ups电源系统应用论文

ups电源系统应用论文（共14篇）

篇1：ups电源系统应用论文

数字控制UPS电源技术及应用

传统的UPS采用模拟电路控制，对于生产厂家和用户而言，无论是相控技术还是SPWM技术，模拟控制存在诸多局限性。随着信息技术的发展，高速数字信号处理芯片（Digital Signal Processor, DSP）的出现，使得数字化的控制在更广阔电气控制领域中应用有了可能性，也成为主要发展趋势之一。

一、数字控制UPS的应用优势

有了高速数字信号处理芯片的支持，采用数字化的控制策略不仅可以较好的解决UPS电源模拟控制里的有关问题，而且还增加了UPS电源模拟控制中很难实现的一些控制功能，其主要应用优势有：

（1）数字化控制可采用先进的控制方法和智能控制策略，使得UPS的智能化程度更高，性能更加完美。智能化控制代表了自动控制的最新发展阶段，继承了人脑的定性、变结构、自适应等思维模式，也给电力电子控制带来了新的活力。在高频开关工作状态下，逆变电源的模型更加复杂化，这是模拟控制或经典控制理论难以有良好控制效果的，而采用先进、智能化的数字控制策略，就可以从根本上提高系统的性能指标。

（2）控制灵活，系统升级方便，甚至可以在线修改控制算法，而不必对硬件电路做改动。数字控制系统的控制方案体现在控制程序上，一旦相关硬件资源得到合理的配置，只需要通过修改控制软件，就可以提高原有系统的控制性能，或者根据不同的控制对象实时、在线更换不同控制策略的控制软件。

（3）控制系统可靠性提高，易于标准化。由于数字控制的高可靠性，必然使得整个控制系统可靠性的提高，而且可以针对不同的系统（或不同型号的产品），采用统一的控制板，而只需要对控制软件做一些修改即可，这对生产厂家而言是有着巨大的吸引力的。

（4）系统维护方便，系统一旦出现故障，可以很方便地通过RS-232或RS-485接口或USB接口进行调试，故障查询，历史记录查询，软件修复，甚至控制参数的在线修改、调试。这样就可以以较低的成本完成自我校正及远程服务，给厂家的售后服务带来了极大的方便。

（5）系统一致性好，成本低，生产制造方便。由于控制软件不会像模拟器件那样存在差异，所以对于同一控制程序的控制板，其一致性是很好的，也没有模拟系统中模拟器件调试带来的差异问题，那么同一控制板的一致性就会比模拟系统高很多。采用了软件控制，就实现了硬件软件化，使控制板的体积大大减小，生产成本下降。

（6）易于组成并联运行系统。由于单位UPS系统均是数字控制，有相应的控制变量代表系统中的状态量，那么就可以较方便地获得均流所需要的信息，利用相应的均流算法实现UPS的并联运行系统。

二、DSP控制的UPS工作流程

DSP控制的数字式UPS电源的工作流程是：当市电正常，输入电压、频率在允许的范围时，PFC部分对输入进行功率因数校正，使得该系统的输入功率因数为0.98左右，同时避免对电网产生污染，输入的市电经PFC环节变换得到400V直流输出电压，为后面的逆变电路提供能量。同时DC/DC部分仍然在正常工作，只是由于电池电压经过DC/DC电路变换得到360V输出电压，略小于市电经PFC变换得到的直流母线电压，这样通过二极管就将它和直流母线隔离，DC/DC部分空载运行，处于热备用状态。当市电不正常时，市电掉电或者输入电压、频率不在允许的范围时，市电经PFC得到直流母线电压迅速降低，当低于360V时，二极管导通，使得直流母线电压维持在360V,此时逆变器得到的能量是由电池电压经由DC/DC电路变化得到的直流母线电压。无论市电是否正常逆变部分均可以正常的工作。一般蓄电池可提供几分钟到几十分钟的后备供电时间，大容量的电池组的后备供电时间可以达几个到几十个小时，对于备有柴油发电机的用户，可以在市电停电5~10秒之内把柴油发电机投入到UPS电源的输入端，可以在长时间停电的情况下向用户提供高质量的正弦波电源。经处理以后的市电同时还送给市电电压/流相位测量电路，产生市电电压信号和相位信号，供微处理器电压/流测量和同步锁相之用。这样就实现了对负载的不间断供电功能。

三、DSP控制的UPS组成结构

UPS要实现数字化控制，那么用更多的模拟器件才能实现的控制功能和算法就可以通过DSP的软件的编程来实现，所以整个UPS的结构就相比较用模拟器件的实现的UPS的整体结构要简单得多。如图1所示下面就是数字化的UPS的整体框图。主要由输入功率因数校正、逆变部分、DC/DC等组成。

四、DSP控制的UPS关键电路结构

（1）UPS的功率校正电路

输入功率因数校正电路如图2所示主要由功率管T5、电感L1、二极管D1、电容C1组成。它为输入部分提供功率因数校正功能，并且提升电压至400V.（2）正弦逆变电路结构

正弦逆变电路如图3所示主要是由电容C1,功率管T1、T2、T3、T4组成的逆变桥，电感L2,电容C2等组成。PFC模块的输出经由逆变部分能够产生负载所需的纯正弦波交流电压。

数字UPS的正弦逆变器是时刻处于工作过程中，其工作原理是通过采样电路对逆变电路输出电压和电流进行采样，得到的采样信号输入到DSP中，对采样信号进行处理，依照一定的算法和程式来实现正弦逆变电路控制的功能。

（3）DC/DC电路结构

DC/DC电路的构成如图4所示，主要是由高频变压器、功率管T6、T7,整流二极管D33、D34、D35、D36,电容C31等组成。该部分采用直流电压环反馈控制，变换后的电压通过二极管D6与PFC的输出端相连。

由于电池电压比较低，逆变器对直流电压的利用率又不高，所以需要DC/DC电路来转换电池的电压。DC/DC的电路结构有很多，但是各有优缺点，最常用的就是推挽式直流变换电路这种电路的优点就是驱动电路简单，输出功率大。一般被功率要求比较高的负载选作直流变换电路。

（4）UPS其他结构功能

同时通过SCI和SPI来实现整台UPS的监控程序，通过SCI口和微机进行通信，实现远程监控是全数化UPS的重要结构功能。

一方面，在UPS运行时出现市电故障或停电时，UPS会利用上述通讯通道向由它供电的计算机网络传送因市电故障产生的报警信号。当长时间停电，而电池组的供电电压要低于临界放电电压时，计算机网络会在UPS电源发出自动关闭命令的驱动下，完成数据的保存和设备的保护。

另一方面，提供一个友好的人机界面，可实时监视UPS的运行参数，方便用户的参数修改，同时便于用户查询UPS运行的历史记录。还可在计算机网络上对UPS进行定时的开机/自动关机操作。为实现上述控制功能，还可以提供RS-232和RS-485通信接口，用户可根据实际情况任选一种。对于要求执行网络管理功能的UPS,应配置有简单的网络管理协议（SNMP）适配器或适配卡。

随着数字化技术的发展，DSP技术已经被许多UPS厂商在产品中使用。DSP技术的使用提高了UPS产品输出电压的稳定性和纯净程度，同时也提高了UPS产品自身的可靠性。而IGBT技术和高频技术的应用，大大提高了电源效率，降低了系统噪音和电源自身的电力损耗，也提高了系统的可靠性。UPS的数字化并不是简单的指在系统中应用了数字器件，如单片机及FPGA等，而是指整个系统的控制应用数字器件的计算能力和离散控制方法来完成。随着数字处理硬件技术的发展，计算速度的提高，必然促使UPS向数字化方向发展。

输入功率因数校正因数电路的工作原理，UPS市电通过功率因数校正模块，来进一步减少来自电网上的干扰，也同时使整个UPS系统的功率因和转换效率得到提高。功率校正模块是一个AC/DC变换器，它完成输入的整流，同时控制输入电流为正弦波，从而达到很高的输入功率因数。功率因数校正部分还必须保持直流电压恒定，不随输入的变化而改变。直流电压又在逆变部分变换成幅值、频率合适的交流电源。当UPS工作在蓄电池方式时，该直流电源经过DC/DC变换隔离后得到逆变部分所需的直流电压。

