展，在化工行业中的数据核心设备、控制系统、网络、服务器等设备对高品质的供电提出了越来越严格的要求。在计算机运行期间供电中断，将会导致随机存储器中数据的丢失和程序破坏，造成设备控制紊乱丢失，有时甚至会使生产受到巨大影响，造成难以弥补的损失。在目前广泛使用的控制系统中，其内部供电系统都装有高速欠压保护电路，当电网欠压时，微机靠储存在滤波电容中的能量来维持工作，一般能维持半个周期（10 ms ）左右。为了避免存储器中数据的丢失，这就要求一旦市电发生瞬时断电时，必须要有一种电源系统能在小于 10 ms 的时间间隔内重新送电，以保证微机系统的正常运行。微机除了要求供电系统具有连续可靠性之外，还要求市电的输出应保持良好的正弦波波形，而且不带干扰。交流市电电网波动较大，严重的干扰常常会造成计算机的计算错误和数据丢失，并导致数据通讯处理系统的损坏，给用户造成重大损失，因此，必须采用高供电质量的 UPS电源。
1采用大容量 UPS 电源的必要性
早期的控制系统没有配备 UPS 电源供电，而是直接接入市电，在用电高峰期和用电低谷期电源电压相差悬殊，并且在每年雷雨季节到来时，由于雷电使外电闪落现象非常严重，这些因素直接影响到设备的安全运行，尤其是对于那些精密板卡更是致命的威胁，由于以上因素曾导致设备板卡损坏而造成长时间故障，对生产连续性工作造成了不小的损失。为此经过认真分析研究，认为必须采取措施使电源电压始终稳定在一个合理的区间。配备 UPS 电源是首要选择，但是由于大部分控制系统容量较大，小容量 UPS 无法带动全部负载，所以配备大容量UPS 来为控制系统供电非常有其必要性。
2UPS 电源的选择
在选择UPS电源或评价一台UPS电源的优劣时，要根据电网条件、用电环境、自然环境、用电设备的特殊要求、使用维护水平等因素来综合考虑。1）UPS 容量的选择最大输出负载容量是选择UPS电源时首先要考虑的一项非常重要的指标。容量越大，表示可同时接入到UPS电源上使用的设备越多。通常要根据所用设备总负载量的统计值来选择所需的UPS电源的输出功率（kVA值），为尽可能地延长UPS电源的使用寿命，一般推荐负载量占UPS电源输出功率的60%-70%为宜。确定UPS功率的方法是：UPS功率=实际设备功率×安全系数。其中，安全系数是为了满足大型设备启动时的电流要求，一般选1.5。除考虑目前实际负载以外，还要考虑今后设备的增加所带来的增容问题。因此，UPS电源的功率应在现有负载的基础上再增加15%的余量，并尽可能选用单台大容量UPS。需要注意的是，不可一味地追求大容量，容量越大，UPS的体积也越大，价格也更昂贵，要根据实际情况进行选择。2）蓄电池的选择蓄电池是UPS电源系统的一个重要组成部分，它的优劣直接关系到整个UPS电源系统的可靠程度。同时，由于它价格较高、易出现故障等原因，故UPS蓄电池的选择不仅关系到经济成本问题，还直接影响UPS电源的不间断供电能力。在计算需要多少节蓄电池提供后备能源的时候，首先需要确定需要多长时间的后备时间。UPS电池后备时间确定的主要依据是市电供电类别，不同的供电类别，蓄电池的后备时间是不同的，见表1。由于电池后备时间受电池成本、安装空间、回冲时间等因素的限制，大多数UPS蓄电池后备时间以不超过2小时为宜。确定后备时间以后，就可以进行蓄电池容量计算了。在负载一定时，蓄电池容量可依以下公式计算：C=W×T/（Ef×η×Vf）其中：C表示蓄电池容量（AH）;W表示负载容量（W）;T表示放电时间（h）;Ef表示机器转换效率（约0.6-0.75）;η表示蓄电池放电效率（约0.7-0.8）;Vf表示机器截止电压（V）。在实际工作中，也可以按照以下公式进行粗略计算：所需蓄电池安时数（AH）=UPS电源功率（VA）×延时时间（H）÷UPS启动直流电压（V）。
4UPS在实际使用过程中的维护管理
UPS日常维护管理分为定期检修、蓄电池充放电、更换电池三部分。1）定期检修的主要工作为对UPS机箱内部定期检查、清洁，查看电缆接线螺丝有无松动和打火痕迹，内部电路板上的焊点有无变色脱焊等情况。除此之外在UPS运行过程中，也要定时巡机查看UPS各项参数是否正常，并作记录，通过比较不同时期的参数就可以掌握UPS的运行情况，做到隐患及时发现并得到有效处置。2）蓄电池定期充放电;每一个季度应对UPS蓄电池组进行一次充放电实验，通过对蓄电池组的充放电动作来激活电池的性能，并可以延长蓄电池的使用寿命，同时可以观察蓄电池带负载运行的时间有无减少，做到对蓄电池的寿命心中有数。3）蓄电池的更换;当蓄电池带负载运行的时间大大少于规定的时间、UPS报警并小屏幕显示需要更换电池或者检查发现蓄电池有明显鼓包时，就需要更换蓄电池组，更换时应注意以下事项：更换电池的型号、节数应与更换前保持一致;应同时更换整组电池，而不可以只更换个别电池;不能将不同品牌型号和参数的电池放在一起使用。全部电池更换完成后，应按照原装图纸进行接线恢复，确认无误后，在空载的情况下先合通市电，正常后再合入蓄电池组，空载运行正常后最后开启负载，观察UPS各项参数并记录。
5在线式 UPS 并机运行方式
目前通信机房普遍采用的 UPS运行方式，为两台（或两台以上）并列式 UPS 系统，旁路电源均由市电引入，两台并列式运行的 UPS 设备总输出负荷，不能超过一台 UPS 设备输出的额定容量。这种两台并列式 UPS 系统运行方式的优点：当一台设备故障时，另一台设备承担给负载供电任务。这种运行方式的缺点：a.UPS利用率低、电费高、成本高。两台 UPS额定容量，只能当一台使用，在提高 UPS 供电系统可靠性的同时，损失了 UPS 设备的利用率。b. 单电源设备重要用户得不到有效保护。当UPS 故障转旁路供电时，旁路市电供电不可靠，当市电波动较大或闪断时，会影响负载的正常运行或中断，给用户造成重大损失。c.机柜间有效面积利用率低，机房环境控制（温度、湿度）投资大，能耗大。同一个电源机房往往有多套并联运行的 UPS 系统，各系统负载容量都只能是安装容量的一半以下，投资成本高、利用率低，對机房有效使用面积占有率高，同时由于 UPS 散热量大，对机房环境控制投资也会相应加大。那么，有什么方法能够在保证重要负载用电安全的前提下，提高各系统设备的利用率，减少投资、提高机房有效利用面积，降低能耗，这是个很值得探讨的问题。
结语
UPS电源对控制系统及IT设备的安全运行提供了有效、可靠的保障。我们要从UPS的选择、日常管理、运行维护等环节对UPS电源的整个生命周期予以关注，提高对UPS电源的维护技能，为控制系统及IT设备的稳定运行奠定基础。
参考文献
[1]赵鹤群.UPS电源供电可靠性相关分析[J].电子技术与软件工程，2017（22）：239.
[2]王作宾，张大伟.UPS电源的发展现状分析[J].西部广播电视，2017（23）：221-222.
[3]王亮.浅谈UPS电源及蓄电池选型配置维护保养[J].中国新通信，2017，19（21）：158.