【摘 要】隨著我國高速公路機(jī)電系統(tǒng)的快速發(fā)展，大量使用了UPS不間斷電源設(shè)備。一方面，因UPS電源系統(tǒng)故障，造成通信中斷或計算機(jī)數(shù)據(jù)丟失的情況，在高速公路機(jī)電設(shè)備故障中時有發(fā)生。另一方面，由于高速公路用電設(shè)備比較分散，大多采取就近取電的用電模式，電源的可靠性和質(zhì)量存在著較大的隱患。UPS在這種條件下使用，必然增加發(fā)生故障的幾率，所以需要加強(qiáng)對UPS的維護(hù)力度，本文就著重討論UPS電源的使用和維護(hù)問題。

1 概述

高速公路機(jī)電系統(tǒng)使用時間長，可靠性要求較高，而高速公路中的UPS電源系統(tǒng)目前還存在較大差距。針對這種情況，筆者在平時的日常工作中發(fā)現(xiàn)，很多的故障情況是由于使用和維護(hù)的不當(dāng)造成的，因此，本文側(cè)重從實際工作的角度，簡要介紹UPS電源及蓄電池的正確的使用和維護(hù)方法，希望能有助于提高高速公路UPS電源設(shè)備的管理水平，減低設(shè)備的故障率，為高速公路機(jī)電系統(tǒng)提供更加穩(wěn)定、可靠的電源保證。

1 UPS電源的使用和維護(hù)

1.1 UPS電源的正確使用

正確合理的使用UPS電源，不但可以降低UPS的故障率，而且能夠有效的延長其使用壽命。UPS在使用中應(yīng)注意以下幾個問題。

注意電網(wǎng)電壓的變化不能超過UPS設(shè)備輸入電壓容許的范圍。UPS輸入電壓變化范圍通常為額定輸入電壓的±15﹪，如電網(wǎng)電壓的波動長時間或頻繁的超出該變化范圍，一般應(yīng)在UPS前端增加交流穩(wěn)壓器等保護(hù)措施。

注意UPS設(shè)備需要足夠的擺放空間并保持室內(nèi)清潔與合適的溫度，否則容易造成主機(jī)故障。特別在夏天，UPS設(shè)備溫度很高，加之缺少通風(fēng)設(shè)備致使UPS故障。專用的UPS電源機(jī)房一般應(yīng)安裝空調(diào)保證其環(huán)境溫度在25度上下。

注意UPS設(shè)備輸出功率應(yīng)和負(fù)載的用電功率相匹配，不管哪種類型的UPS電源都不宜長期處于滿載和輕載狀態(tài)下運行。滿載容易造成UPS逆變器及整流濾波器的損壞。輕載易損壞UPS配置的蓄電池，比較適合的帶載量應(yīng)為UPS電源的額定容量的50﹪-80﹪，否則會使UPS故障明顯增多。UPS電源的輸出功率多用視在功率S（單位千伏安）表示，而用電設(shè)備的功率采用有功功率P（單位瓦）表示，兩者之間的差異主要取決于負(fù)載回路的功率因素及UPS電源設(shè)備的自身效率?？紤]到負(fù)載的功率因素，一般負(fù)載功率最大只能為UPS電源輸出功率的80﹪。因此，應(yīng)當(dāng)使所有接到UPS上的負(fù)荷功率總和不超過UPS額定功率的80﹪，如10千伏安的UPS，其額定輸出的視在功率為10千伏安，但只能提供8千瓦的的負(fù)載有功功率。另外，在計算負(fù)載功率時還需要考慮到某些設(shè)備要求的啟動功率。如打印機(jī)、電動欄桿機(jī)等設(shè)備的啟動功率都大于其額定功率，在計算負(fù)載功率時要充分考慮到這些設(shè)備的因素。

注意掌握UPS電源到發(fā)電機(jī)供電的切換時間。因僅靠電源蓄電池提供電量時間有限，所以高速公路的各個站點基本上都配有發(fā)電機(jī)作為后備電源。很多收費站都是在市電停電后馬上啟動發(fā)電機(jī)發(fā)電，在發(fā)電機(jī)啟動后立即使UPS切換到發(fā)電機(jī)供電，其實這樣做是不科學(xué)的。因為在發(fā)電機(jī)啟動初期，輸出的電壓和頻率都還不夠穩(wěn)定，UPS使用這樣的電源，容易對其造成不良影響，從而縮短其壽命。正確的做法是等發(fā)電機(jī)發(fā)電20分鐘之后，UPS再切換到發(fā)電機(jī)供電是比較適合的。

1.2 UPS電源的正確維護(hù)

為使UPS電源能夠長期穩(wěn)定的運行，除了合理使用UPS電源外，還要做好以下幾方面的日常維護(hù)工作：

注意UPS接地電阻不能大于4歐姆，要經(jīng)常測試接地情況，以確保人身、設(shè)備安全。

注意開關(guān)電源的正確操作。UPS內(nèi)部電器元件的額定工作電流一定，瞬間的的沖擊電路過大也可能造成電器元件的非正常損壞。因此，開機(jī)時不能帶載開機(jī)且應(yīng)逐步加載，正確的操作應(yīng)該是，先開啟UPS的市電輸入開關(guān)，稍后再逐一接通負(fù)載回路開關(guān)，先接通沖擊電流大的負(fù)載，再接通負(fù)載電流小的負(fù)載，最后開啟逆變器開關(guān)，使UPS進(jìn)入正常的工作狀態(tài)。關(guān)機(jī)時先關(guān)閉負(fù)載回路，再關(guān)閉逆變器開關(guān)，最后關(guān)閉UPS市電輸入。

