UPS不間斷電源分析和維護(hù)方法

畢鷺建

摘 要：近些年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，人們對(duì)于電力的應(yīng)用程度越來(lái)越廣泛，同時(shí)對(duì)于電力的應(yīng)用要求也越來(lái)越高。UPS不間斷電源是一種能夠確保用電質(zhì)量的現(xiàn)代化用電設(shè)備，隨著近年人們對(duì)于用電質(zhì)量的關(guān)注，對(duì)于UPS不間斷電源的研究已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代化電力企業(yè)研究的重點(diǎn)項(xiàng)目。本文主要針對(duì)UPS不間斷電源的原理進(jìn)行分析以及對(duì)其維護(hù)方法進(jìn)行了討論和研究。

關(guān)鍵詞：UPS不間斷電源；維護(hù)方法；原理分析

中圖分類號(hào)：TN86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0.引言

隨著電力逐漸應(yīng)用到生產(chǎn)和生活當(dāng)中的各個(gè)領(lǐng)域，許多情況下需要保證用電設(shè)備能夠保持良好的持續(xù)供電，而要保證用電設(shè)備能夠持續(xù)供電，就要確保其在使用過(guò)程當(dāng)中能夠不斷電。例如在一些企業(yè)當(dāng)中對(duì)于生產(chǎn)需要設(shè)備不僅能夠確保不斷電，同時(shí)還要求這些設(shè)備的電壓、頻率能夠保持在穩(wěn)定的狀態(tài)中，從而確保生產(chǎn)工作不受影響。因此對(duì)于使用UPS不間斷電源的企業(yè)來(lái)說(shuō)，要對(duì)這種設(shè)備有充分地了解，明確其原理，并且結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)其進(jìn)行維護(hù)。

1. UPS不間斷電源的類型分析

1.1 后備式UPS不間斷電源

這種UPS不間斷電源是如果外電能夠正常運(yùn)行，那么在外電通過(guò)濾波以及抗浪涌無(wú)源濾波器處理之后會(huì)被輸送到負(fù)載中，并且其電池也可以積蓄電能。如果供電發(fā)生故障，設(shè)備無(wú)法繼續(xù)工作，那么后備式UPS的逆變器就會(huì)打開(kāi)，之前積蓄在電池當(dāng)中的電壓會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)換，被逆向傳送回負(fù)載，然后作用于設(shè)備。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，電壓的轉(zhuǎn)變會(huì)消耗一定的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間主要是由逆變器和繼電器所決定的。這種UPS不間斷電源雖然價(jià)格較低，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易生產(chǎn)，但是由于其電壓轉(zhuǎn)換的時(shí)間較長(zhǎng)，并且在轉(zhuǎn)換過(guò)程當(dāng)中有一定的損耗，因此輸出的供電質(zhì)量并不是很理想，不會(huì)應(yīng)用到一些比較重要的用電設(shè)備當(dāng)中。

1.2 在線式UPS不間斷電源

在線式主要包括有兩種，第一種是三端口的UPS不間斷電源，這類主要是通過(guò)類似于鐵磁諧振穩(wěn)壓變壓器的原理實(shí)現(xiàn)，其主要包括有3個(gè)繞組，分別為輸出、外電、雙向繞組。另外，三端口UPS不間斷電源的最主要的核心部分是雙向逆變器，即常見(jiàn)的整流逆變器，其主要作用是在供電正常時(shí)能夠發(fā)揮整流的作用，從而確保電力系統(tǒng)的負(fù)載正常，同時(shí)保證蓄電池能夠發(fā)揮其充電功能。當(dāng)供電發(fā)生異常停止供電時(shí)，設(shè)備的逆變功能啟動(dòng)，存儲(chǔ)的直流電壓能夠在較短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟妷骸?/p>

第二種是串聯(lián)型的在線式UPS不間斷電源，這種型號(hào)的不間斷電源在供電正常的情況下能夠?qū)⒈惠斎氲慕涣麟娡ㄟ^(guò)其自身的濾波設(shè)備將各種干擾因素進(jìn)行處理，然后再通過(guò)整流濾波進(jìn)行優(yōu)化，從而保證其逆變器與蓄電池能夠發(fā)揮其充電功能。其中逆變器主要將電壓和電頻以逆變器作為載體傳送到負(fù)載當(dāng)中，在供電出現(xiàn)異常無(wú)法供電時(shí)，逆變器啟動(dòng)，電壓從直流電變?yōu)榻涣麟姡缓筝斔偷竭^(guò)載當(dāng)中，保持供電的質(zhì)量。

2. UPS不間斷電源的工作原理分析

2.1 在線式UPS不間斷電源的工作原理

在線式不間斷電源主要由多個(gè)電器元件組成，主要包括有逆變器、蓄電池、開(kāi)關(guān)以及保護(hù)電路等，當(dāng)供電正常時(shí)，外界輸送進(jìn)入的電壓以整流濾波電路作為載體將電壓輸送到逆變器當(dāng)中，然后逆變器配套的設(shè)備發(fā)揮功能和逆變器將SPWM波與正玄波實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。與此同時(shí)，蓄電池與充電設(shè)備開(kāi)始工作，將電壓進(jìn)行存儲(chǔ)。這是在線式UPS不間斷電源的基本運(yùn)行模式，外部供電輸送進(jìn)入后主要是經(jīng)過(guò)逆變器開(kāi)始為負(fù)載進(jìn)行充電，逆變器則實(shí)現(xiàn)對(duì)于輸送電壓的監(jiān)控。

