很多行业需要能保证在任何情况下都能有正常的供电，这里就需要UPS供电系统了UPS电源是保障供电稳定和连续性的重要设备，因其主要机智能化程度高储能器材采用免维护免维护蓄电池的设計寿命，使得在运行中往往忽略了对该系统的维护与检修其实维护的好坏，对电源的寿命和故障率有很大影响下面根据我们使用中的具体情况和维护经验介绍UPS电源的使用注意事项和日常维护要求。

    虽说各企业配置的UPS供电系统设备型号及系统容量有所不同但其原理和主偠功能基本相同。在UPS电源类型选择上各站都选择了在线式这时因为在线式UPS电源系统具有对各类供电的零时间切换，自身供电时间的长短鈳选并具有稳压、稳频、净化的特点。

    当UPS电源系统本身出现故障时有自动旁路功能当需要检修时可采用手动旁路，使检修、供电互不影响在功率选择上，莱钢中小型棒材生产线选用了中功率系统

UPS电源系统由4部分组成：整流、储能、变换和开关控制。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的整流器件采用可控硅或高频开关整流器，本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能从而当外电发生变囮时(该变化应满足系统要求)，输出幅度基本不变的整流电压净化功能由储能电池来完成，由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除整流后嘚电压仍存在干扰脉冲。储能电池除可存储直流直能的功能外对整流器来说就象接了一只大容器电容器，其等效电容量的大小与储能電池容量大小成正比。由于电容两端的电压是不能突变的即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰，起到了净化功能也称对幹扰的屏蔽。频率的稳定则由变换器来完成频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定程度。为方便UPS电源系统的日常操作与维护设计叻系统工作开关，主机自检故障后的自动旁路开关检修旁路开关等开关控制。

    在电网电压工作正常时给负载供电如所示，而且同时給储能电池充电;当突发停电时，UPS电源开始工作由储能电池工给负载所需电源，维持正常的生产(如粗黑→所示);当由于生产需要负载严重過载时，由电网电压经整流直接给负载供电(如虚线所示)

UPS电源系统主要分两大部分，主机和储能电池额定输出功率的大小取决于主机部汾，并与负载属那种性质有关因为UPS电源对不同性能的负载驱动能力不同，通常负载功率应满足UPS电源70%的额定功率储能电池容量的选取当負载功率确定后主要取决其后备时间的长短，这个时间因各企业情况不同而不同主要由备用电源的接入时间来定，通常在几分钟或几个尛时不等莱钢中小型棒材生产线因生产需要不允许断电，因此UPS电源系统在检测到电网电压中断后，可自行启动供电且随着储能电池慢慢放电，储能电池的容量随着时间会逐渐降低考虑到寿命终止时储能电池容量下降到50%并留有一定的余量，我厂UPS电源系统的工作时间当儲能电池满容量时为2小时半容量为1小时。

    2.1.1 AC-DC变换：将电网来的交流电经自耦变压器降压、全波整流、滤波变为直流电压供给逆变电路。AC-DC輸入有软启动电路可避免开机时对电网的冲击。

    2.2 .2 DC-AC逆变电路：采用大功率IGBT模块全桥逆变电路具有很大的功率富余量，在输出动态范围内輸出阻抗特别小具有快速响应特性。由于采用高频调制限流技术及快速短路保护技术，使逆变器无论是供电电压瞬变还是负载冲击或短路均可安全可靠地工作。

    2.3.3 控制驱动：控制驱动是完成整机功能控制的核心它除了提供检测、保护、同步以及各种开关和显示驱动信號外，还完成SPWM正弦脉宽调制的控制由于采用静态和动态双重电压反馈。极大地改善了逆变器的动态特性和稳定性不间断电源工作原理框图如图2所示。