篇2：ups电源系统应用论文

国电新疆艾比湖流域开发有限公司—刘晓伟

摘要：本文介绍了UPS电源系统的基本组成，原理及特点，并对如何对其全面、完善维护做了详细的阐述。

关键字：UPS 储能电池、工作原理、维护

一、引言

保证任何情况下的正常供电，是水电行业的重要基础。为此,除工业电网正常供电外，还需配备UPS供电系统。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蓄电池，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，虽说各企业配臵的UPS供电系统设备型号及系统容量有所不同，但其原理和主要功能基本相同。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可选，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。

二、UPS电源系统

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，从而当外电发生变化时（该变化应满足系统要求），输出幅度基本不变的整流电压。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，与储能电池容量大小成正比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，设计了系统工作开关，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。

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分，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负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小时不等。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。

2.1电源工作原理

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输入有软启动电路，可避免开机时对电网的冲击。

2.1.2 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，在输出动态范围内输出阻抗特别小，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。

2.1.3 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号外，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。

2.3电源工作过程

当市电正常380V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220V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，不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，跳到旁路状态，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，此时前面空气开关也可能跳闸。消除故障后，只要合上开关，重新开机即开始恢复工作。

三、UPS电源系统的维护

(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制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要的，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。放电前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，经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.日常维护中需经常检查的项目有：清洁并检测电池两端电压、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；主机设备是否正常。

d.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电源系统；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、检测工作。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才能重新启动，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。

四、结束语

篇3：UPS电源技术发展趋势及应用

1 UPS电源的分类

UPS按其结构和运行原理分为以下3类:

1.1 被动后备式UPS在市电正常时直接由市电向负载供电, 当市电超出其工作范围或停电时, 通过转换开关转为电池逆变供电。其特点是没有稳压, 有切换时间, 且输出波形一般为方波。被动后备式UPS的工作原理示意图如图1-1 所示。

1.2 在线互动式UPS在市电正常时直接由市电向负载供电, 当市电偏低或偏高时, 通过UPS内部稳压线路稳压后输出, 当市电异常或停电时, 通过转换开关转为电池逆变供电。其特点是:有稳压, 但同样存在切换时间。在线互动式UPS的工作原理示意图如图1-2所示。

1.3 在线式UPS在市电正常时, 由市电进行整流提供直流电压给逆变器工作, 由逆变器向负载提供交流电, 在市电异常时, 逆变器由电池提供能量, 逆变器始终处于工作状态, 保证无间断输出。其特点是, 有极宽的输入电压范围, 基本无切换时间且输出电压稳定精度高, 特别适合对电源要求较高的场合, 但是成本较高。目前, 功率大于3KVA的UPS几乎都是在线式UPS。双变换式UPS的工作原理示意图如图1-3所示。

2 UPS电源技术发展方向

UPS电源技术包括电源变换技术、电源冗余技术、蓄电池发展技术等。近几年来, 随着对UPS电源性能要求不断提高, UPS电源技术又有新的分支出现, 其中UPS电源高频化技术、网络智能化技术、全数字化技术、绿色化技术就是UPS电源新技术。

2.1 UPS高频化技术

在技术先进的UPS中采用了IGBT和VDMOSFET等性能优良、工艺成熟的器件, 工作频率提高到16k Hz, 功率变换、电路频率的提高使得用于滤波的惯性元件, 如:电感、电容大量减小, 其效率高达94.5%, 体积减小1/3至1/2, 电压偏差<0.5%, 动态响应<3%, 总谐波失真度<2% (100%非线性负载) , 可闻噪音等指标均得以大幅度提高。数字电路占80%, 可靠性大大加强。

2.2 UPS全数字化技术

UPS全数字化技术是将UPS的AC/DC变换器及DC/AC逆变器 (即输入与输出部分) 使它们组成一个非常完善的负反馈系统, 再配以专用集成电路以及直接数字控制技术, 实现UPS整机变换、控制、反馈、测量、显示、通讯全数字化、智能化。UPS全数字化技术使UPS许多特性从硬件的设计转移到灵活并可升级的软件上来, 为用户提供十分快捷的设计与制造功能;更完善更灵活的运行与控制模式;非常简单方便的使用、安装、维护操作功能。全数字化UPS是新一代UPS, 它除具有高质量、高可靠、高指标、多功能等特点外, 还符合当今节能环保的要求, 所以它是未来发展所需要的UPS。

2.3 UPS网络智能化技术

高级UPS管理员软件配合电源分配器设计使管理员不仅可以通过PC机或网上终端对UPS运行参数、状态进行监管, 还可以进行一些其他很有意义的控制。主要监控内容如下:

·UPS负荷百分比;

·充电条件下蓄电池已具有的容量;

·放电条件下蓄电池剩余的容量;

·UPS报警及主要管理参数记录;

·UPS故障诊断;

·可对功率分配器及机房配电柜开关分别遥控 (On/0ff) ;

·可设立网上负荷分四级按设定的顺序及时间间隔启动或卸载。网上设备按顺序启动可以避免因同时启动而引起的问题;

·可以设定在市电停电的情况下, 蓄电池的能量按需要分配给不同的设备, 自动按时关掉次要设备, 把有限的能量用到关键设备上去;

·如果市电停电蓄电池能量消耗到一定程度时, 自动关闭计算机系统文件, 然后停机。

高性能的UPS具有相同的通信协议, 采用独立于控制电路的另一个微处理器作为网络通信的核心。通过包含在高级UPS管理员软件中心的SNMP协议, UPS可利用任何网络管理系统通信, 如HP Open View, Sun Net Manager等等, 实现UPS与计算机系统的通信, 由一台计算机对网上多台UPS进行集中管理。同时, 也可以选用远程服务系统通过Medem与UPS服务中心联网, 实现远程异地监控管理以获得快速故障诊断及UPS运行状况报告。

2.4“绿色”无污染UPS

为适应计算机房设备的“绿色”发展趋势, 在梅兰日兰UPS中领先采用了PFC (Power Factor Correction) 新技术, 使UPS的功率因数指标高达0.98以上。

这一新技术的实质是通过电路中功率管VT7的开关作用, 使电感中电流的大小随市电电压瞬时值大小的变化而同步变化。由于VT7工作频率高达50k Hz, 故在市电输入处只需加很小的滤波器, 就得到了与市电电压基本上无相位差的、谐波量很小的电流波形。故PFC的采用十分有效地将UPS功率因数提高到了相当理想的程度, 从而显著减小了其它UPS设备普遍存在的对电网的谐波干扰和无功消耗, 有效地隔离了计算机、程控交换机等非线性负荷对电网的不利影响。同时还采用了输人输出双重滤波, 加强了抗电磁干扰的能力, 降低辐射干扰, 在UPS周围1.5m处, 测不到任何的电磁干扰, 从而引出了“无污染”, UPS的新概念。

3 结语

UPS电源随着电子器件的发展, 使UPS走向小型化、高效率、高可靠性发展, 而高频化技术﹑网络智能化技术﹑全数字化技术﹑绿色化技术的出现, 不仅提供完全可靠的网络电源管理, 也为节能、环保提供了一种最佳的解决方案, 所以随着科学的进步, UPS将朝着高频化、数字化智能化绿色化等趋势发展

参考文献

[1]林新春, 段善旭.全数字化控制系统[J].电力电子术, 2001 (2) .

