邢云雷

(中國石油西部管道塔里木輸油氣分公司,新疆塔里木 841000)

不間斷電源系統(tǒng)及其運行維護

邢云雷

(中國石油西部管道塔里木輸油氣分公司,新疆塔里木 841000)

隨著信息技術(shù)、計算機技術(shù)的快速發(fā)展,在各行各業(yè)都有所滲透。重要的圖像、數(shù)據(jù)、文字等都由計算機進行儲存和處理。于是,對電力的持續(xù)供應提出了高要求。在這種情況下,不間斷電源系統(tǒng)成為這些設備正常運行中不可缺少的一部分。本文系統(tǒng)的介紹了不間斷電源系統(tǒng)的概況,著重闡述了該系統(tǒng)在運行和維護中的技術(shù)重點。

不間斷電源系統(tǒng) 電力供應 負荷 電池組

不間斷電源系統(tǒng)，即UPS(Uninterruptible Power Supply)，這種設備能夠為負載提供不間斷的電力供應。最初使用在特殊的領(lǐng)域，比如電視臺節(jié)目的播出系統(tǒng)、醫(yī)院的手術(shù)室、軍事國防等方面，當出現(xiàn)緊急情況時，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的電力應急供應。而現(xiàn)在，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展和科技的進步，UPS在很多行業(yè)內(nèi)蔓延，有了更加廣泛的使用。

1 UPS的基本功能

1.1 快速切換功能

為了滿足交流電的供給具有連續(xù)性，在電網(wǎng)出現(xiàn)異常情況突然斷電的時候，要求能夠從正常的電網(wǎng)快速切換到UPS上。負載設備對供電穩(wěn)定性的要求不同，所以在UPS的切換速度上要求也不同。一般情況下，計算機內(nèi)部的濾波電容所放出的電，只能夠使計算機維持10毫秒左右的工作時間。一旦超過這個時間，設備就會進入重啟的自檢狀態(tài)。針對于這個情況，UPS必須在停電的10毫秒之內(nèi)恢復正常的供電。

1.2 提供穩(wěn)定的電壓和準確的頻率

供電電源中電壓和頻率的穩(wěn)定性，對于計算機系統(tǒng)內(nèi)部的精密元器件而言是很重要的，直接影響到工作性能。當特殊情況發(fā)生時，電壓的波動會帶來一些影響，電網(wǎng)中的干擾也會給電器設備帶來損失。所以，UPS能夠起到穩(wěn)定電壓和頻率、使電源環(huán)境變得潔凈的作用。除此之外，部分UPS還具有過電流、過電壓的安全報警或自動保護功能。

2 UPS的工作原理

UPS的工作過程是：電源首先經(jīng)過輸入濾波器，將電力中的電磁干擾、尖峰脈沖等進行吸收和抑制，然后分成四種不同的形式進行處理：

第一，到達整流器輸入端，在功率團數(shù)校正功能的作用下，進行整流處理。

第二，進入UPS鎖相同步電路，提取同步信號。當發(fā)生停電時逆變器能夠?qū)π铍姵禺a(chǎn)生的直流電進行同步逆變，確保負載供電的同步性和連續(xù)性。

第三，UPS經(jīng)過充電器對蓄電池組進行浮充式充電之后，在電力中斷的時候逆變器能夠提供充足的逆變電源。浮充電壓的設置上，應該是電池組電壓的1.125倍。

第四，經(jīng)過交流旁路供電通道，能夠直接到達切換開關(guān)的常閉觸點上。如此一來，當微處理器或逆變器出現(xiàn)故障時，電力直接向負載進行供電，從而避免了電力的中斷。與此同時，蜂鳴器會報警，值班人員要采取措施，體現(xiàn)出UPS的可靠性。

一旦出現(xiàn)電力中斷的情況，在微處理器的控制之下，直流變換器就會投入使用，將蓄電池匯總的直流低壓變?yōu)榉夏孀兤餍枨蟮母邏海缓笙蜇撦d輸出標準的交流電源。為了確保在電力中斷的時候，UPS內(nèi)部的控制電路能夠正常工作，控制電路所需要的直流電是由蓄電池組的直流電經(jīng)過變換器的處理而得到的。

3 UPS運行維護的技術(shù)要點

想要保持穩(wěn)定的連續(xù)的供電，就要在使用的過程中盡量減少開關(guān)的次數(shù)，這樣能夠保護逆變器。經(jīng)常性的開關(guān)，就容易在線路中產(chǎn)生瞬時的電流、電壓，一些內(nèi)部電子器件的抗電流、抗電壓能力比較弱，就會增加元件的損壞率。經(jīng)過相關(guān)的實踐證明，減少開關(guān)次數(shù)，能夠保護元器件，提高UPS的工作可靠性。

大量的電子元件構(gòu)成了UPS，所以它的工作環(huán)境是有一定要求的。具體來說，要保持良好的通風和清潔度，要有適宜的溫度和濕度。只有這樣，才能降低故障發(fā)生率，延長使用壽命。

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，UPS發(fā)生故障最多的部位是逆變器，大概占所有故障中的80%。而逆變器發(fā)生故障的主要原因在于功率部件，為了提高功率部件的使用質(zhì)量，往往在制造中會加入快速熔斷器。關(guān)鍵問題在于，快速熔斷器大多是國外進口，其價格昂貴，急需進行國產(chǎn)化生產(chǎn)。

3.1 UPS在運行過程中的注意事項

第一，對于新購買的UPS，后備蓄電池在充電時要注意均衡性，從而延長蓄電池的使用壽命。

第二，對UPS進行功率匹配時，一定要留有一定的余量。舉例而言，UPS的功率是1000W，那么就按照800W的負載功率進行匹配。

第三，使用UPS的正確步驟是：第一步，接通UPS的進相電源。第二步，打開UPS。第三步，打開負載。第四步，關(guān)閉負載。第五步，斷開UPS電源。

第四，使用UPS時，盡量不要同時使用交流穩(wěn)壓器。如果在特殊情況下必須使用，應該將交流穩(wěn)壓器安裝在UPS的前一級。

第五，UPS在使用中不要用柴油發(fā)電機進行供電，因為頻率的突變不穩(wěn)，會影響UPS的正常運行。

第六，如果是柜式UPS，應該盡量縮短逆變器到外接電池組之間的距離，同時盡量增大導線的截面積。這樣做能夠增大導電量，減小線路中的電能損耗。

3.2 UPS在維護過程中的注意事項

第一，每天對UPS的電源連接進行檢查，以確保它的連接狀況良好。

第二，定期對UPS內(nèi)部的蓄電池電阻和電壓進行檢測，確保電池組有足夠的使用容量在供電中斷的時候使用。對電壓和電阻不同的蓄電池，要進行性能激活，從而提高使用壽命。

第三，對使用中的UPS每月檢查一次浮充電壓，如果單個浮充電壓低于2.2V，就要對電池組進行均衡的充電。

第四，每天檢查一次UPS的報警開關(guān)，當供電停止時，確保開關(guān)的警報能夠提醒用戶。

4 結(jié)語

在電力相關(guān)的行業(yè)中采用UPS，能夠在供電中斷的情況下將重要的負荷降低至設備可以承受的程度。所以，并不是意味著可以永遠不停電或不出現(xiàn)電力故障。就目前UPS的發(fā)展，平均的無故障時間能夠達到上萬小時，能夠滿足重要的機械設備對供電電源的需求。

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