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<p>UPS的主要功能 <br/>&nbsp;<br/>　　UPS（Uninterruptable Power Supply），即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频电源设备，主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供给负载使用，此时的UPS就是一台交流稳压器，同时它还向机内电池充电；当发生市电中断等情况时，UPS立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应交流电，使负载维持正常工作，并保护负载软、硬件不受损坏。</p><p>　　UPS作为保护性的电源设备，它的性能参数具有重要意义，应是我们选购时的考虑重点。适应市电电压的变化范围宽，则表明对市电的利用能力强（减少电池放电）；输出电压、频率变化小，则表明对市电的调整能力强，输出稳定；波形畸变率用以衡量输出电压的谐波含量；而电压稳定度则说明当UPS突然由空载加到满负载时，输出电压的稳定程度。</p><p>　　还有UPS效率、功率因数、转换时间等都是表征UPS性能的重要参数，决定对负载的保护能力和对市电的利用率。性能越好，保护能力越强。总的来说，离线（后备）式UPS对负载的保护能力较差；在线互动式略优之；在线式则几乎可以解决所有的常见电力问题，当然成本也随着性能的增强而上升。因此用户在选购UPS时，应根据负载对电力的不同要求及负载的不同重要性，选取不同类型的UPS。</p><p>　　UPS不但直接用于计算机，凡配有计算机的设备（如医学上的CT、供应站的仪表等）、雷达站、军事通讯系统，程控电话系统，外科手术室等，均使用UPS代替发电机作后备电源。&nbsp; <br/>　 <br/>UPS的分类 <br/>&nbsp;<br/>　　从UPS的发展历史来说，经历了两个阶段：旋转式UPS和静态变换式UPS。</p><p>　　旋转式UPS由整流器、电池、直流电动机、柴（汽）油机、飞轮和发电机组成。在市电供电情况下，直流电动机带动飞轮和发电机给负载供电（电能-动能-电能）；当断电后，由于飞轮的惯性作用，会继续带动发电机的转于旋转，从而使发电机能持续给负载提供电源，起到缓冲的作用，同时起动柴（汽）油机。当油机转速与发电机转速相同时，由电动发电机组转为油机供电，完成从市电到油机的转换。这是UPS的较早形式，尽管维护简单，也比较稳定，但系统庞大，操作不便；而且效率低，噪声大，电力品质不高。由于当时技术条件的限制迫使人们不得不采用这种简单的解决方案。</p><p>　　随着电脑网络，医疗器械和精密仪器的不断涌现和大量应用，旋转式UPS已难以满足要求。因此随着电力电子技术的发展，另一种形式的UPS——静态变换式UPS便应运而生了，这是我们目前常见的UPS类型。</p><p>　　从技术上讲，静态式UPS分为三类：离线式（OFF LINE）、在线式（ON LINE）和在线互动式（ONLINE INTERACTIVE）。一般来说，UPS主要有两种工作状态，分别工作于不同的市电环境。当市电正常时（指UPS可以接受、认可的电压幅值、频率和波形，比负载接受的范围要大），由市电通过UPS给负载供电。UPS对市电进行滤波、稳压和稳频处理后，提供给负载更加稳定和洁净的电源。同时，UPS通过充电器把电能转变为化学能储存在电池中。当UPS侦测到市电异常时，切换到电池供电，通过逆变器（INVERTER）把化学能转变为交流电能，供给负载，以保证对负载的不间断电力供应，这种UPS还有一种旁路（BYPASS）工作状态，它在刚开机或机器故障时，可以把输入交流电源经高频滤波后直接输出，保证对负载的供电。</p><p>　　（1）在线式和后备式</p><p>　　从工作原理分，UPS可分为离线式（或称后备式，OFF LINE）和在线式（ON LINE）两种。从备用时间分则可分为标准型和长效型两种。</p><p>　　从原理方面看，在线式UPS同后备式UPS的主要区别在于：后备式UPS在有市电时仅对市电进行稳压，逆变器不工作，处于等待状态；当市电异常时，迅速切换到逆变状态，将电池中电能逆变成交流电对负载继续供电，因此后备式UPS在由市电转为逆变工作时会有一段转换时间，一般小于10ms。而在线式UPS开机后逆变器始终处于工作状态，因此在市电异常转为电池放电时没有转换时间，即零中断。