[2]姚行中.智能化交流不间断UPS设计.北京:科学出版社, 1996

[3]杨碧石, UPS电源新技术及应用, 现代电子技术, 2002年第2期

[4]许传朝, 续写辉煌-UPS电源产品新发展, 微电脑世界, 2001年第52期

篇4：UPS电源在数据中心机房的应用

关键词：UPS系统；数据中心机房；应用特征

中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 12-0000-01

在现代化建设中，数据中心机房是一项基础性工程设施，为社会各行各业的数据传输提供安全稳定的设备运行环境，使设备可以不间断的运行。设备运行必然会用到电力，但目前电力的供应以及电源品质远没有达到理想程度。因此，UPS设备作为不间断电源设备，在数据中心机房中发挥了极大作用。

市电掉电时在数据机房中UPS为设备提供稳定电源，确保设备的使用安全。UPS配备的蓄电池组作为一种储能装置，能够存储大量电能，在市电供电失效时迅速为用电设备提供电能。UPS系统中主要设备是一台逆变器，市电掉电后，将蓄电池输出的直流变换成交流，提供不间断的恒压、恒频电源。UPS设备按照工作原理主要有“后备式”、“在线互动式”以及“在线双变换式”三大类。

一、UPS的电源配置

UPS系统在供电模式上分为两种，一种是单机供电，另一种是冗余式供电。在UPS系统无故障是单机供电模式能够保障设备用电；但冗余供电能够确保在个别功率模块故障时依然为设备正常供电，仍旧能够满足数据中心的用电需求。因此冗余式的供电方式是目前数据中心机房最常使用的方式。

（一）热备份配置。热备份配置也叫做双机主从式配置，即设置一台主机、一台备机。主机负责正常运行时的负载，此时备机处于空载状态，并接入主机的旁路输入端口。两套设备处于串联的状态，若是市电发生变化，备份机就会发挥作用，通过电子转换开关进行整流、升压、逆变，达到冗余的功能。

（二）并联备份配置。并联备份配置使用的是功率平均分配方式，由多台UPS设备进行并联完成。值得注意的是，这里的多台UPS设备需要具有相同的额定输出功率，保障电源之间的同频同相，形成有效冗余供电系统。

（三）单机配置。单机配置采用的是双母线配置，用两条总线对设备进行供电。并且两条总线上都分别连入一台UPS设备，其供电方式相同。

二、各类UPS配置方式分析

（一）双线主从式：1.优点：双线主从式采用的是两台相互独立设备共同连入主机的方式，因此两台UPS之间是不会受到相互干扰的。并且不同的型号或是容量的UPS采用串联方式连接，以达到热备份的效果。同时，这种双线主从式的设备连接在配置上较为灵活，只需要用一台电源就可以使用两台或多台UPS设备，减少了辅助电路，从而在成本上降低支出。2.缺点：由于UPS设备在市电失效时使用，并且两台中若是遇到电路问题只需一台就能够为其它设备提供电源，因此这种主从式配置中的两台UPS设备在老化程度上会存在一定差异。主机电池经常充电与放电，备机电池则处于浮充状态，长期没有进行充放电。在市电出现故障时，若主设备UPS也出现故障，那么备用UPS设备必须在极短的时间内快速响应，将供电从零变为百分之百，这个过程只能够保障在8毫秒之内。另外，备用的UPS设备没有扩容能力，因此需要让备用UPS设备具有阶跃性的负载承载能力。在设备使用过程中，操作人员无法及时对备用设备进行故障排查，因此无法知晓备用UPS中有无故障，可能造成备用设备工作时却不能供电的状况。

（二）并联备份式：1.优点：由于这种设备是采取的并联方式，因此在电流上能够保障均分负载性。在市电发生故障的时候，由于瞬间电流会增强，设备容易出现过载过高现象，并联状态下，两台UPS设备能够将负载电流平均分配。并且由于其良好的扩容性能，能有效避免传统串联方式热备份的缺点。2.缺点：在设备没有工作的情况下，UPS设备也会由于环流增加产生电量的消耗。这种电量的无端消耗会造成系统性能可靠性下降。另外，并联式的配置需要增加额外的辅助电路，这样一来，配置中的故障点增加了，并且额外的电路会让配置成本增加。且这种设备对同步锁相的要求极高，在制造技术上要求输出阻抗接近。

三、机房中UPS设备的维护

（一）定期对蓄电池组进行充电放电。由于蓄电池组是作为UPS系统储能设备在系统中备用的，因此在市电正常时，蓄电池组处于浮充状态，以保障在市电出现故障的时候能够迅速响应。正常情况下蓄电池组长期处于浮充备用状态，蓄电池组在使用一段时间后，实际容量比标称值会有所下降，因此需要通过放电测试，来确定蓄电池组目前的实际容量，以便使用时准确计算出能够供电的时间，并为决策何时启用油机发电或者适时关闭部分机房设备提供依据。因此，在对UPS设备进行充电放电维护的时候，应该按照周期进行。一般对于数据中心的机房来说，每隔两到三个月的时间就应该对设备进行充放电测试，蓄电池满电状态为稳定状态，若蓄电池组是处于低电量状态时，应尽快充满，否则会严重影响电池性能。

（二）保障UPS设备运行环境。UPS系统不宜长期在较高的温度环境下运行。UPS的逆变、整流设备中的功率器件在高温环境下散热不好，会加速器件老化，缩短设备寿命、影响系统可靠性。目前UPS系统使用的蓄电池组大多为铅酸蓄免维护电池。通常铅酸蓄电池的设计使用温度为25℃，铅酸蓄电池受温度影响较大，在大于40℃时，温度升高10度，寿命降低一倍。蓄电池在充放电过程中一般都产生热量。充电时正极产生的氧到达负极，与负极反应时会产生大量的热，如不及时导出就会使蓄电池温度升高。蓄电池若在高温环境下工作，其内部积累的热量将难以散发出去，就可能导致蓄电池产生过热、水损失加剧，内阻增大，更加发热，产生恶性循环，逐步發展为热失控，最终导致蓄电池失效。因此控制UPS系统使用环境的温度，确保设备及蓄电池组的通风散热至关重要。

四、结语

UPS系统作为核心电源，在数据中心机房中发挥着重要作用。通过对该系统的分析，不难发现，数据中心机房的双电源负载一般较多，此时应使用UPS双机系统或模块化冗余系统来进行配置。

参考文献：

[1]张硕.UPS电源在数据中心机房的应用[J].智能建筑与城市信息，2012（07）.

[2]王素.UPS在工程设计中的选用[J].电工技术，2010（03）.

篇5：什么是UPS电源

稳压电源(不间断电源)有的时候，我们正在写一段文章，或者编一个程序，或者在用画笔画一幅画，突然屏幕一下子变黑了DD停电了，唉，里面的东西都不见了，白干了半天。连存盘的机会都没有啊。要是搞科研的科学家也遇到这种情况，损失就更大了。能源能想个办法，使电脑继续工作，或者在市电停止的时候，机器能在短时间内保持一段时间的电，使用我们有机会把已经干完的工作存盘，以便下一次再接着工作呢?办法一，较为困难，要买一台发电机，这对于一般用户来说，基本上是做不到的，

第二种情况，则较为容易一些，那就是买一台UPS。UPS是英文“不间断电源”的缩写，顾名思义，它就是一台这样的机器，它在市电停止供应的时候，能保持一段供电，使我们有时间存盘，再从容地关闭机器。UPS电源，分为在线式和后备式等几种，它在机器有电工作时，就将市电交流电逆变，并储存在自己的电源中，一旦停止供电，它就能提供电源，使电脑维持一段时间的工作，保持时间可能是10分钟、半小时等。

篇6：UPS监测系统方案（范文）

监控对象：对四楼机房的2台130K Powerware 9315 UPS进行实时监测管理。监控实现：UPS自带RS232通信口，经过7520通信转换模块转换成485总线直接连接到监控主机的一个通讯口（每台UPS占用1个通讯口），通过这个连接与监控主机进行通信。监控主机可以查询UPS的各种工作状态、参数和报警信息。每台UPS使用1个通讯转换模块7520，安装在靠近UPS的地板下。

监控性能：实时显示并保存各UPS通讯协议所提供的能远程监测的运行参数和各部件状态。实时判断UPS的部件是否发生报警，当UPS的某部件发生故障或越限时，监控主系统发出报警。监控内容：

