淺談UPS不間斷電源系統(tǒng)應(yīng)用及其運(yùn)行維護(hù)

摘要：本文結(jié)合UPS不間斷電源的使用現(xiàn)狀，針對UPS的應(yīng)用說明了運(yùn)行維護(hù)注意的內(nèi)容，以利于提升UPS的使用效果，發(fā)揮UPS的作用。1.UPS的使用現(xiàn)狀由于技術(shù)的進(jìn)步，近年來出現(xiàn)了許多大功率、高性能的UPS,并且應(yīng)用于工礦企業(yè)以及數(shù)據(jù)中心中。UPS的應(yīng)用，保證了工礦企業(yè)和數(shù)據(jù)中心用戶使用的自動化控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的用電安全，運(yùn)行中不會由于供電發(fā)生中斷而引發(fā)的存儲器內(nèi)運(yùn)行數(shù)據(jù)的丟失和程序的損壞，自動化運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)依然可以正常運(yùn)行，減少了經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)前，國內(nèi)工礦企業(yè)和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的UPS多為進(jìn)口品牌的產(chǎn)品，國產(chǎn)品牌的占有率也逐漸增加。目前應(yīng)用比較廣泛，產(chǎn)銷量較大、供電質(zhì)量可靠的UPS電源多為雙變換在線式不間斷電源，這類產(chǎn)品使用范圍大，應(yīng)用領(lǐng)域廣。提高UPS的維護(hù)水平，可以保證UPS的應(yīng)用效果，延長UPS的使用壽UPS主要部件有整流器、逆變器、靜態(tài)旁路以及儲能裝置——蓄電池等。當(dāng)UPS在電網(wǎng)供電正常時(shí)，通過整流器將交流電變換成直流電，再經(jīng)過濾波、穩(wěn)壓，將波形穩(wěn)定的直流電傳送給逆變器，受到脈寬調(diào)制信號的作用，直流電源被放大變?yōu)槊}寬調(diào)制脈沖，經(jīng)過逆變器輸出濾波后，得到穩(wěn)壓、穩(wěn)頻的交流電。同時(shí)，為維持蓄電池的能量，整流后的直流電通過充電器給蓄電池充電。當(dāng)發(fā)生市電異?；蛑袛鄷r(shí)，交流電的輸入被切斷，整流器不再工作，此時(shí)蓄電池放電把能量輸送到逆變器，再由逆變器把直流電變成交流電，供負(fù)載使用。因此，對負(fù)載來說，盡管市電已不復(fù)存在，但此時(shí)負(fù)載并未因市電中斷而停運(yùn)，仍可以正常運(yùn)行。當(dāng)動切換到靜態(tài)旁路，采用市電直接供電的方式給負(fù)載提供電源。3.UPS的運(yùn)行維護(hù)首先，在選定UPS容量的時(shí)候，要考慮負(fù)載量。盡管很多廠家生產(chǎn)的UPS能夠做到在100%負(fù)載下長期運(yùn)行，但是不建議UPS長期在滿負(fù)載狀態(tài)下工作，會造成UPS整流器及逆變器的過熱，影響UPS的使用壽命。除此之外，還會影響到將來系統(tǒng)增容問題。也不能過度輕負(fù)荷運(yùn)行，因?yàn)閁PS帶載過輕有可能造成停電時(shí)電池的深度放電，會明顯降低電池的使用壽命。負(fù)載量控制在額定容量的50%～80%較為理想，目前市面上使用較多的高頻機(jī)在25%負(fù)載下的整機(jī)效率也高達(dá)94%以上，不必?fù)?dān)心整機(jī)效率過低的問題。啟/停的瞬間由于電流過大，會燒毀逆變器的末級驅(qū)動元件。所以為了減少UPS故障要杜絕UPS在頻繁開/關(guān)機(jī)條件下使用。在運(yùn)行中，還要盡量減少不間斷電源從旁路供電切換到逆變器供電的頻率，由于從旁路供電切換到逆變器供電時(shí)，難以保證這兩種不同性質(zhì)的交流電源的頻率、相位和波形畸變度一致，如果這些參數(shù)任一發(fā)生超差，就會在旁路電源和逆變器電源兩條回路之間形成環(huán)流，過大的環(huán)流會損壞逆變器和靜態(tài)旁路開關(guān)元件。