</p><p>　　（2）在线互动式</p><p>　　UPS除了以上两种类型外，还有一种称为“在线互动式”，所谓在线互动式UPS，是指在输入市电正常时，UPS的逆变器处于反向工作（即整流工作状态），给电池组充电；在市电异常时逆变器立刻转为逆变工作状态，将电他组电能转换为交流电输出，因此在线互动式UPS也有转换时间。</p><p>　　同后备式UPS相比，在线互动式UPS的保护功能较强，逆变器输出电压波形较好，一般为正弦波，而其最大的优点是具有较强的软件功能，可以方便地上网，进行UPS的远程控制和智能化管理。</p><p>　　（3）标准型和长效型</p><p>　　从备用时间分，UPS分为标准型和长效型两种。一般来说，标准型机内带有电池组，在停电后可以维持较短时间的供电（一般不超过25min）；长效型机内不带电池，但增加了充电器，用户可以根据自身需要配接多组电池以延长供电时间，厂商在设计时会加大充电器容量或加装并联的充电器。&nbsp; </p><p>UPS的供电方式与容量选择 </p><p>　　（1）UPS的供电方式</p><p>　　UPS的供电方式分为集中供电方式和分散供电方式两种：</p><p>　　集中供电方式是指由一台UPS（或并机）向整个线路中各个负载装置集中供电</p><p>　　分散供电方式是指用多台UPS对多路负载装置分散供电<br/>　　这两种供电方式有各自的优缺点<br/>　　集中供电方式 便于管理 布线要求高 可靠性低 成本高 <br/>　　分散供电方式 不便管理 布线要求低 可靠性高 成本低 </p><p>　　（2）UPS的容量选择与负载的关系</p><p>　　并非所有的电器设备都需要使用UPS，同样，UPS也并非适用所有的电器设备。用户在选择UPS时，主要应考虑负载大小、负载装置的特性、负载装置的重要程度以及不良电力对负载的影响程度。</p><p>　　· 负载装置的特性</p><p>　　交流负载的供电方式一般分为单相和三相两种，小功率负载，功率从几百VA到10kVA，一般采<br/>用单相供电方式，选用单相输出的UPS；而大功率的负载，功率从几十kVA到1000kVA，多采用三相供电方式，因此需选用三相输出的UPS。</p><p>　　负载类型一般分为电阻性，电感性，电容性等线性负载与内含整流电路的非线性负载（又称整流性负载）。电脑及其外围设备多为非线性负载。UPS适用于电阻性负载及带容性的整流性负载。</p><p>　　非线性负载起动时都有冲击电流，电脑等整流性负载在正常运行时，其峰值因数为2～3，即电流的峰值为其有效值的2～3倍。因此在选用UPS时应考虑到这一特性，应给UPS留一定的余量。对于某些功率因数较低的感性负载如空调机等，因其起动电流相当大，可达其额定值的5～7倍，并且频繁起动，因此一般中小型UPS不适用，除非留有足够的余里。</p><p>　　· 负载大小与UPS容量计算</p><p>　　一般电器负载都会给出其额定功率或额定电流及功率因数等参数，但由于不同类型的负载差异较大，故总功率不能简单的相加而应该求其相量和。好在一般情况下，用户负载大多为电脑设备，其输入功率因数在0.65～0.7之间，因此可以将各个负载的额定功率累加求出总功率，而个别其他类型的负载如打印机等，可以按起动电流大小将其额定功率乘以一个系数再计算进去。根据负载总容量，UPS容量一般可以按以下公式选择：</p><p>　　UPS容量≥负载总容量÷0.8</p><p>　　即负载总容量应为UPS额定容量的80％以下。选择80％，主要是考虑到负载起动时的冲击电流以及用户今后扩容的需要。&nbsp; <br/>　 <br/>&nbsp;<br/>蓄电池放电时间的确定 <br/>&nbsp;<br/>　　市电停电后，UPS是依靠电池储能供电给负载的。标准型UPS本身机内自带电池，在停电后一般可以继续供电几分钟至几十分钟；而长效型UPS配有外置电池组，可以满足用户长时间停电时继续供电的需要，一般长效型UPS满载配置时间可达数小时以上。</p><p>　　一般长效型UPS备用时间主要受电池成本、安装空间大小以及电池回充时间等因素的限制。一般在电力环境较差、停电较为频繁的地区采用UPS与发电机配合供电的方式。当停电时，UPS先由电池供电一段时间，如停电时间较长，可以起动备用发电机对UPS继续供电，当市电恢复时再切换到市电供电。</p><p>　　电池供电时间主要受负载大小、电池容量、环境温度、电池放电截止电压等因素影响。一般计算UPS电池供电时间，可以先计算出电池放电电流，然后根据电池放电曲线查出其放电时间。