注意不能頻繁的關(guān)閉和開啟UPS電源。最小間隔時間不能少于6秒鐘，否則容易損壞電源。

2 UPS電源蓄電池的使用和維護(hù)

U PS蓄電池作為不間斷電源系統(tǒng)的儲能設(shè)備，是UPS電源的系統(tǒng)的重要部件。如何充分利用電池的后備儲能，盡可能延長電池的使用壽命，這對提高UPS電源的可用性起著關(guān)鍵作用 。目前UPS廠家廣泛采用免維護(hù)的的鉛酸蓄電池，其價格比較昂貴，在高速公路的UPS系統(tǒng)中往往配置長延時電池組，蓄電池的成本甚至超過UPS主機(jī)的成本。在UPS故障中，蓄電池的故障占到30﹪左右。有的收費站停電幾分鐘就出現(xiàn)UPS蓄電池低壓報警，或者UPS電源出現(xiàn)保護(hù)性關(guān)機(jī)、斷電。造成這種情況的直接原因就是蓄電池性能退化。在蓄電池電池組中，即使只有一個電池?fù)p壞，也會影響到整個電池組的充放電性能，致使電池組的后備供電時間遠(yuǎn)小于預(yù)期設(shè)計值。由此可見，正確使用和維護(hù)保養(yǎng)蓄電池是非常重要的。在實際使用過程中，要使蓄電池容量盡可能緩慢衰減，，作為設(shè)備管理者，需要注意下列事項：

2.1 避免蓄電池產(chǎn)生短路放電或過度放電。過度放電會造成蓄電池內(nèi)部極板表面硫化，導(dǎo)致蓄電池內(nèi)阻明顯增大，嚴(yán)重時甚至造成個別電池出現(xiàn)“反極”現(xiàn)象或永久損壞。過度放電即使沒有造成蓄電池永久損壞，也會降低蓄電池的再充電能力和蓄電能力，直接后果就是電池所能提供的電流的能力下降，使用壽命縮短，而且隨著電池組過度放電次數(shù)的增加，電池組的實際容量、供電能力還會不斷下降。為此，UPS設(shè)備都具有電池低電位保護(hù)功能，一般當(dāng)電池放電至10伏左右時，UPS會自動關(guān)機(jī)。此時不能再強(qiáng)行開機(jī)以免過度放電，損壞電池。但是，UPS在輕載或空載條件下放電，這種預(yù)設(shè)的低電位保護(hù)功能對電池則起不到保護(hù)作用。而這種情況仍然會損壞電池組，減低使用壽命。在實際的使用過程中，用戶可根據(jù)負(fù)載大小適當(dāng)調(diào)整UPS低電位保護(hù)的門限電壓。使其稍高于電池放電速率所允許的臨界放電電壓值，負(fù)載越輕，其門限電壓應(yīng)調(diào)越高，盡量減少電池深度放電尤其是小電流深度放電的時間和概率。

2.2 盡量避免蓄電池長期處于浮充狀態(tài)而不放電。如果長期不停電電池會一直處于浮充狀態(tài)而使其活性變差，內(nèi)阻增加，帶載能力下降，從而減少使用壽命。因此，對于很少停電的UPS使用場合，需要定期的讓蓄電池充放電。保持其活性。在不長停電的場合，每個月要對UPS電池進(jìn)行一次淺放電處理，每三個月應(yīng)該進(jìn)行一次中度放電處理，無論停電與否，每9個月要做一次深度放電。以上保養(yǎng)性的放電操作，UPS最好在50﹪以上的負(fù)載下斷開市電，使之處于電池放電狀態(tài)。為了補(bǔ)償使用過程中電池消耗的能量，UPS電源在供給負(fù)載的同時會持續(xù)多電池組充電，為電池組及時補(bǔ)充能量。

2.3 做好電池組的定期檢測與記錄工作。定期對電池進(jìn)行專項保養(yǎng)的主要檢測方法和內(nèi)容：檢查電池組的連接線和端子是否銹蝕和松動，以及電池表面是否有雜物、電池架是否牢固，發(fā)現(xiàn)問題及時處理；觀察電池外觀是否正常，有無鼓脹、漏液等情況，如有上述情況立即更換電池；檢測整組電池組蓄電池的浮充電壓和單個電池浮充電壓是否正常。

2.4 避免電池長期在高溫或低溫環(huán)境下運行。密封免維護(hù)電池要求的運行環(huán)境溫度是15度到25度之間為宜。環(huán)境溫度在25度基礎(chǔ)上沒增加10度，電池壽命減少一般；同時環(huán)境溫度過低也會降低電池的有效放電量。當(dāng)然，多數(shù)情況下主要是避免高溫對設(shè)備造成損害。

3 結(jié)束語

如果UPS系統(tǒng)蓄電池維護(hù)得當(dāng)，使用壽命可打4-7年，而如果不維護(hù)或者維護(hù)不當(dāng)，蓄電池可能很快報廢，前面說過UPS蓄電池的價格是非常昂貴的，所以說正確使用和維護(hù)UPS電源系統(tǒng)所體現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)效益是很明顯的。同時正確使用和維護(hù)UPS電源系統(tǒng)可以很大的提高UPS系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，從而保證高速公路機(jī)電系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運行，真正發(fā)揮其不間斷供電的作用。