实时参数：输入电压、输入频率、输入电流、输出电压、输出频率、输出电流、输出功率、电池电压、电池充电程度（后备时间）等；

工作状态：旁路工作状态、在线状态、电池供电状态、电池充电状态等； 报警信息：输入越限报警、输出过载报警、电池异常报警、整流器故障报警、逆变器故障报警等。

注意：UPS监测的内容需根据UPS所提供的协议而略有变化，上面的内容只作参考。UPS一般不进行远程关机控制，以免发生意外。

在下图中，实时参数以具体数值显示；工作状态以LED图标显示，绿色表示该状态启动，灰色表示该状态没有启动；报警信息以LED图标显示，红色表示报警状态，绿色表示正常状态。

图3.1 UPS监控参数表示意图

篇7：UPS不间断电源如何测试

测试UPS的主要目的是鉴定UPS的实际技术指标能否满足使用要求。UPS的测试一般包括动态测试和稳态测试两类。稳态测试是在空载、50％额定负载以及100％额定负载条件下，测试输入、输出端的各相电压、线电压、空载损耗、功率因数、效率、输出电压波形、失真度及输出电压的频率等。动态测试一般是在负载突变(一般选择负载由0％—100％和由100％-0％)时，测试UPS输出电压波形的变化，以检验UPS的动态特性和能量反馈通路。工具/原料

电源扰动分析仪、存储示波器、调压器、失真度测量仪、负载、万用表 步骤/方法

一、动态测试

1.突加或突减负载测试

先用“电源扰动分析仪”测量空载、稳态时的相电压与频率，然后突加负载 由0％至100％或突减负载由100％至0％，若UPS输出瞬变电压在-8％-+10％之间(可依具体机型的该项指标而定)，且在20ms内恢复到稳态，则此UPS该项指标合格；若UPS输出瞬变电压超出此范围时，就会产生较大的浪涌电流，无论对负载还是对UPS本身都是极为不利的，则该种UPS就不宜选用。2.转换特性测试

此项主要测试由逆变器供电转换到市电供电或由市电供电转换到逆变器供 电时的转换特性。测试时需有存储示波器和能模拟市电变化的调压器。

转换试验要在100％负载下进行，特别是由市电转换到UPS上时，相当于UPS的逆变器突然加载，输出波形可能在1～2周期内有±10%的变化。切换时间就是负载的断电时间。此项测试是检测转换时供电有无断点，如有断点，且断点超过20ms就会造成信号丢失。在线式UPS一般不会有断点，但其波形幅值会有瞬时变化，要求在半周期内消失。另外，因为UPS在市电正常时，逆变器工作频率是跟踪市电频率的，一旦市电中断，逆变器频率完全由控制电路的本机振荡器来控制，这一突然变化是随机性的，它与市电中断前的瞬间状态和本机振荡器的状态有关，这种频率控制的瞬态变化，可能造成输出频率变化达30％，很多负载无法适应这一变化。

二、稳态测试

所谓稳态测试是指设备进入“系统正常”状态时的测试，一般可测波形、频率和电压。1.波形：

一般是在空载和满载状态时，观测波形是否正常，用失真度测量仪，测量输出电压波形的失真度。在正常工作条件下，接电阻性负载，用失真度测量仪测量输出电压波形总谐波相对含量，应符合产品规定的要求，一般小于5％。2.频率：

一般可用示波器观测输出电压的频率和用“电源扰动分析仪”进行测量。目前UPS的输出电压频 率一般都能满足要求。但当UPS的频率电路，本机振荡器不够精确时，也有可能在市电频率不稳定时，UPS输出电压的频率也跟着变化。UPS输出频率的精度一般在与市电同步时，能达到±0．2％。3.输出电压

UPS的输出电压可以通过以下方法进行测试判断：

(1)当输入电压为额定电压的90％，而输出负载为100％或输入电压为额定电压的110％，输出负载为0时，其输出电压应保持在额定值±3％的范围内。(2)当输入电压为额定电压的90％或110％时，输出电压一相为空载，另外两相为100％额定负载或者两相为空载，另一相为100％负载时，其输出电压应保持在额定值±3％的范围内，其相位差应保持在4°范围内。

要在不平衡负载情况下，使负载电压的幅值和相位，保持在允许范围内，逆变器的设计就必须做到每相都能单独调整。在对每一相电压的幅值和相位分别控制的情况下，可以做到三相负载电压始终是对称的。有的UPS不是每相都能单独调整，所以，当接单相负载时，输出电压就会出现明显的不平衡。对于这类UPS，就不能进行此种测试，使用时，也必须使三相负载尽量平衡。

另外，上述的不平衡负载一相为空载，另外两相为额定负载或者两相为空载，另一相为额定负载的条件较为严酷，有的机器是在不平衡负载为两相为额定负载，另一相为70%的额定负载或者一相为额定负载，另两相为70％的额定负载条件下来测试输出电压（各相电压，线电压）的稳压精度和三相输出不平衡度。(3)当UPS逆变器的输入直流电压变化土15％，输出负载为0％—100％变化时，其输出电压值应保 持在额定电压值±3％范围内。这一指标表面上与前面所述指标重复，但实际上它比前面的指标要求更高。这是因为控制系统的输人信号在大范围内变化时，表现出明显的非线性特性，要使输出电压不超出允许范围，对电路要求就更高了。3.效率

UPS的效率可以通过测量UPS的输出功率与输入功率求得。UPS的效率主要决定于逆变器的设计。大多数UPS只有在50％—100％负载时才有比较高的效率，当低于50％负载时，其效率就急剧下降。厂家提供的效率指标也多是在额定直流电压，额定负载(cosφ=0.8)条件下的效率。用户选型时最好选取效率与输出功率的关系曲线和直流电压变化±15％时的效率。

效率等于输出有功功率比输入有功功率再乘以100％，输入功率不包含蓄电池的充电功率。测试是在正常条件下，负载为100％或50％的阻性负载情况下测量。从经济角度讲，机器的效率高，可以节省电费，选用容量时，其裕量系数也可以减小些。

三、常规测试

1.过载测试

过载特性是用户极为关心，也是衡量UPS电源的一项重要指标。过载测试主要是检验UPS整机的过载能力，保证即使运行中出现过负荷现象时，UPS也能维持一定时间而不损坏设备。过载试验必须按设备指标测试，并且要在25℃以内的室温下进行。

2.输入电压过压、欠压保护测试

按设备指标输入电压允许变化范围进行测试，一般UPS允许输入电压变化± 10％，当输入电压超过此范围时应报警，并转换到蓄电池供电，整流器自动关闭，当输入电压恢复到额定允许范围内时，设备应自动恢复运行，即蓄电池自动解除，转为由市电运行。在蓄电池自动投入和解除的过程中，UPS输出电源波形应无变 化。

注意，此项测试一定要保证接线正确，特别是相序必须接对。另外，有的UPS在市电超出+10％范围时，只有报警，而无蓄电池自动投入的性能，只有当市电低于—10％范围时，才有蓄电池自动投入的功能。而有的UPS则是在市电超出±10％范围时，都有蓄电池自动投入的功能，测试时请注意这一点。3.放电测试

放电测试主要是检验蓄电池的性能。放电试验时，一是要记录放电时间；二是要观测放电时的输出电压波形及放电保护值；三是要检查是否有“落后”电池。放电试验前必须对蓄电池作连续24h的不间断充电。

四、特殊测试

对于一台UPS来说，进行上述三项内容的测试就可以了，但真正的验机及大批生产或订货是远远不够的，还必须进行专项测试。专项测试可用抽样的方式进行，其内容有：

1.在额定负载为超前及滞后两种情况下，观测UPS输出的稳压效果； 2.小负载条件下的效率测试。

在25％-35％的额定负载(滞后)条件下，质量好的UPS，效率可超过80％； 3.频繁操作试验。此项试验包括频繁起动与频繁转换。

(1)频繁起动的目的在于检验逆变器、锁相环、静态开关和滤波电容的动态稳定和热稳定。其方法是起动UPS，当逆变器起动成功，有输出电压和电流，达到技术要求后，带负载运行。然后减去负载，停机，再起动UPS，这样连续多次。(2)频繁切换试验，主要是检测转换时供电有无断点，在线式UPS是不应该出现断点的。

