UPS不間斷電源市電正常時(shí)直流主回路有直流電壓,供給DC-AC交流逆變器,輸出穩定的220VAC交流電壓,同時(shí)市電對電池充電。當市電欠壓或掉電,則由電池組通過(guò)隔離二極管開(kāi)關(guān)向直流回路饋送電能。從電網(wǎng)供電到電池供電沒(méi)有切換時(shí)間。當電池能量即將耗盡時(shí),不間斷電源發(fā)出聲光報警,并在電池放電下限點(diǎn)停止逆變器工作,長(cháng)鳴告警。不間斷電源還有過(guò)載保護功能,當發(fā)生超載(150%負載)時(shí),跳到旁路狀態(tài),并在負載正常時(shí)自動(dòng)返回。
當嚴重超載(超過(guò)200%額定負載)時(shí),不間斷電源立即停止逆變器輸出并跳到旁路狀態(tài),此時(shí)前面空氣開(kāi)關(guān)也可能跳閘。消除故障后,只要合上開(kāi)關(guān),重新開(kāi)機即開(kāi)始恢復工作。為使不間斷電源正常工作,避免在過(guò)載或欠載下運行,電源在開(kāi)機前,首先計算負載容量。FR-UK型不間斷電源按其標稱(chēng)額定功率80%設計阻性負載能力,一般帶計算機負載時(shí)可承受的負載能力按下式估算:式中,P為不間斷電源輸出容量(VA);Pi為第i個(gè)負載伏安數。每套PLC功率:220V×0.5=110VA每臺操作站功率:220V×2A=440VAIBMPC客戶(hù)機及服務(wù)器:220V×1.5A=330VA則總功率:10×110VA+4×440VA+11×330VA=*90VA6490VA/0.8=8112VA因此,在這條生產(chǎn)線(xiàn)上,采用10kVA的不間斷電源比較合適。
2 UPS的性能與指標。供電環(huán)境對UPS的要求，作為電網(wǎng)與負載的中間環(huán)節,UPS要適應當地電網(wǎng)環(huán)境,并且在運行中不能對電網(wǎng)產(chǎn)生不良影響。對電網(wǎng)環(huán)境的適應能力:UPS對電網(wǎng)的適應能力主要指電網(wǎng)電壓的變化、頻率變化、波形失真和各種干擾情況下UPS的運行能力。根據我國電網(wǎng)情況,UPS允許的電壓變化范圍一般為±25%,而且我國電網(wǎng)電壓的頻率也存在著(zhù)不穩定的因素,UPS必須在50Hz±5%范圍內能正常運行,特別是UPS輸入端有降壓變壓器的波形畸變干擾時(shí),UPS的輸入端要有較強的濾波和抗干擾功能。防止UPS對電網(wǎng)的污染:UPS電路中的主要功率部件是逆變器,它產(chǎn)生的高頻干擾最有可能反饋到電網(wǎng)中去。因此,UPS電路本身應該具有去耦、濾波電路。逆變器的前級是整流電路,直接面對電網(wǎng)的污染。所以,技術(shù)人員提出了輸入功率因數校正措施,實(shí)際是一個(gè)有源濾波器。
UPS的輸出應滿(mǎn)足不同負載要求UPS各項輸出性能指標應不低于或優(yōu)于電網(wǎng)電壓的正常指標。輸出電壓額定值:我國一般的用電設備是交流單相220V、三相380V,50Hz。輸出容量:一般用VA表示額定容量,使用時(shí)充分考慮效率。當功率因數只有0.6～0.8,負載有非線(xiàn)性成份時(shí),要留有余量。輸出電壓穩定度:一般在3%～5%。輸出電壓頻率穩定度:一般小于3%即可,當前大多數品牌都能達到±1%。三相輸出時(shí),要求UPS在不平衡負載(100%)下工作時(shí),輸出電壓三相不平衡度應小于2%～3%,相位差120°±2°。輸出電壓波形總諧波失真度:一般應限制在3%～5%內。過(guò)載能力:局部供電配置的UPS容量是有限的。與電網(wǎng)直接供電比較起來(lái)UPS的過(guò)載能力還很低。轉換時(shí)間:一般后備式UPS在電網(wǎng)斷電啟動(dòng)并切換到逆變工作時(shí),對負載的供電會(huì )出現瞬時(shí)斷電的現象。
對于計算機系統,這種斷電時(shí)間必須小于4ms,在線(xiàn)式UPS其轉換時(shí)間可小于0.5ms。UPS的平均無(wú)故障時(shí)間MTBF大多數在幾萬(wàn)至十幾萬(wàn)小時(shí),但這是一種理想情況,實(shí)際上元器件和部件的質(zhì)量、整機配置、生產(chǎn)工藝、運行環(huán)境和維護水平都直接影響它的可靠性。3 UPS的使用和維護實(shí)踐表明,UPS故障有60%是使用或管理不當造成的。因此,全面地掌握UPS的使用技巧,是延長(cháng)UPS使用壽命,提高系統可靠性的重要環(huán)節。UPS的使用嚴格遵守開(kāi)關(guān)機程序和要求開(kāi)機,UPS內部的功率元件都有一定的額定工作電流,沖擊電流過(guò)大,會(huì )使功率元件壽命縮短甚至燒毀。因此開(kāi)機時(shí)應先開(kāi)啟UPS的市電開(kāi)關(guān),再逐一打開(kāi)負載。先開(kāi)沖擊電流大的負載(如顯示器、打印機等),再開(kāi)沖擊電流小的負載,最后開(kāi)啟UPS前面板開(kāi)關(guān)使UPS處于逆變工作狀態(tài)。開(kāi)機時(shí)決不能將所有負載同時(shí)開(kāi)啟,更不能帶載開(kāi)機。