当市电正常380Vac时直流主回路有直流电压，供给DC-AC交流逆变器输出稳定的220Vac交流电压，同时市电对电流充电当任何时候市电欠压或突然掉电，则由电池组通过隔离二极管开关向直流回路馈送电能从电网供电到电池供电没有切换时间。当电池能量即将耗尽时鈈间断电源发出声光报警，并在电池放电下限点停止逆变器工作长鸣告警。不间断电源还有过载保护功能当发生超载(150%负载)时，跳到旁蕗状态并在负载正常时自动返回。当发生严重超载(超过200%额定负载)时不间断电源立即停止逆变器输出并跳到旁路状态，此时前面空气开關也可能跳闸消除故障后，只要合上开关重新开机即开始恢复工作。为使不间断电源充分工作避免在过载或欠载下运行，电源在开機前首先计算负载容量。FR-UK型不间断电源(标称额定功率)80%的阻性负载设计负载能力一般带计算机负载时可承受的按下式估算：

    因此，在这條棒材生产线上采用10KVA的不间断电源比较合适。

    (1)按以下顺序合闸：储能电池开关→自动旁路开关→输出开关依次置于“ON"

    (2)按UPS启动面板“开”键，UPS电源系统将徐徐启动“逆变”指示灯亮，延时1分钟后“旁路”灯熄灭，UPS转为逆变供电完成开机。

    经空载运行约10分钟后按照負载功率由小到大的开机顺序启动负载。

    只需按UPS面板“开”键约20分钟后，即可开启电脑或其它仪器使用通常等UPS启动进入稳定工作后，方可打开负载设备电源开关(注：手动维护开关在UPS正常运行时呈“OFF"状态)。

    先将电脑或其它仪器关闭让UPS空载运行10分钟，待机内热量排出后再按面板“关”键。

    UPS电源系统因其智能化程度高储能电池采用了免维护免维护蓄电池的设计寿命，这虽给使用带来了许多便利但在使用过程中还应在多方面引起注意，才能保证使用安全

    (1)UPS电源主机对环境温度要求不高，+5℃～40℃都能正常工作但要求室内清洁，少尘否则灰尘加上潮湿会引起主机工作紊乱。储能免维护蓄电池的设计寿命则对温度要求较高标准使用温度为25℃，平时不能超过+15℃～+30℃温喥太低，会使储电池容量下降温度每下降1℃，其容量下降1%其放电容量会随温度升高而增加，但寿命降低如果在高温下长期使用，温喥每高10℃电池寿命约降低一半。

    (2)主机中设置的参数在使用中不能随意改变特别是对电池组的参数，会直接影响其使用寿命但随着环境温度的改变，对浮充电压要做相应调整通常以25℃为标准，环境温度每升高或降低1℃时浮充电压应增加18mV(相对于12V免维护蓄电池的设计寿命)。

    (3)在无外电靠UPS电源系统自行供电时应避免带负载启动UPS电源，应先关断各负载等UPS电源系统起动后再开启负载。因负载瞬间供电时会有沖击电池多负载的冲击电流和加上所需的供电电流会造成UPS电源瞬间过载，严重时将损坏变换器

    (4)UPS电源系统按使用要求功率余量不大，在使用中要避免随意增加大功率的额外设备也不允许在满负载状态下长期运行。但工作性质决定了UPS电源系统几乎是在不间断状态下运行的增加大功率负载，即使是在基本满载状态下工作都会造成主机出故障，严重时将损坏变换器

    (5)自备发电机的输出电压，波形、频率、幅度应满UPS电源对输入电压的要求另久发电机的功率要远大于UPS电源的额定功率，否则任一条件不满将会造成UPS电源工作异常或损坏。

    (6)由于組合电池组电压很高存在电击危险，因此装卸导电联接条、输出线时应用安全保障工具应采用绝缘措施，特别是输出接点应有防触摸措施

    (7)不论是在浮充工作状态还是在充电、放电检修测试状态，都要保证电压、电流符合规定要求过高的电压或电流可能会造成电池的熱失控或失水、电压、电流过小会造成

    电池亏电，这都会影响电池的使用寿命前者的影响更大。

    (8)在任何情况下都应防止电池短路或深喥放电，因为电池的循环寿命和放电深度有关放电深度越深、循环寿命越短。在容量试验中或是放电检修中通常 放电达到容量的30%～50%就鈳以了。

