ups不间断电源资料大全 4Word文档格式.docx
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如果不能正确地使用UPS，往往会造成蓄电池实际可供使用的容量仅为蓄电池标称容量的很小一部分，为此用户在使用蓄电池时需注意以下各点：
①蓄电池的过度放电和蓄电池长时间的开路闲置不用，都会使蓄电池的内部产生大量的硫酸铅，并被吸附到蓄电池的阴极上，形成所谓的阴极“硫酸盐化”，其结果是造成电池内阻增大，蓄电池的可充放电性能变坏。
目前常用的M型密封式铅酸蓄电池的使用寿命大约为3-5年。
②对于目前的大多数UPS来说，当蓄电池每次放电完后，可利用UPS内部的电池充电回路对蓄电池进行浮充。
为保证蓄电池被重新置于饱和充电状态，一般需要充电时间为10～12小时。
充电时间不够会使蓄电池处于充电不充分状态。
这时蓄电池的实际可供使用的容量远远低于蓄电池的标称容量。
对于有的UPS而言，当市电电压低于200V时，就不可能利用UPS内部的充电回路对蓄电池进行饱和充电丁。
③有的用户采用降低UPS实际负载功率或增大蓄电池容量的办法来延长蓄电池的放电时间。
④当UPS的蓄电池在使用中遇到下述情况之一时，要想复活蓄电池的可充放电特性，应采用均衡充电的办法来解决。
所谓均衡充电是把每个蓄电池单元并联起来，用统一的充电电压进行充电的操作办法。
需要对蓄电池进行均衡充电的情况有：
•过量放电使得蓄电池的端电压低于蓄电池所允许的放电终了电压。
对于12V的M型铅酸蓄电池而言，其放电终了电压为10.5V左右；
•蓄电池组中，各电池单元之间的端电压差别超过1V左右；
•长期静置不用的电池（包括新购买的蓄电池）；
•重新更换了电解液的蓄电池。
对于NP6-12型密封式铅酸电池，它的均衡充电电压等于14V左右，最大允许的均衡充电电流小于1.5A；
对于LCLl2V24P型密封式铅酸电池，其均衡充电电压等于14V左右，最大允许的均衡充电电流小于8A。
目前市售的功率为2kW以下的UPS中，蓄电池组的浮充电流大多数控制在1A之内。
⑤为保证蓄电池具有良好的充放电特性，对于长期闲置不用的UPS（经验数据是UPS停机10天以上），在重新开机使用之前，最好先不要加负载，让UPS利用机内的充电回路对蓄电池浮充10～12小时以后再用。
对于后备式UPS的用户来说，若UPS长期工作在后备式工作状态时，建议每隔一个月，让UPS处于逆变器工作状态至少2-3分钟，以便激活电池。
（3）对于绝大多数UPS来说，当它们处于逆变器供电状态时，一般要求它的负载特性为纯电阻或电容性的。
当负载为电容性时，其功率因数要求大于0.8左右。
因此，对于那些带电感性负载的用户来说，应注意调整其总的负载电抗，尽可能地满足功率因数大于0.9的条件。
否则，UPS实际可承担的负载功率将有所下降。
厂家建议：
UPS的最大启动负载最好控制在UPS额定输出功率的80%以内。
对于正弦波输出的UPS而言，当其负载小于UPS额定输出功率的30%时，它的输出电压波形失真系数会稍有增大。
实践证明：
对于绝大多数UPS而言，将其负载控制在UPS额定输出功率的30%～60%范围以内是最佳工作方式。
因此，那些对交流输入波形有所要求的用户应该注意这点。
（4）对于后备式UPS来说，当它处于由市电供电的后备工作状态时，虽然它具有抗干扰自动稳压功能，但它不具备输出短路自动保护功能（一般用交流输入保险丝来实现限流）。
因此，对这种类型UPS用户来说，不得随意加大交流输入回路中保险丝的容量。
只有当这种电源处于逆变器供电状态时，它才同时具有自动稳压和输出短路自动保护功能。