4.充电器的起动试验。

为了保护电池，避免充电器启动时对电网的冲击，一般UPS的充电器启动，均有限流启动功能，充电器由启动到正常运行的过渡过程，时间一般在10s以上，电流一般限定在电池容量的1/10。5.不带电池加载试验。

UPS不带电池时，UPS只具有稳压功能。不带蓄电池情况下加负载，可以检验整流器的动态性能。一般要求在20ms内保证输出电压恢复到(100土1)％以内。对于这一功能，不同UPS有不同的设计。6.高次谐波测试。

一般UPS的高次谐波分量总和小于5％，可用谐波分析仪来测试。良好的UPS能全部滤掉11次谐波以下的全部谐波，而且波形很稳。选用UPS也应尽量选用不含11次谐波以下谐波的UPS。7.输出短路试验。

此种试验一般不予进行，以防损坏UPS设备。这是因为有的UPS的输出短路保护功能不够完善。对于具有旁路电源的UPS，进行输出短路测试时，必须在断开旁路电源的情况下进行。否则当输出短路时，UPS会在限流的同时，将负载切人旁路电源，会烧断旁路电源保险丝来进行保护。这样，既看不出输出短路保护的限流情况，还将烧毁旁路电源的保险丝，是应该避免的。注意事项

篇8：UPS电源的部署与监控研究应用

关键词：UPS电源,部署与监控,应用

0 引言

在通信系统中, UPS电源已被广泛应用。中大型UPS电源带的都是非常重要的服务器等设备, 一旦出现故障或电池放空, 将会造成不可估量的损失。因此, UPS的部署和维护需考虑许多因素, 本文就在线式UPS电池容量、线径、监控方面做讨论。

1 电池只数计算

蓄电池是UPS系统中重要组成部分, 它的优劣、后备时间直接关系到整个UPS系统的可靠程度。供电时间的长短由蓄电池的容量大小决定。

假定机房设备的总功率约为5 500W, 考虑将来增加设备一定的余量按7000W计算, UPS的功率因数为0.7, 则所需VA数为:

考虑6小时后备, UPS电源启动直流为240V, 利用公式:

所需蓄电池安时数 (AH) =UPS电源功率 (VA) ×延时时间 (小时数) ÷UPS电源启动直流

由于电池单体为12V/100AH, 240V需要20只串联形成一组, 则一组容量为240V/100AH, 250AH需三组电池, 60只。

2 线径选择

线路通过电流为:7000/220×2=63.6A, 根据《电线与电缆数据表》, 选用YJV电缆, 铜线至少为10mm2, 考虑一定的余量, 选择16mm2的多股铜线。

3 UPS监控

UPS部署后维护是很重要的基础工作。UPS出现故障的情况并不多, 主要是市电停电、市电过压或欠压、电池放电完毕以及温度过高等, 针对这些情况开发了UPS的监控程序, 不但能够在任何时刻查询UPS的状态信息, 还能够及时通过短信收到UPS的告警信息, 节省了人力、物力和财力。

监控采用Agent和Monitor结构, Agent负责与UPS通信, Monitor负责界面和管理、日志记录, 如下图:

通过浏览器访问的实例如下:

短信报警和状态查询采用Wavecom公司的短信模块, 该模块是符合E-GSM900/GSMl 800 (或E-GSM900/GSMl900) 标准的第2代无线双频通信模块。

采用脚本将采集到的监控数据导入数据库, 以方便查询和报警。还可以通过发短信查UPS工作状态。

4 结论

UPS的部署和维护是有一定技术含量的工作, 本文对UPS电池配置、电缆选择以及利用计算机通信技术对UPS监控等方面进行了讨论。上述方案经过了实际环境的考验, 证明是可行的, 且大大地节省了人力、物力和财力, 具有一定的推广价值。

参考文献

篇9：ups电源系统应用论文

关键词：UPS；智能性；供电系统；容量；电池

中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2013）14-119-01

UPS供电方案的好坏，直接决定了通信机房内重要负载是否能正常运行。在设计通信机房UPS供电系统时，我们既要节省投资，又要考虑系统的可靠性、灵活性，为通信设备及计算机负载提供有效的保障。

一、UPS不间断电源在供电系统中的应用

UPS在供电系统中是必不可少的核心设备，但是它不能保证长时间不断电。UPS的供电时间主要由所配备的蓄电池组容量和性能来决定，通信行业一般情况下按30分钟配备（过去按15分钟配备）。但是电力供电系统一旦停电，时间就很长，光靠蓄电池组很难长时间维持供电。UPS输出要想做到长期不间断的供电，它需要外接电源（市电或油机）的支撑来完成，如果外接电源配置合理，使UPS输人断电的时间缩短，那样UPS蓄电池组的容量配备也可以大大地减小，提高了UPS所带负载供电的可靠性。一个完整的UPS供电系统大致由以下几部分组成：高压、低压/油机、UPS、蓄电池，缺一不可。如果将市电转油机供电的时间缩短，蓄电池组放电的时间就缩短了，提高了UPS供电的安全性和可靠性。

二、UPS供电系统在通信机房应用策略

1、UPS容量的确定

根据负载容量性质，选择适当UPS，既可保证UPS的供电质量，又可节省投资，提高经济效益。一般来说，UPS容量的确定主要是要满足当前负载的需要，同时，也要考虑几个因素：

（1）UPS容量较负载不宜过大，使其过度轻载运行。过度轻载运行虽有利于降低逆变器的损坏概率，但可能造成市电停电时，电池放电电流过小而放电时间偏长，在电池保护装置故障时，电池组被深度放电，而遭永久性损坏。

（2）UPS容量不宜过小，使其长期处于重载运行状态。这样虽可节省一部分投资，但由于逆变器处于重载运行，其输出波形将发生畸变，输出电压幅值抖动过大。这样既不能为负载提供优质电源，还极易造成UPS逆变器的本级驱动元件损坏，所以，即使从经济角度讲也是得不偿失。根据目前一些UPS厂家推荐，UPS负载量不宜长期超过其额定容量的80%。

2、供电系统的电气隔离及接地

一般来说，电网中经常存在差模噪扰和共模噪扰，这些噪扰对计算机正常运行存在着不同程度干扰。另外，零线电位的偏移也会对计算机运行造成影响。所以在考虑UPS供电方案时应采取措施把这些影响减少到最小。传统的UPS通过内部的工频输入及输出变压器来实现负载和电网间的电隔离和电压匹配，抑制来自电网的共模及差模噪扰电压，使其不致耦会到计算机电源。此类UPS的输出零点是取自隔离变压器次级Y型绕组的中性点。为保证输出零点电压不偏移，应从通信机房的交流工作接地排上单独引线至该输出点。

3、正确配置UPS后备电池

为保证电网停电时，也能利用UPS电源继续向计算机提供高质量供电，后备电池的配置尤为重要。当负载不允许被中供电时，通信机房内UPS电池后备时间应大于从市电中断到恢复的时间或到发电机组正常供电所需时间（前级供电系统配有发电机组），若此段时间较长，则应配置外接的长延时的电池组，但此时应确认UPS内部整流器有能力对外接大容量电池组进行充电，否则应配置外接充电器。电池容量选择应遵循以下原则：即电池必须在后备时间内供电给逆变器，且在额定负载下，电池组电压不应下降到逆变器所允许的最低电压以下。在布置机房设备排列时，应尽量使电池组靠近UPS主机，缩短两者连线长度，增大连线截面积，以降低连线自感量和线路压降。电池组可安装在电池柜内，也可安装在敞开的电池架中，前者美观。整洁，但对楼板承重要求较高，后者可分散承重，且散热性好，但占地面积多，易积尘，给维护带来不便。

4、通过冗余方式增加供电可靠性

为了提高UPS供电的可靠性，可采用多种UPS冗余连接方式，各种方式都有优缺点，考虑方案时要根据实际负载情况，选择合适的模式。当前冗余连接方式大致有以下三种：

（1）双机主从式热备份。将作为从机的UPS1输出接到另一台作为主机的UPS2的旁路输入，正常运行时由UPS2供电，UPS1处于备份。当UPS2故障时，负载切换至UPS2旁路，由UPS1承担负载供给任务。此系统结构及控制简单，但存在以下缺点：主机长时间工作，而从机处于长期待机状态，两机的元件老化程度不均匀；在从机供电的状态下，主机静态旁路故障时将导致系统供电失败；系统负载不能超过单机容量且以后无法扩容。