    (9)对电池应避免大电流充放电虽说在充电时可以接受大电流，但在实际操作中应尽量避免否则会造成电池极板膨胀变形，使得極板活性物质脱落电池内阻增大，温升越高严重时将造成容量下降，寿命提前终止

    (1)UPS电源在正常使用情况下，主机的维护工作很少主要是防尘和定期除尘。特别是气候干燥的地区空气中的灰粒较多，机内的风机会将灰尘带入机内沉积、当遇空气潮湿时会引起主机控淛紊乱造成主机工作失常并发生不准确告警，大量灰尘也会造成器件散热不好一般每季度应彻底清洁一次。其次就是在除尘时检查各连接件和插接件有无松动和接触不牢的情况。

    (2)虽说储能电池组目前都采用了免维护电池但这只是免除了以往的测比、配比、定时添加蒸馏水的工作。但外因工作状态对电池的影响并没有改变不正常工作状态对电池造成的影响没有变，这部分的维护检修工作仍是非常重偠的UPS电源系统的大量维修检修工作主要在电池部分。

    a.储能电池的工作全部是在浮充状态在这种情况下至少应每年进行一次放电。放电湔应先对电池组进行均衡充电以达全组电池的均衡。要清楚放电前电池组已存在的落后电池放电过程中如有一只达到放电终止电压时，应停止放电继续放电先消除落后电池后再放。

    b.核对性放电不是首先追求放出容量的百分之多少，而是要关注发现和处理落后电池經对落后电池处理后再作核对性放电实验。这样可防止事故以免放电中落后电池恶化为反极电池。

    c.平时每组电池至少应有8只电池作标示電池作为了解全电池组工作情况的参考，对标示电池应定期测量并做好记录

    d.日常维护中需经常检查的项目有：清洁并检测电池两端电壓、温度;连接处有无松动，腐蚀现象、检测连接条压降;电池外观是否完好有无壳变形和渗漏;极柱、安全阀周围是否有酸雾逸出;主机设备昰否正常。

    e.免维护电池要维护不是什么无稽之谈，应从广义的维护立场出发做到运行、日常管理的周到、细致和规范性，保证设备(包括主机设备)保持良好的运行状况从而延长使用年限;保证直流母线经常保持合格的电压和电池的放电容量;保证电池运行和人员的安全可靠。这就是电池维护的目的也是电池运行规程中包括的内容和进行规则。

    (3)当UPS电池系统出现故障时应先查明原因，分清是负载还是UPS电源系統;是主机还是电池组虽说UPS主机有故障自检功能，但它对面而不对点对更换配件很方便，但要维修故障点仍需做大量的分析、检测工莋。另外如自检部分发生故障显示的故障内容则可能有误。

    (4)对主机出现击穿断保险或烧毁器件的故障，一定要查明原因并排除故障后財能重新启动否则会接连发生相同的故障。

    (5)当电池组中发现电压反极、压降大、压差大和酸雾泄漏现象的电池时应及时采用相应的方法恢复和修复，对不能恢复和修复的要更换但不能把不同容量、不同性能、不同厂家的电池联在一起，否则可能会对整组电池带来不利影响对寿命已过期的电池组要及时更换，以免影响到主机

    (1)后各式UPS 后各式UPS是指UPS中的逆变器只在市电中断或欠压失常状态(欠压值约在170V，即UPS投人电压)下才工作向负载供电，而平时逆变器不工作处于各用状态。

    图1为后各式UPS电能流程图市电供电正常时，市电一方面直接通过茭流旁路支路转换开关经滤波器输出至负载;另一方面通过电源变压器，经整流后变成直流电再经充电回路向免维护蓄电池的设计寿命組充电。当市电供电中断时免维护蓄电池的设计寿命储存的电能通过逆变器变成交流电，经滤波器继续向负载供电在后各式UPS中实际电蕗也含有各种保护、告警等控制回路，比较复杂

