不間斷UPS供電系統(tǒng)的可靠性研究

文/王曉光

UPS，即不間斷電源，是將蓄電池與主機(jī)進(jìn)行連接，借助逆變器等模塊將直流電轉(zhuǎn)換為市電，為各種用電設(shè)備提供不間斷電源的系統(tǒng)。UPS的應(yīng)用，對(duì)于提高電力能源的可靠性，確保系統(tǒng)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要作用。因此，必須采取多種措施，對(duì)UPS運(yùn)行中存在的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的解決。本文就UPS供電系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行了研究。

1 UPS供電系統(tǒng)原理分析

UPS系統(tǒng)主要由以下四個(gè)部分構(gòu)成：整流、儲(chǔ)能、逆變以及開(kāi)關(guān)控制。整流器，主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓功能，可根據(jù)外電發(fā)生的變化對(duì)輸出幅度進(jìn)行控制，從而確保了輸出幅度的穩(wěn)定性。儲(chǔ)能電池，主要實(shí)現(xiàn)的是凈化功能，因?yàn)殡妷褐写嬖谥欢ǖ拿}沖干擾必須予以消除，而儲(chǔ)能電池除了可以存儲(chǔ)電能，還可以看作是一個(gè)電容器，可利用其對(duì)脈沖的平滑特性去除干擾，進(jìn)而起到對(duì)干擾的屏蔽功能。變換器，則可以實(shí)現(xiàn)頻率的穩(wěn)定功能，頻率是否穩(wěn)定取決于所使用變換器的振蕩頻率。此外，為了對(duì)UPS系統(tǒng)進(jìn)行日常維護(hù)，還需要用到工作開(kāi)關(guān)，主機(jī)發(fā)生自檢故障時(shí)的自動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)等。

UPS系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，如果電壓處在正常工作狀態(tài)，則給負(fù)載供電，并同時(shí)給電池進(jìn)行充電；如果突發(fā)停電事故，則由儲(chǔ)能電池給負(fù)載供電，以確保生產(chǎn)不受影響；如果由于生產(chǎn)的需要，出現(xiàn)嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，則由電網(wǎng)電壓通過(guò)整流直接進(jìn)行供電

2 UPS供電系統(tǒng)的可靠性

2.1 UPS的可靠性分析

一般來(lái)說(shuō)，在UPS的設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了有效的提升其可靠性，應(yīng)選用模塊化、集成化的電器元件。如果使用了過(guò)多的元件，則其可靠性必然會(huì)受到影響。因此，可從軟件角度出發(fā)盡可能的減少元件的使用。這就要求生產(chǎn)商不僅要擁有相應(yīng)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，還要有較強(qiáng)的軟件生產(chǎn)能力，最終得到的UPS系統(tǒng)還需經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐檢驗(yàn)。對(duì)于軟件模塊的設(shè)計(jì)生產(chǎn)，要確保單元部件的清晰，以及設(shè)備控制、功能完整以及設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的科學(xué)合理。對(duì)各個(gè)單元模塊進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果要盡量準(zhǔn)確，關(guān)鍵點(diǎn)的設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)工藝必須要有較高的質(zhì)量。

（1）可靠性的提高，可以理解為增加系統(tǒng)運(yùn)行無(wú)故障時(shí)間，這是由多方面因素共同決定的，通過(guò)提高設(shè)備的總體質(zhì)量，降低外部因素對(duì)其的影響，最大程度的確保系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，既是提高UPS可靠性的重要措施。

（2）可靠性的提高，還可以利用冗余系統(tǒng)，也就是UPS并機(jī)、雙母線系統(tǒng)等的使用來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（3）還可以通過(guò)內(nèi)部模塊的冗余來(lái)改進(jìn)其性能，如果一個(gè)模塊發(fā)生了故障，另一個(gè)模塊正常使用，則整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行并不會(huì)受到影響。

（4）還可以從改善輸入電源的供電可靠性方面入手，從而有效的降低UPS輸入端上出現(xiàn)問(wèn)題的 概率，以避免UPS在因意外事故發(fā)生時(shí)轉(zhuǎn)入到交流旁路供電狀態(tài)時(shí)，可能出現(xiàn)的停電故障。