（2）功率均分并联备份。该系统将两台或多台UPS逆变单元并联运行，正常时两台（或多台）逆变器同时向负载均分供电，当其中一台故障时，该UPS从系统中脱离，用户所需负载电流，由剩余逆变器按新的份额重新供电。此外，如果各UPS向负载供电的电流差异过大，将使逆变器的功率放大元件老化速度失衡，也会引发故障，一般来说，供电系统中并机数量越多，UPS电源系统发生故障的概率也越大。

（3）并联热备份。该系统将两台UPS的电池组输入，整流器输出及逆变器输出并联，并共用旁路，正常时两台整流器同时向两逆变器供电，并向两组电池充电，通过逆变器输出静态开关选择其中一台逆变器向负载供电，两台整流器和逆变器分别互为备用，只有两台逆变器同时故障，系统将负载切至共同静态旁路，由市电继续向负载供电。该方案没有瓶颈故障点，任何一台UPS局部或整体故障，系统仍能继续向负载供电，由于真正输出只有一台逆变器，故也不存在逆变器间的环流，但由于此模式类似单机运行模式，带载能力相对差且不易扩容。

参考文献：

[1] 吴卫刚，任 艺.UPS供电系统在通信机房应用方案研究[J].广西轻工业.2011（04）.

篇10：UPS电源机房管理制度

中心机房UPS电源管理维护制度、UPS电源应按照学校大型设备管理办法实行专人管理。管理员应认真，如实，详细填写设备运行管理日志，以备后查。、UPS电源是保证机房内计算机设备及其他设备正常运行和数据安全的重要设备，除管理员外，未经许可其他人员不得随意触碰控制面板和开、关机。、管理员要定期检查UPS电源的运行情况，停电时，要随时监控UPS电源放电情况。、管理员要对UPS电源的运行情况作好记录，包括UPS电源的充，放电时间，故障及排除情况等，以方便维护和维修。、管理员要了解UPS电源的工作原理，正确区分使用UPS电源供电插座和市电供电插座，UPS电源供电插座不得使用电动工具。、定期对UPS电源充放电。当市电不停时，应每3个月对UPS电源的电池组进行一次维护性放电。、管理员要与UPS电源设备供应商的维护人员保持联系，出现故障能及时联系排除。、管理员有责任提供必要的技术支持，帮助指导以及应急处理措施，以便其他岗位能够有效地检查、监控和及时处理UPS电源异常情况。9、在值班期间，值班人员发现UPS电源有异常情况要及时报告管理员，并采取适当应急处理措施。

二O一O年十二月

篇11：UPS电源知识及注意事项

一、什么是UPS系统

UPS（uninterruptible power supply）即为不间断电源系统，它具有如下功能：无论市电正常与否，它都能使负载不间断地工作，UPS的逆变器工作时，能向负载输出电压和频率稳定、失真度小的电源。

事实上，我们用的交流电源，并不像我们想像的那样是纯净的正弦波，它存在着各种电源异常现象，如电源电压过高或过低，电压尖峰、波形畸变、电源干扰等，而UPS恰好解除了上述各种电源异常对用电设备的影响，因此它被除数广泛的应用于民航、电信、网络、银行等，甚至个人PC上。

研究证明：精密电子设备80%出现故障均由供电环境造成计算机每月至少要受到110～140次电源干扰，从而造成如下故障：

(1)全部数据丢失。当录入数据时发生电源故障，系统可能被毁坏，工作中的文件可能被停止，用正常的操作系统存取方法不能存取数据。

(2)使输入和输出逻辑出错。例如会影响驱动器和监督程序之间读写操作精确性。

(3)影响CPU的性能。使处理能力变得呆滞起来，而且出现不精确的数字。(4)导致计算机失去瞬间记忆。数据写到磁盘时，由于电涌或猛烈冲击可能破坏暂存在 内存里的程序或数据。

(5)导致CPU的内部电路短路。

二、UPS的分类

UPS目前有很多分类方法，为使客户对这些分类有一定了解，现作一下简单介绍。

（一）对UPS性能起决定性作用的是UPS逆变器的接入方式，我们按最新规定的UPS命名方法加以介绍。

UPS按逆变器接入方式的不同，可分为以下三种（1）被动后备式（原名是：后备式）

被动后备式UPS的逆变器是并联在市电和负载之间的，在市电正常时，逆变器不工作，由市电向负载供电，只有在市电异常时，逆变器才向负载提供质量较高的电源。（2）在线互动式（原名是：在线互动式）在线互动式UPS的逆变器连接方式与被动后备式相同，只不过在线互动式UPS的逆变器，在市电正常时作为充电器使用，在市电异常时才自动转为逆变器，因此它的可靠性较高。

（3）双变换式（原名是：在线式）

双变换式UPS的逆变器是串联在市电和负载之间的，不论市电正常与否，逆变器都工作。从性能上来说，双变换式UPS的性能要比被动后备式和在线互动式的好，这是因为在线式UPS的逆变器是串联在市电和负载之间的，能隔离市电对负载的影响，提供负载质量较好的电源，而被动后备式和在线互动式的逆变器是并联在市电和负载之间的，平时由市电供电，因此市电的各种干扰一样可以进入负载，只有逆变器工作时，才能提供质量较好的电源，隔离市电的各种干扰。

（二）按UPS向负载提供备用时间的长短，可分为标准机和长延时机。

一般的标准机在市电断电后，还能使负载继续工作10-15分钟。长延时机在市电断电后，可使负载继续工作长达8小时以上。

（三）按UPS工作频率的高低，可分为高频机和工频机。

（四）按UPS单机输出功率的大小，可分为大型机、中型机、小型机。小型机功率在5KVA以下，中型机的功率在5-10KVA之间，10KVA以上为大型机。

三、使用UPS的注意事项

UPS有许多自身的特点，与一般电器相比以下几点需引起大家注意：

1、UPS的输出功率一般标为VA，而我们实际使用的功率单位为W或KW，它们之间的换算式为：

W=PCOSф

W为输出功率，单位为瓦 P为UPS输出功率，单位为VA COSф为输出功率因数，通常在0.6～0.8之间

配备时应根据负载的功率来选用UPS，为保证UPS的可靠运行，还应将UPS的输出功率留有一定余量。

2、UPS的安装，特别要注意要不将零线（N）、火线（L）、地线（G）的顺序搞错，其中特别注意地线，当系统地线不合格时，请不要将地线接到UPS上。连接地线时，应将地线与UPS专用地线端子相连，不要接在UPS的外壳上，不正确的连接会造成UPS输出电压偏高或机器故障。

3、注意UPS开关机顺序。

开机顺序：先打开UPS，约过10～20秒，旁路灯熄灭，逆变器灯亮后再开启较大或冲击性较强的负载，然后再开启功率较小或冲击性较弱的负载。

关机顺序：先关闭负载后关闭UPS，而不要把UPS当作用电设备的开关使用。UPS带载开机是相当危险的。UPS发生故障后应请专业人员或厂家来处理，不得私自拆修。

四、UPS的选购

选用UPS的基本原则是根据设备对电源的要求来选购，通常个人计算机选用被动后备式或在线互动式就基本可以满足要求，条件好的也可选用双变换式UPS；服务器、民航的指挥系统、医疗设备等精密设备要选用双变换式的UPS。选购UPS时应注意以下几个问题：