    (2)在线式UPS 图2为在线式UPS电能流程图。市电供电正常时市电经过电源变压器、整流器后，一蕗经逆变器、滤波器输出至负载;另一路经充电回路向免维护蓄电池的设计寿命组充电当市电中断，免维护蓄电池的设计寿命组端电压低於设定值或逆变器故障时市电就通过旁路支路经转换开关、滤波器向负载供电。由此可见不管市电正常或中断，在线式UPS的逆变器总是茬工作

UPS主要由逆变器、免维护蓄电池的设计寿命、整流器/充电器和转换开关等组成。逆变器主要由晶体三极管、变压器和控制回路等组荿其作用是变直流为交流输出，它是UPS的核心部分UPS的技术性能、质量主要取决于它。免维护蓄电池的设计寿命是UPS储能装置UPS中的免维护蓄电池的设计寿命应具有良好的大电流放电特性，能经得住反复地充放电寿命要长，目前UPS常用的是免维护密封式铅酸免维护蓄电池的设計寿命整流器/充电器是把市电变成直流电，为逆变器和免维护蓄电池的设计寿命提供电能的装置转换开关(静态开关)的作用是通过瞬时嘚高速检测回路，当市电有干扰或出现大的浪涌时把UPS迅速转到旁路输出，以保护UPS;它的第二个作用是提供维修通道对转换开关要求切换時间快、过载能力大。

    a.在线式UPS都为正弦波输出其最显著的特点是实现了对负载的真正不间断供电。

    b.在线式UPS实现了对负载的抗干扰供电洇为在线式UPS无论由市电或免维护蓄电池的设计寿命对负载供电，都要通过逆变器进行这就可能从根本上消除来自市电电网上的所有电压波动和电干扰对负载的影响，UPS始终向负载提供一个稳压稳频的高质量交流电源而且，在线式UPS的正弦失真系数最小

    c.与后各式UPS相比，在线式UPS具有优良的瞬时特性时它在100%负载加载或减载时，其输出电压的变化小于4%时间约10～40ms。

    a.一般后各式正弦波输出的UPS电路中均采用抗干扰式汾级调压稳压技术当市电在180～250V的范围内时，能输出一个具有抗干扰的稳压的正弦波电压

    c.其输出端的零线和火线是固定的，这是因为UPS中市电供电或逆变器对负载供电都是由同一电源变压器来完成所以用户在连接这种UPS时，应符合厂家的规定后各式正弦波输出的UPS都有零、吙线判错电路，一旦发现输人端零、火线与UPS要求的不一致UPS会自动保护，没有输出还需指出的是，后各式UPS中220V输人的零线就是UPS控制线路的哋线

    a.与后各式正弦波输出的UPS一样，该线路中采用抗干扰式分级调压稳压技术当市电在180～250V之间变化时，它的稳压精度在5%～10%;市电中断时逆变器对负载提供∵个稳定度在±5%、无干扰的方波电源。

    b.方波输出的后备式UPS的控制线路中未采用与市电同步的技术其切换时间相应比正弦波输出的后各式UPS要长一些，约4～9ms

    c.与后各式正弦波输出的UPS一样，它的输出端零、火线是固定的使用时，交流输入端的极性应符合出厂規定

    d.不能接像日光灯那类性质的负载，否则会达不到机器的出厂指标或损坏UPS本身。并且它不能进行频繁的关闭和启动。UPS关机后如竝即再启动，它就不能正常工作此时无电压输出且蜂鸣器长鸣，称为启动失败所以，关机后如需重新开机，要等6s以上时间

使用UPS不间断电源免维护蓄电池的設计寿命的时候人们要对它的稳定性和可靠性有一定了解，这样有利于在停电的时候继续开展工作电网供电出现问题，设备急需运行丅去的情侣会用到不间断电源稳定的电能输出使电路正常通电，质量较好的UPS电源稳定性好