在實(shí)際應(yīng)用中，如果旁路供電與逆變器供電之間存在多次轉(zhuǎn)換現(xiàn)象，UPS易發(fā)生損壞。整流器、逆變器和靜態(tài)旁路是保證UPS正常使用的關(guān)鍵部件，所以對這方面的管理特別重要。因此，針對UPS故障的高發(fā)原因要注意盡量減少旁路供電與最后，為了保證UPS的穩(wěn)定使用，需要注重日常的維護(hù)管理，要定期對UPS進(jìn)行維護(hù)，維護(hù)的重點(diǎn)是確定輸入、輸出、電池側(cè)的接線情況，觀察接線柱是否設(shè)備，專門對設(shè)備做一次清潔是很有必要的。在長期的維護(hù)工作中，有時(shí)會碰到電路板的報(bào)警，如果對該電路板重新插拔，清潔掉電路板插針周圍的灰塵，電路另外，還要保證UPS處于適當(dāng)?shù)墓ぷ鳝h(huán)境溫度和濕度有一定的要求。溫度偏高，易使機(jī)器散熱不暢，使晶體管的工作參數(shù)產(chǎn)生漂移，影響電路的穩(wěn)定性和可靠性，嚴(yán)重時(shí)還可造成元器件的擊穿損壞。設(shè)備在長期運(yùn)行工作期間，機(jī)器溫度控制在18℃~25℃之間較為適宜。濕度對通信設(shè)備的影響也很大?？諝獬睗?，易引起設(shè)備的金屬部件和插接件管部件產(chǎn)生銹蝕，并引起電路板、插接件和布線的絕緣降低，嚴(yán)重時(shí)還可造成電路短路?？諝馓稍镉秩菀滓痨o電效應(yīng)，威脅設(shè)備的安全。為了保持房間的相對濕度符合標(biāo)準(zhǔn)，可根據(jù)具體情況配置加濕器或抽濕機(jī)。加濕器和抽濕機(jī)可根據(jù)房間內(nèi)溫度計(jì)的顯示數(shù)據(jù)隨時(shí)調(diào)整。一般說來，機(jī)房內(nèi)的相對濕度保持在40%～60%范圍內(nèi)較為適宜。3.2蓄電池的運(yùn)行維護(hù)蓄電池是UPS系統(tǒng)的儲能裝置，是關(guān)鍵部位，要保證不間斷電源功能的實(shí)現(xiàn)，少不了儲能裝置。缺少電池的UPS僅可以看作是穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源。UPS可以實(shí)現(xiàn)不間斷供電是蓄電池的作用，在外部供電異常時(shí)，通過逆變器將蓄電池的直流電轉(zhuǎn)化用交流電，由于有電能的保證可以使負(fù)載設(shè)備連續(xù)得以運(yùn)行。在當(dāng)前設(shè)計(jì)的不間斷電源多采用閥控式密封鉛酸免維護(hù)蓄電池，在蓄電池使用過程中無需添加電對蓄電池在日常應(yīng)用中缺少必要的管理，會發(fā)生由于維護(hù)不到位引發(fā)的故障。在日常管理中要意識到蓄電池的使用與維護(hù)效果會影響到UPS的可靠性與穩(wěn)定性?？紤]到蓄電池存在多種型號，所以在維護(hù)時(shí)要考慮到系統(tǒng)的可靠性，對于投資少、可靠性要求高的環(huán)境，可以選用短壽命的蓄電池；對于可靠性要求高的系統(tǒng)，要選擇長壽命的蓄電池。在維護(hù)中要注意定期檢查蓄電池的端電壓，還要特別關(guān)注內(nèi)阻，由于內(nèi)阻可以體現(xiàn)出蓄電池的運(yùn)行狀況，所以為了保證電池的容量特性，需要保證蓄電池組具有足夠的容量，這可以保證供電中斷后的使用效果，還要注意檢查電池的連接情況，如果內(nèi)阻發(fā)生異常，需要由廠家專業(yè)人事維護(hù)。期中斷再供電，以激活蓄電池的充放電能力，延長其使用壽命。加強(qiáng)對蓄電池的運(yùn)行和性能這兩方面的監(jiān)測，建議配置蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng) (簡稱BMS),BMS可以實(shí)時(shí)地監(jiān)視蓄電池的外部條件和運(yùn)行參數(shù)，例如電池的組電壓、單只電池電壓、單只電池內(nèi)阻、充放電電流、溫度等參數(shù)。由于UPS在使用中，溫度和電壓對電池的使用壽命影響最大。溫度的升高和電壓的浮動都會加速電池極板的腐蝕和電解液的消耗，從而減少了電池的使用壽命。4.結(jié)束語UPS在保證電力連續(xù)性方面發(fā)揮著重要的作用，為了保證UPS的應(yīng)用效果，在日常使用