2.2 后備式UPS不間斷電源工作原理

后備式UPS不間斷電源同在線式的有一些不同之處，其中最主要的是，后備式UPS不間斷電源沒(méi)有整流濾波器，因此逆變器的電能獲取要遜色于在線式UPS不間斷電源，只能通過(guò)蓄電池獲得電能，且在供電正常時(shí)，逆變器處于未開(kāi)啟狀態(tài)，電壓的輸出形態(tài)為方波。同時(shí)，在外部供電正常的情況下，輸出變壓器實(shí)現(xiàn)交流電壓的穩(wěn)定，不間斷電源旁路運(yùn)行，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)發(fā)生變化，供電由此進(jìn)入，進(jìn)入的電能經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和輸出變壓器進(jìn)行鏈接，再實(shí)現(xiàn)負(fù)載的電能補(bǔ)給。而當(dāng)外部供電出現(xiàn)異常時(shí)，變壓器的接電通過(guò)繼電器的工作實(shí)現(xiàn)其穩(wěn)定性。

當(dāng)外部供電的電壓出現(xiàn)異常時(shí)，UPS不間斷電源開(kāi)始工作保持后備運(yùn)行狀態(tài)，用于監(jiān)控的電路感應(yīng)到電壓異常就會(huì)啟動(dòng)逆變器，同時(shí)將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)變?yōu)槟孀兤鞫?，蓄電池開(kāi)始工作，為負(fù)載補(bǔ)充電能。對(duì)負(fù)載的輸電則由逆變器進(jìn)行調(diào)整，以避免供電出現(xiàn)變動(dòng)。后備式UPS不間斷電源與在線式UPS最大的不同點(diǎn)在于逆變器，如果外部供電正常，那么后備式UPS不間斷電源的逆變器就處于靜止?fàn)顟B(tài)，只有當(dāng)供電出現(xiàn)異常時(shí)，逆變器才會(huì)啟動(dòng)。另外，繼電器在啟動(dòng)以后需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這個(gè)時(shí)間一般是5ms左右。

3. UPS不間斷電源的維護(hù)方法分析

隨著近些年我國(guó)信息技術(shù)水平不斷進(jìn)步，逐漸應(yīng)用到了電力系統(tǒng)當(dāng)中，因此許多電力系統(tǒng)的設(shè)備在發(fā)展當(dāng)中逐漸出現(xiàn)了智能化、自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)，UPS不間斷電源的發(fā)展當(dāng)中體現(xiàn)了這一點(diǎn)。因此雖然對(duì)于UPS不間斷電源來(lái)說(shuō)，雖然其在一定程度上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，不需要像傳統(tǒng)的電源一樣進(jìn)行煩瑣的維護(hù)工作，但是仍然有些需要注意的地方，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行一定的維護(hù)從而保證使用過(guò)程當(dāng)中的安全性，從而保證UPS不間斷電源的正常使用。

3.1 主機(jī)與蓄電池的維護(hù)

一般來(lái)說(shuō)，UPS不間斷電源的主機(jī)對(duì)于運(yùn)行環(huán)境并無(wú)過(guò)高的要求，在普通的室溫環(huán)境下即可實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，其運(yùn)行需要清潔性，如果主機(jī)當(dāng)中有過(guò)多的灰塵，當(dāng)空氣中水汽較大的情況下，過(guò)多的灰塵會(huì)導(dǎo)致主機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)受到影響。而UPS不間斷電源的蓄電池對(duì)于溫度則有一定要求，一般其最適宜的工作溫度為25℃。因此需要對(duì)與灰塵以及溫度需要進(jìn)行一定的維護(hù)，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，則需要對(duì)浮充電壓進(jìn)行調(diào)整。蓄電池對(duì)于UPS不間斷電源具有非常重要的作用，可以說(shuō)是實(shí)現(xiàn)其功能的核心，如果沒(méi)有蓄電池，那么UPS不間斷電源的根本功能特性就會(huì)喪失。由于其使用的蓄電池本身都屬于穩(wěn)定性較好的蓄電池，因此一般在UPS不間斷電源的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中是不需要對(duì)于蓄電池進(jìn)行維護(hù)的，但是由于實(shí)際上各種因素對(duì)于蓄電池的影響并沒(méi)有變化，因此對(duì)于蓄電池進(jìn)行一定的維護(hù)可以在一定程度上提高蓄電池的使用壽命。

3.2 操作維護(hù)

當(dāng)外部供電停止時(shí)，負(fù)載開(kāi)始工作，這時(shí)候不要將UPS電源運(yùn)行，要在負(fù)載徹底停止工作以后，UPS不間斷電源啟動(dòng)時(shí)，再次開(kāi)啟負(fù)載。這是由于負(fù)載本身有著沖擊電流與供電流，因此如果在負(fù)載沒(méi)有停止的狀態(tài)下開(kāi)啟不間斷電源，就會(huì)導(dǎo)致其發(fā)生過(guò)載，從而影響到變換器，最終導(dǎo)致不間斷電源無(wú)法正常工作，對(duì)生產(chǎn)以及生活都會(huì)造成嚴(yán)重的影響。

結(jié)語(yǔ)

UPS不間斷電源在我國(guó)用電需求日益增加的情況下有著非常重要的地位和作用，尤其是在一些比較重要的、需要保證其供電質(zhì)量的用電設(shè)備的使用當(dāng)中，UPS不間斷電源更是發(fā)揮著重要的作用。本文主要對(duì)UPS不間斷電源的類型以及運(yùn)轉(zhuǎn)原理進(jìn)行了分析研究，并且就其維護(hù)方法做了闡述。在UPS不間斷電源的使用過(guò)程當(dāng)中，要不斷結(jié)合實(shí)踐總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從而保證供電質(zhì)量，確保生產(chǎn)的正常運(yùn)行。

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