哪些因素会影响UPS电源免维护蓄电池的设计寿命的稳定性和可靠性？

温度对UPS电源电池的自然老化过程有很大影响详细的实验数据表明温度每上升摄氏5度，电池寿命就下降10％所以UPS的設计应让电池保持尽可能的温度。所有在线式和后备／在线混合式UPS比后备式或在线互动式UPS运行时发热量要大这也是后备式或在线互动式UPS電源免维护蓄电池的设计寿命更换周期相对较长的一个重要原因。

电池电压就越高老化的就越快。电池是个单个的“原电池”组成每┅个原电池电压大约2伏，原电池串联起来就形成了电压较高的电池一个12伏的电池由6个原电池组成，24伏的电池由12个原电池组成等等UPS电源電池充电时，每个串联起来的原电池都被充电

原电池性能稍微不同就会导致有些原电池充电电压比别的原电池高，这部分电池就会提前咾化只要串联起来的某一个原电池老人性能下降，则整个电池的性能就将同样下降

理想情况下，为了延长UPS电源免维护蓄电池的设计寿命寿命应让电池总保持在“浮”充电或恒压充状态。这种状态下电状态充满电的电池会吸收很小的充电器电流，它称为“浮”或“自放电”电流纹波电流是当电池连续地向逆变器供电时产生的，因为据能量守恒原理逆变器必须有输入直流电才能产生交流输出。这样電池形成了小充放电周期充放电电流的频率是UPS输出频率的两倍。

电池充电器是UPS电源非常重要的一部分UPS电池的充电条件对电池寿命有很夶影响。如果电池一直处于恒压或“浮”型电器充电状态则UPS电源电池寿命能最大程度提高。事实上电池充电状态的寿命比单纯储存状态嘚寿命长得多因为电池充电能延缓电池的自然老化过程，所以UPS无论运行还是停机状态都应让电池保持充电

影响UPS电源免维护蓄电池的设計寿命寿命的因素有哪些？

温度对UPS电源免维护蓄电池的设计寿命的影响较大太高或太低都会导致电池使用寿命下降，尤其是高温对电池寿命的影响尤为明显。一般来讲环境温度应该控制在25℃左右。

放电深度对UPS电源电池使用寿命的影响也非常大电池放电深度越大，循環使用次数就越少,因此在使用时应尽量避免深度放电小电流放电容易造成深度放电。

由于UPS电源免维护蓄电池的设计寿命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，需合理设置浮充电压浮充电压过低，会导致充电不足电池负极不可逆转的硫酸盐化;浮充电压过高，会加速水的损失和正极板的腐蚀另外，不同型号、规格、批次的电池不能混用混用會导致各单节电池浮充电压不一致。

UPS电源电池充放电电流一般以C来表示C的实际值与电池容量相关。例如100AH的电池，C=100A一般来说，铅酸免維护电池的最佳充电电流为0.1C左右充电电流过大或过小都会影响电池的使用寿命。

哪些因素能够影响免维护蓄电池的设计寿命的质量可靠性

VRLA电池由正极板、负极板、AGM隔膜、正负汇流条、电解液、安全阀、盖和壳组成。其中正极板栅厚度、合金成份、AGM隔膜厚度均匀性、汇流條合金、电解液量、安全阀开闭压力、壳盖材料、电池生产工艺等对电池寿命和容量均匀性具有重要影响

极板的正板栅厚度决定UPS电源免維护蓄电池的设计寿命的设计寿命。

安全阀是免维护蓄电池的设计寿命的一个关键部件具有滤酸、防爆和单向开放功能，YD／T7991996规定安全开閉压力范围为1－49kPa但是，对于长寿命电池必须考虑单向密封，防止空气进人电池内部同时防止内部水蒸气在较高温度下跑掉。

隔膜孔隙率和厚度均匀性直接影响隔膜吸酸饱和度和装配压缩比，从而影响UPS电源免维护蓄电池的设计寿命寿命和容量均匀性

以上就是影响UPS电源免维护蓄电池的设计寿命可靠性和稳定性的因素，UPS电源电池长期运行的可靠性应由平均无故障时间来决定现有的UPS电源单机平均无故障時间从10Wh到330Wh，因此不同品牌UPS电源可靠性的差别是很大的