电池放电电流可以按以下经验公式计算：</p><p>　　放电电流＝UPS容量（VA）×功率因数／（电池放电平均电压调效率）</p><p>　　如要计算实际负载下的电池放电时间，只需将UPS容量换为实际负载容量即可。&nbsp; <br/>　 <br/>UPS的安装 <br/>&nbsp;<br/>　　UPS安装质量好坏直接影响到UPS系统日后的长期运行，尤其是大中型UPS，因此大中型UPS从规划到安装过程中都应该规范。</p><p>　　一般来讲，UPS在安装时主要考虑以下几方面因素：</p><p>　　电网情况，负载容量及特性，使用环境，接地情况、配线及开关容量等。</p><p>　　（1）电网情况</p><p>　　主要包括电网电压波动范围、停电频率等，用以确定UPS备用时间的配置。如有必要可以在UPS前级增设其他保护措施。</p><p>　　（2）使用环境</p><p>　　温度：0℃～40℃；</p><p>　　湿度：10％～90％；</p><p>　　落尘：UPS周围环境要保持清洁，这样可以减少有害灰尘对UPS内部线路的腐蚀；</p><p>　　结构：UPS长延时配置时，电他可能较重，此时应考虑地板承重；</p><p>　　空间大小：应保证UPS进行维护时，工程人员有一定的施展空间。</p><p>　　（3）接地情况</p><p>　　在电脑系统中为了确保电脑系统稳定可靠地工作，防止寄生电容耦合干扰，保护设备及人身安全，因此必须有良好的接地系统。在接地系统中以接地电阻来表示接地好坏，一般接地电阻应小于5Ω。</p><p>　　（4）配电要求</p><p>&nbsp;<br/>&nbsp;<br/>&nbsp;UPS的使用 <br/>&nbsp;<br/>　　（1）正常的开机顺序</p><p>　　由于一般负载在起动瞬间存在冲击电流，而UPS内部功率器件都有一定的安全工作区范围，尽管我们在选用器件时都留有一定的余量，但是过大的冲击电流还是会缩短元器件的使用寿命，甚至造成元器件损坏。因此，在使用时应尽量减小冲击电流带来的损害。</p><p>　　一般UPS在旁路工作时，抗冲击能力较强，可以利用这一特点在开机时采用以下步骤：先送市电给UPS，使其处于旁路工作，再逐个接通负载，先接通冲击电流较大的负载，再接通冲击电流较小的负载，然后接通UPS的输出开关，使其处于逆变工作状态，开机时千万不能将所有负载同时接通，也不可带载开机。</p><p>　　（2）关机顺序</p><p>　　关机顺序如下：先逐个断开负载，再断开UPS的输出开关，使UPS处于旁路工作，而充电器继续对电池组充电。如果不需要UPS工作，则将UPS完全关闭后，再将输入市电断开即可。</p><p>　　（3）后备式UPS的使用</p><p>　　后备式UPS一般在有市电状态下没有负载检测功能，只靠输入保险丝保护。如用户使用时不注意这一点，在有市电时很容易带载过大。虽然在市电状态下，UPS还可能继续工作，但一旦市电异常转为逆变工作时，UPS就会因过载保护而关机，严重时会造成UPS损坏。以上情况都会造成输出中断，给用户带来一定的损失。因此在使用后备式UPS时应特别注意不要带载过量。</p><p>　　（4）长效型UPS的使用</p><p>　　长效型UPS由于采用外接电池组以延长供电时间，外接电池的好坏直接影响到UPS的放电时间。因此在使用长效型UPS时应特别注意电他的使用和保由于长效型UPS外置电池与UPS主机是分开的，相互间由导线连接，一般正常使用时不会有什么问题，但是当用户在装机或移机时，就要重新连线，在连线时应注意以下几个问题：</p><p>　　· 电池连接时电压极性要正确；</p><p>　　· 电池与主机之间的连线先不要连接，等UPS在市电输入并产生充电电压后再连接。即UPS先上市电再接电池。&nbsp; <br/>　<br/>&nbsp;<br/>UPS基础知识之八 蓄电池的使用与维护 <br/>&nbsp;<br/>　　（1）蓄电池的类型及其优缺点</p><p>　　蓄电池是UPS系统中的一个重要组成部分，它的优劣直接关系到整个UPS系统的可靠程度，然而蓄电池却又是整个UPS系统中平均无故障时间（MTBF）最短的一种器件。如果用户能够正确使用和维护，就能够延长其使用寿命，反之其使用寿命会显著缩短，蓄电池的种类一般分力铅酸电池、铅酸免维护电池及镍镉电池等，它们各自的特点如表3所示。</p><p><br/>　　考虑到负载条件、使用环境、使用寿命及成本等因素，一般选择铅酸免维护电池。