1、尽量选择电压输入范围宽的UPS；

2、选用有功率因数校正及防雷功能的UPS；

3、选用过载能力和输出短路能力强的UPS；

4、选用零、地电压低的UPS；

5、选用智能化、网络化的UPS；

6、注意UPS的电池质量。

五、安全注意事项

1、请勿超过额定负载使用UPS；

2、UPS内装有大容量蓄电池，非专业人士不可打开机壳，否则会有触电危险。如需内部检修或更换蓄电池，请与我们联系（0718-8250249）；

3、如果机器冒烟，请迅速切断电源，并与我们联系（0718-8250249）；

4、切勿在以下环境保管或使用UPS：

（1）有可燃性气体、腐蚀性物质、大量灰尘的场所；

（2）异常高温或低温（40℃以下或0℃以下）、高湿（90%以上）的场所；（3）有阳光直射或接近加热器具的场所、有剧烈振动的场所、室外；

5、万一周围失火，请使用干粉灭火器，使用液体灭火器有触电危险；

篇12：ups电源系统应用论文

在无线电管理中起到主要技术作用的是无线电监测技术，其主要发挥的作用在于维护空中电波系统程序。为了使得机房设备不会受到用于停电以及电压不稳等因素带来的干扰，并且使用稳定性较高的UPS电源(UninterruptiblePowerSystem，不间断电源)为主的市电双回路供电系统，因此，固定监测站的设备设施一般选择在大厦或者铁塔高层处。大多数情况时，监测人员对移动设备进行半月和改造的过程中，UPS供电设备可以长期的提供稳定电源。所以UPS设备的.使用非常灵活实用，能够满足日常监测的基本需求，监测技术人员应该了解和掌握UPS供电系统的配置接日常使用技巧。使得无线电监测的工作得以快速、有效、长期的进行。

二、UPS电源的基本原理及其作用

UPS是指，将蓄电池主机之间相互连接，利用主机的电路模块将直流电源转化为市电的系统设施，其主要特点就是能够为电子设备，计算机网络服务器，等稳定需求高的设备提供长期稳定的电源供给。市电输入保持稳定时(我国国内为220V/50Hz的交流电)，UPS系统将市电稳压，然后供给负载使用，与此同时在系统内部进行充电储备，如果在供应过程中市电切断，UPS系统能够将电池内部的直流电切换为负载220V/50Hz的交流电进行供给。使得负载正常运转，保护硬件不会因为电流的冲击造成瘫痪，并且在供应过程中UPS系统可以有效调整电压起到防护作用。

三、无线电监测UPS电源系统配置方案

UPS配置的选择有两点要求，第一，无线电监测设备的负载总功率、电源转换效率和总功率越大，所需的转化效率越高，需要的电池备用时间也随之增加，由于负载功率不能够超载使用，也不适宜长期处于过度轻载的情况，所以一定要在选择时注意负载功率，负载状态应该控制在30%~60%之间为宜;第二，蓄电池的内阻能够通过机房周围的环境产生影响，温度升高或降低，湿度加大或减小，都能够使其内阻受到不同变化，这会使得蓄电池内部蓄电能力逐渐下降。蓄电时间会随着温度降低所增加，如果机房温度过高，出现过充电的状况则越高，尤其在UPS循环使用过程中，一定要将机房环境的温度控制在合适的范围内(5℃-30℃)，并且增加充电计时或自动转换涓流充电的方式，保护电池使用寿命。

四、运行维护的主要注意事项

(一)观察外观：技术员通常通过观察UPS设备是否产生变形、设备外壳是否烧焦以及螺丝连接处是否松动，或者有无氧化物渗出或者漏液现象来判断，UPS设备是否处于正常工作状态。

(二)带载测量：UPS如果处于电池模式下的整体设备带有一定量的负载，如果出现放点时间明显短于正常放电时间的现象，则应观察设备充满电的时间是否达到正常的备用时间，如果达不到则说明电池发生老化。

(三)使用万用表测量：使用万能表可以准确的判断，UPS设备是否发生老化。在放电状态下需要对各子电池的两端电压进行测量，如果任何一个电池端电压与额定电压的数值发生明显的天理，这说明电池已经发生老化。同样的在UPS设备处与市电状态下，也需要用万能表对子电池的端电压进行测量，如果任何一个子电池的充电电压与其他电池的充电电压相比较数值明显偏大，这说明该电池已经发生老化。

结语：

本文就电源系统的配置、系统项目的日常使用、维护等方面对监测机房中的UPS电源系统展开相关阐述，这将对UPS系统项目在今后的建设以及日常维护工作提供极具价值意义的针对性指导，为无线电监测事业的蓬勃发展注入新的强劲动力。

参考文献

[1]李应斌,梅芳.无线电监测站任务工作模式的分析与研究[J].数字通信世界,,(7):335-335,337.

[2]冀维林,范振雄,武迎兵,等.无线电监测站UPS电源系统配置研究[J].中国无线电,,(9):35-37..

篇13：ups电源系统应用论文

UPS电源 (不间断供电系统) 是一种能够为生产设备等重要负载提供不间断的优质安全电源装置。当市电发生任何异常情况时, 其能够确保电动机等重要负载在一定时间内仍然正常工作, 有效抵御了因电网扰动引起的生产过程失控等危险。因此, 其作为重要设备等的后备保护电源, 在许多行业得到了广泛的应用。

铝板铸轧机是一种完全由PLC控制的复杂生产设备, 其工艺流程主要是将高温铝液通入铸轧机并轧制成相应的板材。在整个生产过程中, 需要可靠的电源来保证整套生产装置持续运行, 任何瞬时性电源故障都将导致整个生产过程的中断, 产出次品, 许多辅助材料需要重新更换, 且高温铝液对生产人员的安全也构成很大的威胁, 无形中给企业生产增加了很多成本和负担。因此, 安装与铝板铸轧机配套的UPS不间断电源是十分必要的。

本文就UPS电源系统在铝板铸轧机生产线中的应用情况进行简单的分析和总结。

1 UPS电源系统

UPS电源系统主要有5部分组成:整流系统、电池组、逆变系统、静态开关控制和旁路系统。其结构图如图1所示。

UPS的供电原理与当前的市电供电情况有很大联系。如图2所示。

当市电供电正常时, 市电直接通过UPS给负荷供电, 此过程中有两种情况:一方面, UPS通过整流器将交流电转换为直流电, 再通过逆变器把直流电又转换为交流电, 此过程中UPS同时也对市电进行了滤波、稳压和稳频的调整, 因此, 能够为负载提供稳定和洁净的电源;另一方面, UPS通过整流器对储能模块电池组进行充电 (把电能转换为化学能) 。当市电出现异常情况时, UPS切换到逆变器, 利用电池组储存的电能为负荷供电 (把化学能转换为电能) 。需要强调的是, 如遇到电压超过允许范围、瞬间浪涌等足以影响设备正常运转的情况时, UPS电源系统均会动作[1]。

各种UPS电源的组成基本相同, 但其功能差异很大。根据架设结构可将UPS电源分为以下三类:被动式、在线式、在线互动式。其中被动后备式UPS的优点是工作效率高, 价格低;缺点是备用时存在转换时间, 且市电的不稳定易直接影响负载。在线式UPS的优点是供电质量高, 无转换时间, 保护性能好, 抑制浪涌、噪声等能力强;缺点是结构简单, 成本高, 效率低, 电池维护工作量大。在线互动式UPS的优点是价格低, 效率较高, 可靠性高, 结构简单;缺点是存在一定转换时间, 串联器件有损耗, 电池充电时有压降, 市电稳定精度差。

综上所述, 鉴于铝板铸轧机对供电可靠性要求较高, 要求UPS电源系统不能存在转换时间, 因此选择在线式UPS电源较为合适。

2 UPS电源分类及工作方式

根据UPS的工作原理不同, 其供电方式主要形式有以下三种[4]:单一式供电方式、切换式供电方式、并联式供电方式。其中单一式供电方式优点是能为负载提供高质量的电能;缺点是对于负载而言, 整个供电过程都是由逆变器供电, 当逆变器出现故障时, 负载的供电将立即中断。切换式供电方式, 主要克服了单一式供电方式在逆变器出现故障时不能连续供电的缺点;其缺点在于静态开关的切换存在几十毫秒的转换时间, 所以不能满足对重要负载的供电可靠性要求。如采用并机型供电方式就能够实现无瞬变切换操作, 解决切换式供电方式的不足, 对负载供电可靠性高, 稳定性好。并联冗余供电方式的供电结构是并联供电方式中的一种, 其主要是多个UPS单元并联为负载供电的供电方式, 由于系统存在冗余备用, 所以UPS装设总容量必然大于负荷容量。N+X并联冗余中, N指分担负荷总容量最少需要的UPS电源模块数量;X指根据可靠度和供电情况的要求, 所在需要的UPS电源单元数量, 其工作原理和并联工作方式相同[2]。