關(guān)機,UPS不允許帶載關(guān)機。應先關(guān)閉負載,讓UPS空載運行幾分鐘,待機內熱量排出后,再按與開(kāi)機相反的順序關(guān)閉UPS。UPS所帶負載功率UPS的最大啟動(dòng)負載最好控制在80%額定輸出功率內。實(shí)踐證明將UPS的負載控制在標稱(chēng)功率的30%～65%之內為最佳。在局域網(wǎng)系統中使用時(shí),一般應將UPS的負載量控制在其額定功率的50%～80%左右,最高不超過(guò)85%,不要把一些根本就沒(méi)有必要進(jìn)行電源保護的設備連接到UPS上,額外加重UPS運行負擔,縮短使用壽命。嚴格控制負載類(lèi)型,在UPS的輸出端接入感性負載如風(fēng)扇、空調、打印機及其它通過(guò)大功率降壓變壓器工作的用電設備往往會(huì )超過(guò)額定電流的3～6倍,從而引起UPS瞬時(shí)超載,也不宜帶可控硅橋式整流或半波整流式負載等。工作溫度及供電條件UPS的電池對溫度要求較高,盡量不要超過(guò)15℃～30℃。為了確保UPS使用安全,與UPS相連的配電柜應使用空氣開(kāi)關(guān)。UPS輸入端的電源電壓、波形、頻率、幅度等也必須滿(mǎn)足要求,否則容易造成工作異?；驌p壞。
UPS的維護要點(diǎn)按照正確的方法維護UPS,可以減少故障率延長(cháng)其使用壽命,提高供電質(zhì)量和工作可靠性。
主機維護應盡量使UPS工作在清潔的環(huán)境中?？諝庵衅〉幕覊m進(jìn)人UPS,會(huì )對其內部器件造成腐蝕或短路,從而影響UPS的正常工作甚至損壞。對于環(huán)境較差的機房,應每半年或一年對UPS內部進(jìn)行除塵和檢查,以防止塵埃*或大功率器件散熱片松動(dòng),使機內溫度升高影響UPS正常工作。負載連接UPS的連接是一個(gè)十分重要的環(huán)節,由于組合電池組電壓很高,存在電擊危險,因此裝卸導電連接條和輸出線(xiàn)時(shí)應有安全保障防止電池接線(xiàn)柱以及連線(xiàn)之間發(fā)生短路,使用的工具應絕緣良好,特別是輸出接點(diǎn)應有防觸摸措施。UPS接入電路時(shí)應嚴格按照規定的極性,以及零線(xiàn)、火線(xiàn)、地線(xiàn)順序和標識等進(jìn)行連接,對于三相UPS還應確保相序準確。蓄電池保養目前使用的UPS蓄電池主要是閥控式鉛酸蓄電池。在實(shí)際應用中因電池故障而導致UPS不能正常工作的機率達30%以上。
因此,正確使用及維護好蓄電池是至關(guān)重要的。
(1)每4～6個(gè)月檢查一次蓄電池組中各電池的端電壓和內阻。若單個(gè)電池的端電壓低于其最低安全電壓或電池內阻大于80mΩ時(shí),應及時(shí)更換或進(jìn)行均衡充電。
(2)避免過(guò)電流充電和過(guò)電壓充電。前者會(huì )損壞電池內部正負極板使電池電量下降;后者會(huì )使電池中電解液的水大量電解,使電解液濃度增大,導致蓄電池壽命縮短甚至燒壞。
(3)避免用快速充電器充電否則會(huì )使蓄電池處于“瞬時(shí)過(guò)流充電”和“瞬時(shí)過(guò)壓充電”狀態(tài)。造成蓄電池可供使用電量下降甚至損壞蓄電池,應該使用具有防過(guò)流和過(guò)壓功能的充電器充電。
(4)避免短路放電或過(guò)度放電。否則會(huì )嚴重損壞蓄電池的再充電能力和蓄電能力,縮短其使用壽命。電池放電后要及時(shí)進(jìn)行再充電。
(5)UPS長(cháng)期處于市電供電狀態(tài)時(shí),應每隔一段時(shí)間對UPS電源進(jìn)行一次人為斷電,使UPS電源在逆變狀態(tài)下工作一段時(shí)間,以激活蓄電池的充放電能力,延長(cháng)其使用壽命。
(6)UPS長(cháng)期不用時(shí)每隔一段時(shí)間須充電一次。蓄電池的充電間隔時(shí)間與環(huán)境溫度密切相關(guān),溫度越高充電時(shí)間間隔越短。
(7)蓄電池應在0～30℃的環(huán)境溫度下使用。環(huán)境溫度過(guò)高,會(huì )縮短其使用壽命;過(guò)低,釋放的電量會(huì )大大減少。
(8)UPS電源，山特UPS總代UPS中在電池供電狀態(tài)下,會(huì )因電池電壓過(guò)低而自動(dòng)關(guān)機。此時(shí)不能再開(kāi)機繼續使用,以免電池因過(guò)度放電而損壞。
(9)UPS處于電池供電的狀態(tài)下,電池放電電流不宜過(guò)小。否則會(huì )造成電池使用壽命的快速縮短和電池內阻的反常增大。