用户千万不要因贪图便宜而选用劣质电池，因为这样做会影响整个系统的可靠性，并可能因此造成更大的损失。</p><p>　　（2）蓄电池的检查</p><p>　　蓄电池都会有自放电现象（SELF-DISCHARGE），如果长期放置不用，会使能量损失掉，因此需定期进行充放电。工程技术人员可以通过测量电池开路电压来判断电池的好坏，以12V电池为例，若开路电压高于12.5V，则表示电池储能还有80％以上，若开路电压低于12.5V，则应该立刻进行补充充电，若开路电压低于12V，则表示电池存储电能不到20％，电池已处于“弹尽粮绝”的地步。</p><p>　　免维护电池由于采用吸收式电解液系统，在正常使用时不会产生任何气体，但是如果用户使<br/>用不当，造成电池过充电，就会产生气体，此时电池内压就会增大，会将电池上方的压力阀顶开，严重的会使电池鼓胀、变形、漏液甚至破裂，这些现象都可以从外观上判断出来，女口发现上述情况应立即更换电池。</p><p>　　（3）使用和保养</p><p>　　虽然免维护电池在使用时不需要人工进行专门的维护工作，但是在使用时还是有一定的要求，如果使用不当会影响电池的使用寿命。影响电池使用寿命的因素有以下几点：安装、温度、充放电电流、充电电压、放电深度和长期充电等。</p><p>　　· 电池安装</p><p>　　电池应尽可能安装在清洁，阴凉、通风、干燥的地方，并要避免受到阳光、加热器或其他辐射热源的影响。电池应正立放置，不可倾斜角度。每个电池之间端子的连接要牢固。</p><p>　　· 环境温度</p><p>　　环境温度对电池的影响较大。环境温度过高，会使电池过充电产生气体；环境温度过低，则会使电池充电不足，这都会影响电池的使用寿命。因此一般要求环境温度在25℃左右。</p><p>　　· 充电电流</p><p>　　电池充电电流一般以电池容量C的倍数来表示，举例来讲，如果电池容量C＝100Ah，充电电流为0.1C，则为0.1×100＝10A。铅酸免维护电池的最佳充电电流为0.1C左右，充电电流决不能大于0.3C。充电电流过大或过小都会影响电他的使用寿命。</p><p>　　· 充电电压</p><p>　　由于UPS电池属于备用工作方式，市电正常情况下处于充电状态，只有停电时才会放电。为延长电池的使用寿命，充电器一般采用恒压限流方式，电池充满后即转为浮充状态，额定电压为12V的电池，浮充电压设置为13.7V左右。如果充电电压过高会使电池过充电，反之会使电池充电不足。充电电压异常，可能由电池配置错误引起，或因充电器故障造成，因此在安装电池时，电池的规格和数量必需正确，不同规格、不同批号的电池不要混用。外加充电器不要使用质量低劣的，而且安装时要考虑散热问题。</p><p>　　· 放电深度</p><p>　　放电深度对电池使用寿命的影响也非常大。电池放电深度越深，其循环使用次数就越少，因此在使用时应避免深度放电。虽然一般都有电池低电压保护功能，一般单节电池放电至10.5V左右时，UPS就会自动关机，但是如果UPS处于轻载放电或空载放电的情况下，也会造成电他的深度放电。在正常使用中，要防止意外情况的发生，例如电池短路。</p><p>　　· 定期保养</p><p>　　电池在使用一定时间后应进行定期检查，如观察其外观是否异常。测量各电池的电压是否平均等。如果长期不停电，电池会一直处于充电状态，这样会使电池的活性变差，因此即使不停电，也需要定期进行放电试验，以便使电池保持活性。</p><p>　　放电试验一般可三个月进行一次，做法是UPS带载——最好在50％以上，然后断开市电，使UPS处于电池放电状态。放电持续时间视电池容量而定，一般为几分钟至几十分钟，放电后恢复市电供电，继续对电池充电。&nbsp; <br/>　&nbsp;<br/>&nbsp;<br/><span style="FONT-SIZE: 10.5pt; COLOR: navy; FONT-FAMILY: 楷体_GB2312; mso-hansi-font-family: &quot;Times New Roman&quot;; mso-bidi-font-size: 12.0pt; mso-font-kerning: 1.0pt; mso-bidi-font-family: &quot;Times New Roman&quot;; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: ZH-CN; mso-bidi-language: AR-SA;">没时间整图表不要有意见哈</span></p>