（5）盡可能的縮短UPS的檢修時(shí)間，以確保系統(tǒng)運(yùn)行不受影響，在UPS出現(xiàn)故障時(shí)，能在最短的時(shí)間內(nèi)及時(shí)的恢復(fù)正常運(yùn)行。

（6）運(yùn)用冗余并機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法來(lái)提升UPS系統(tǒng)的容錯(cuò)性能，也可以有效的提高其可靠性。

2.2 UPS的維護(hù)操作

2.2.1 主機(jī)與蓄電池的日常維護(hù)

UPS系統(tǒng)的主機(jī)在工作狀態(tài)時(shí)，對(duì)周邊環(huán)境的要求并不是特別高，只需在正常穩(wěn)定的環(huán)境下，便可不受影響的持續(xù)工作。盡管主機(jī)對(duì)環(huán)境沒(méi)有太高的要求，但在其運(yùn)行過(guò)程中還需做好相應(yīng)的維護(hù)工作，定期對(duì)其進(jìn)行清潔處理。當(dāng)主機(jī)的某些關(guān)鍵零部件上存在太多灰塵，如果沒(méi)有及時(shí)清理干凈，則會(huì)影響到主機(jī)的正常工作。當(dāng)環(huán)境中的濕度過(guò)大時(shí)，也會(huì)造成主機(jī)的故障。

對(duì)于蓄電池的運(yùn)行來(lái)說(shuō)，是對(duì)環(huán)境有著一定要求的，因?yàn)樾铍姵乇旧頉Q定了，其工作環(huán)境的溫度應(yīng)保持在25度左右，同時(shí)及時(shí)清理上面的灰塵。在蓄電池工作時(shí)，如果環(huán)境溫度發(fā)生了改變，則可以利用浮充電壓來(lái)對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。蓄電池在UPS系統(tǒng)中占有關(guān)鍵位置，對(duì)確保UPS的穩(wěn)定不間斷供電至關(guān)重要，如果其出現(xiàn)意外故障，就會(huì)影響到UPS的一些主要功能，甚至無(wú)法穩(wěn)定供電。盡管隨著技術(shù)水平的提高，蓄電池的運(yùn)行越來(lái)越穩(wěn)定，外界因素對(duì)其的影響已是微乎其微，但是必要的維護(hù)操作，對(duì)其使用壽命的延長(zhǎng)也有著重要意義。

2.2.2 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的維護(hù)

對(duì)UPS系統(tǒng)采取正確的操作運(yùn)行方式，可以有效的提高其可用周期，從而從根本上降低使用成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。當(dāng)UPS出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)盡快查找原因，定位故障位置。雖然大部分的UPS擁有故障自檢能力，對(duì)配件的更換非常方便，但要進(jìn)行具體的維修，仍需做好大量的檢查、分析工作。此外，若自檢系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則顯示的告警內(nèi)容可能出現(xiàn)差錯(cuò)。當(dāng)出現(xiàn)壓降大、壓差大或是泄漏現(xiàn)象的電池時(shí)，應(yīng)盡快修復(fù)，對(duì)無(wú)法恢復(fù)的要及時(shí)予以更換，但要注意使用的電池在性能、生產(chǎn)商等方面應(yīng)保持一致，否則就會(huì)對(duì)整個(gè)電池系統(tǒng)帶來(lái)?yè)p害。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，人們對(duì)于電力能源的需求不斷增加，UPS供電系統(tǒng)的出現(xiàn)在很大程度上滿(mǎn)足了人們?cè)谏a(chǎn)生活中的用電要求。特別是在一些大型設(shè)備的使用中，它更是起到了非常重要的作用。可以說(shuō)，UPS系統(tǒng)的使用，有效的提高了電力能源的可靠性。同時(shí)，我們還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行不斷的完善，如此才能有效的確保用電質(zhì)量。本文通過(guò)對(duì)UPS系統(tǒng)原理的分析，對(duì)其可靠性進(jìn)行了深入的研究，最后對(duì)主機(jī)與蓄電池的日常維護(hù)、系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的維護(hù)操作進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，希望為我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供一定借鑒。

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