综上所述, 考虑到铝板铸轧机对整个生产过程连续性的要求和对供电可靠性较高的要求, 故采用并联式和冗余式相结合的供电方式。由于系统存在冗余备用, 所以UPS装设总容量必然大于负荷容量。

3 应用分析

铝板铸轧机安装的UPS电源系统主要考虑了提供资金量、负载所需容量、负载性质、要求备用时长以及安装环境等, 综合以上因素, 其选择了美国山特3C3-150 k VA支持冗余并联的UPS电源系统, 容量为450 k VA, 带有手等和自动旁路维护开关。其中接线结构图 (图3) 、容量和供电方式的选择以及运行图 (图4、图5) 如下。

容量的计算:容量的选择主要需要考虑了负载大小、负载性质和预留容量的大小。

负载情况如下:共有三条配置一样的铝板铸轧机, 单机的最大容量为90 k VA, 三条生产线就要270 k VA, 但考虑到正常工作时, 每条生产线的实际功率约为标准功率的75%, 即以上负载的实际使用量为270×75%=202.5 k VA, 在考虑预留一定的容量一般为30%, 故UPS的容量约为202.5×1.3=263.25 k VA。此外, 由于供电方式选用了N+X冗余并联型, N为满足负载的最少UPS个数, X为依照成本和可靠度选择的冗余UPS模块数, 故需选择3个UPS模块, 每个模块的容量为150 k VA, 能够确保任一台UPS故障时, 仍能够为负载提供不间断的高可靠电源保护。需要说明的是, 在计算负载容量时, 功率因数一般按输入功率因数和UPS输出功率因数较小的计算。

供电方式的选择[3]:铝板铸轧机要求实现不间断的连续供电, 故只有在线式和冗余并联式两种供电方式可以选择。在线式供电方式需要购买多个UPS电源系统, 且需要分别配备电池组, 此种供电方式存在许多的缺点:如总成本高, 供电可靠性低, 电源余量利用率低, 运行费用高, 后期管理和维护复杂且成本高。为了节省资金, 保证供电的可靠性, 提高综合利用率以及考虑到后期的维护, 综合以上原因, 总选择了冗余并联供电方式。

备用时间:考虑到此单位安装UPS之前, 经常性停电, 且大多情况停电时间不超过半小时。根据其供电情况, 若停电时间超过半小时, 则一般很难在短时间内恢复供电, 故为了避免大多数短时停电而主动停止生产造成巨大损失, 其提出了保持备用供电时间1小时的要求, 待半小时之后, 再对生产设备进行紧急性停产, 这样就能最大限度地降低损失。

运行经历[5]:自UPS电源安装之日起, 多次在瞬时停电的情况下很好地维护了生产设备的正常运行, 但多数情况下, 此单位都是在停电后并没有立即转入停产状态, 坚持让设备再运行半小时, 如市电仍未恢复, 则再转入紧急停产状态, 最大限度降低了损失, 并保证了生产人员的安全。实践证明我单位坚持预留半小时的应急停产时间与其供电环境非常匹配。极大地减轻了企业的损失。

4 结语

在线式UPS电源模块具有无瞬变供电的功能, 能够实现对负载的连续、可靠的供电。在线式UPS电源模块采用并联冗余供电方式不仅能实现对大功率负载的供电, 还可以增强整个系统的供电可靠性。此UPS电源系统在铝板铸轧机实现了对供电可靠性、生产稳定性、人员安全性的保障, 而且在紧急情况下很大程度地降低了企业的损失。如今UPS电源种类繁多, 质量参差不齐, 用户的要求也多样化等, 如何统筹这些因素, 配置适合用户且性价比较高的UPS电源系统需要针对各行各业, 做进一步的研究。

摘要：UPS电源系统作为重要设备的后备电源, 在许多行业得到了广泛应用。在分析传统UPS电源优缺点和比对其各种工作方式可靠性的基础上, 有针对性地研究设计了与铝板铸轧机配套的无瞬变切换UPS电源系统。结果证明, 此UPS电源系统在铝板铸轧机中能够很好地保障供电可靠性、生产稳定性、人员安全性, 并能将紧急断电时的损失降到最小。这说明了在一些对供电可靠性要求较高的重要生产设备, UPS电源系统是首选。此外, 也为UPS电源系统在实际工程中的应用提供一定的参考价值。

关键词：UPS电源系统,铝板铸轧机,应用分析

参考文献

[1]张伟.UPS交流电源及其在化纤厂的应用[J].聚酯工业, 2009, 22 (3) :2009-05.

[2]周志敏, 纪爱华.UPS供电系统设计与工程应用实例[J].北京:中国电力出版社, 2011 (10) .

[3]杨碧石, 刘建兰.UPS电源的实用技术[J].仪表技术, 2008 (5) .

[4]张宏宇.UPS电源技术发展趋势及应用[J].中国新技术新产品, 2011 (14) .

篇14：ups电源系统应用论文

关键词 UPS电源 配电机房 应用与维护

在向数字化和产业化发展的过程中,DVB(数字视频播出)、IPTV(网络电视)、DBS(直播卫星)等新技术、新模式不断涌现,数字电视中心(或IDC)机房的业务目前正在蓬勃兴起。在当前广电行业数字化、产业化转型的关键时期,广电行业新的技术模式和业务模式对于系统的稳定运行和安全保障提出了更高要求,同样也对一切业务和应用的基础——电源提出了更多要求和新的挑战。

电视台前端机房被誉为其“心脏部位”是其电视信号处理及分配传输的集散地,前端机房供电质量的优劣也直接影响着整个系统的安全运行和对用户的服务质量。实践证明,电台、电视台前端机房采用UPS电源是降低台外停播率,保证安全播出最有效的办法。

一、UPS电源的特点

不间断供电系统(UPS:Uninterruptibie Power System),它具有稳压、稳频、隔离、净化电源等作用。当电网瞬间断电或停电时,UPS自动将蓄电池的直流电逆变为交流电继续为负载供电,这样就可以保证设备持续正常地运行。

(一)UPS输出电源可靠性高。由于UPS电源为负载提供了主备两套供电系统,而且备用电流和主电流通过静止开关切换,由于切换时间极短、主备电源始终保持锁相同步,故停电时,从负载例看来,电源没有丝毫的中断。

(二)高质量电源供应。由于采用了电脑控制的电子负反馈电路,UPS的输出电压稳定度高,达上0.5～±2%。同时又由于UPS采用了石英晶体振荡控制逆变器的频率,故输出频率稳定:±0.01～±0.5%;电压失真度小(电压畸变小于1%,不存在潜波失真的问题)。

(三)效率高、损耗低。由于UPS中的逆变器采用了PWM技术,因此它就具有开关电源的一系列优点,通过精确调整脉冲宽度,保证功率稳定输出。

(四)故障率低、维护容易。由于微处理器监控技术和先进的IGBT驱动型SPWM等高技术的采用,目前的UPS已达到了极高的可靠性水平,对于大型UPS电源来讲,其单机的年均无故障工作时间(MTBF)超过20万小时已不成问题。

二、UPS电源系统使用注意事项

UPS电源系统因其智能化程度高,储能电池采用了免维护蓄电池,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。

(一)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。

(二)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。

(三)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。

(四)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。

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

(六)由于组合电池组电压很高,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。

(七)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。

(八)在任何情况下,都应防止电池短路或深度放电。因为电池的循环寿命和放电深度有关。

(九)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,使得极板活性物质脱落,电池内阻增大,温升提高,严重时将造成容量下降,寿命提前终止。

三、日常维护与检修

(一)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制紊乱造成主机工作失常,并发生不准确告警。

(二)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要的。

(三)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电源系统,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、检测工作。

(四)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才能重新启动,否则会接连发生相同的故障。