（5）对于后备式方波输出的UPS来说，由于在它的控制线路中没有精确调整其方波工作频率的技术手段，因此，当这种电源处于逆变器供电状态时，有时它的方波工作频率很可能会明显偏离50Hz。
此外，对于方波输出的UPS而言，当它处于逆变器供电时，不宜长期空载运行。
（6）对于后备式UPS来说，一般都为用户设置如下电位器来调整工作点：
•调整UPS市电供电—逆变器供电工作转换电压的大小；
•调整UPS逆变器输出交流电压的大小；
•调整电池充电回路的充电电压的大小。
对在线式UPS来说，一般只为用户提供一个调整UPS交流输出电压大小的电位器。
具体应该调整哪个电位器，请参考有关的产品说明书。
一般情况下，用户不要轻易地去调整机内的其他电位器，弄不好会造成UPS控制线路失调，机器无法正常工作。
（7）目前市售的绝大多数UPS都具有抗干扰自动稳压功能。
所以，在一般情况下，没有必要再外加抗干扰型交流稳压器。
如果用户一定要用交流稳压器的话，可以将交流稳压器用作UPS的输入级。
（8）选购长延时UPS时，为保证蓄电池能得到高效的利用，提高其有效可供使用的容量及延长蓄电池的使用寿命，应选用具有改进型的恒流充电特性的充电器。
如果使用一般的截止型恒压充电器必将导致蓄电池性能的迅速恶化。
对长延时UPS而言，蓄电池组的成本往往超过UPS主机的成本，所以用户应该注意到这一点。
（9）若用户在市电停电期间，使用小型柴油发电机供电时，由于柴油发电机的内阻比市电电网的内阻大得多，因此，有可能导致后备式UPS在市电供电与柴油机供电时，UPS的交流稳压线路的输出电压值有较大的差异。
在遇到这种情况时，用户应重新调整UPS的交流稳压工作点。
（10）对于方波输出的后备式UPS来说，其市电供电㈡逆变器供电的转换时间大约在4～9ms。
这种不能百分之百地保证对负载可靠供电的情况，对于这种电源来说，若偶然出现一次故障使计算机的工作程序中断或破坏，即计算机产生“自检”操作并不意味着出故障。
因此，方波输出的UPS不宜用于计算机网络的供电系统中。
（11）在长延时UPS中若选用方波输出UPS作主机会带来计算机硬件故障率增大的毛病。
原则上讲，在长延时UPS系统中应选用正弦波输出的UPS作主机。
（12）对以双向可控硅作静态开关的后备式UPS（如DatapasseUPS），其市电供电㈡逆变器供电的转换时间很短，仅为微秒数量级
1．1．3电压型三相桥式整流电路
电压型三相桥式整流电路如图2所示，其特点是采用高频PWM整流技术，器件处于高频开关状态，由于器件的开通和关断状态可以控制，所以整流器的电流波形是可控制的。
这种电路的优点是可以得到与输入电压同相位的输入电流，也就是输入功率因数为1，输入电流的谐波含量可以接近为零；
能量可以双向流动，正常时能量从交流侧向直流侧流动，直流输出电压高于给定值时，能量从直流侧向交流侧流动，具有较高的转换效率。
缺点是属于Boost型整流电路，直流侧电压要求较高。
这种电路也是近年来研究的一个热点。
1．2蓄电池组和充放电电路
蓄电池组是UPS的储能单元，市电正常时它吸收来自市电的能量并以化学能的形式储存起来，一旦市电中断，它把储存的化学能转换为电能向逆变器供电，维持负载供电的连续性。
在中小功率的UPS系统中，电池组的电压通常比较低，因此，通常使用能量能够双向流动的充放电电路[4]。
大功率系统中为了提高效率，简化电路通常直接把电池组并接在直流母线上。
1．3逆变电路
逆变器是UPS的核心，它把直流电能转换成用户所需的稳压稳频的交流电能。
下面仍以三相逆变器为对象分析近年来逆变器的研究热点。
1．3．1三相半桥式逆变电路
在三相逆变电路中以三相半桥桥式电路应用最为普遍，这种电路的特点是采用全控型器件组成逆变器，存在着功率密度高，性能好，小型轻量化等优点。
这种电路便于使用新的控制策略以提高逆变器的质量。
但是，要实现带100％的独立负载是比较困难的。
1．3．2H桥逆变器
对于超大容量的逆变器，由于功率等级的大幅度提高，对逆变器的结构提出了新的要求，H桥臂逆变器便是选择之一。
这种逆变器输出变压器采用多绕组接法，输出变压器的原边采用3个独立的绕组，逆变器输出采用3个独立的H桥。
这样控制方便，但是成本较高。
1．3．3三相四桥臂变换技术
由于三相电路中，三桥臂逆变器本身存在着固有的缺陷，人们开始寻求新的电路结构，于是出现了三相四桥臂逆变器，如图3所示。
这种电路结构输出为三相四线制，三相电压可以独立控制，控制方法灵活，但是这种拓扑的算法比较复杂，PWM矢量在三维空间中旋转，必须采用数字控制方法才能实现空间PWM波形的生成，这种电路成为了近年来研究的热点之
随着计算机的日益普及，计算机的保护神UPS也得到了广泛的应用。
UPS是使用简单但自身又比较娇气的设备，科学的使用和维护将会延长UPS的寿命！
下面是我的一些经验，供你参考。
1、尽量不接电感性负载。
因为电感性负载的启动电流往往会超过额定电流的3～4倍，这样就会引起UPS的瞬时超载，影响UPS的寿命。
电感性负载包括夏天常用的电风扇、冰箱
等。
2、不宜满载或过度轻载。
不要按照UPS的额定功率去使用它，不要认为空着的接口不应该闲着而连接其他电器，长期满载状态将直接影响UPS寿命。
一般情况下，在线式UPS的负载量应该控制在70%～80%，而后备式的UPS的负载量应该控制在60%～70%。
注意，过度轻载也不好，虽然不如过载那么严重。
3、保护好蓄电池。
UPS的一个非常重要的组成部分就是蓄电池。
目前，多数中小型的UPS都采用无需维护的密封式铅酸蓄电池。
虽然表面上它不需要维护，但照顾不周，同样会出毛病，何况这种电池还挺贵。
来自UPS维修部门的数据表明：
约30%的UPS损坏实际上只是电池坏了。
所以，维护UPS的关键是维护蓄电池。
相比较而言，蓄电池是比较娇贵的，要求在0～30℃环境中工作，25℃时效率最高。
因此，在冬、夏季一定要注意UPS的工作环境。
温度高了会缩短电池寿命，温度低了，将达不到标称的延时。
4、定期维护。
通常，半年应该给UPS测量一下电池的端电压。
如果电压超过1V就应该使用均衡的恒压限流（0.5A）充电，若不奏效，只能换新电池。
如果当地长期不停电，必须定期（三个月）人为中断供电，使UPS带负载放电。
因为长期没断过电，所以你一直以为它是在正常工作的，而实际上一旦断电，它只能提供很短的延时甚至根本没有延时，原因就是蓄电池长期处于浮充的充电状态。
5、注意防雷击。
雷击是所有电器的天敌，一定要注意保证UPS的有效屏蔽和接地保护。
另外，还应把UPS放在通风散热良好的地方。
现代大型的数据中心和复杂的计算机监控和安全保护系统，其交流220V电源要求稳定可靠，分秒不停。
应运而生的不间断电源（简称UPS），满足了这种“苛刻”负载严格的需求，消除了电网电压瞬变波动对重要负载的影响。
UPS电源对数据中心的安全稳定运行至关重要，UPS停电意味着系统瘫痪。
如何提高UPS的可靠性，是保证数据中心安全稳定运行的重要基础。
UPS系统是一个多路电源输入的低压多端网络，网络的核心设备逆变器和静态开关等，是一套电子元件自动控制的电力装置。
因UPS供电系统中的各个环节的工作可靠性是系统可靠性的基础，而在满足系统可靠性的前提下，如何使配置的系统具有高的性能价格比是UPS供电系统规划设计和应用中的技术和经济问题，为此本文对大中型UPS的构成和工作原理及应用中的问题分别作以阐述和分析。
2.大中型UPS工作原理
2.1大中型UPS整流电路
大中型UPS中广泛应用三相桥式全控整流电路，当控制角α=0时，其工作过程与三相桥式不控整流电路相同，在自然换相点换相。
当控制角α>
0时,每个晶闸管都从自然换相点向后移α角开始换相。
不管α为何值，电压Ud都是线电压的一部分。
所以，从线电压入手计算Ud更简单，由于Ud波形每隔60°
重复一次，Ud的计算只要在π/3范围内取平均值即可。
在三相星形接法的电路中，线电压较其相应的相电压超前30°
。
现将线电压Uab的零点作为新坐标的原点，即比原来以相电压Ua零点的坐标提前30°
因此在新坐标上，自然换相点的位置在ωt=π/3处。
2.1.1电阻性负载。
当0≤α≤π/3时，
Ud=2.34U2cosα=1.35U2Lcosα
式中Ud整流电压；
U2变压器T次级相电压；
U2L次级线电压。
当π/3<
α<
2π/3时，整流只能在正半周进行，当α=2π/3时Ud=0，从公式亦可看出电阻负载的最大移相范围是120°
2.1.2电感性负载。
对于电感性负载,由于电流是连续的,晶闸管的导通角总是2π/3,上式的积分上限可以超过π,仍为（2π/3）＋α,
可见电感性负载时的最大移相范围为90°
2.2大中型UPS充电电路
大容量UPS的充电电路,一般采用晶闸管作为整流元件,这是因为大容量UPS充电器的输出电压一般高达几百伏,充电电流为几十安培。
在大功率UPS中一般都将充电器和整流器合二为一，虽然这使得其控制电路较为复杂，但由于大功率UPS本身造价较高，控制电路设计得稍微复杂一些并不会明显增加成本。
充电器分为3个主要部分，即三相桥式全控整流器，由V1－V6和滤波电感L1，L2组成；
采样电路，其功能是对三相桥输出的充电电压和电流进行采样，然后将采样的结果送到控制电路；
控制电路，其功能是根据采样电路送来的电压和电流信号去控制三相桥式全控整流器，以调整其输出电压和充电电流。
大功率UPS的充电分为3个阶段：
初期由于电池放电后损失较大，急需补充，故需充电电流较大，如不限流就会严重影响蓄电池的使用寿命，故这一阶段为恒流充电；
当电压到达设计值（一般为浮充电压，每个电池单元为2.25V）时就转为恒压充电，蓄电池经过一段时间的恒压充电，当其端电压上升到某一值时就转为浮充充电。
充电初期的充电电流IBmax，对于铅酸蓄电池为0.1C,对镍镉蓄电池为0.2C。
中容量UPS充电电路采用开关型降压斩波器，可自动实现恒流恒压充电。
该充电器由于采用了微处理器监控，它除了具有一般充电器所要求的恒流恒压充电功能外，还具有以下功能：
①根据放电电流自动修正放电终止电压；
②根据环境温度自动修正浮充电压。
2.3大中型UPS逆变器
UPS的核心器件是逆变器。
UPS的发展史其实就是采用不同逆变器器件的发展史。
早期UPS采用的是可控硅,这种UPS效率低,噪声大,体积庞大。
第二代UPS采用了双极晶体管,其开关速度可以做到音频以上。
这样降低了噪声,减小了体积,但由于双极晶体管容易造成二次击穿,于是采用MOSFET的第三代UPS产生了。
但它的弱点是不易把UPS容量做得很大。
1982年,日本三菱公司成功地研制出具有场效应的高频特性,栅板电压可控,驱动电流小,并具有双极晶体管的大电流处理能力等诸多特点的新型功率器件,即隔离栅型双极性晶体管（IGBT）。
山特公司是首家将IGBT技术应用于UPS领域的厂商,为此UPS发生了一次巨大的变革,在提高逆变效率,改善UPS的各种输出特性的同时,也为大中型UPS的实现高频化、智能化控制变成了可能。
大中型UPS逆变器控制电路，除采用三相正弦脉宽调制技术外，波形叠加技术也得到了广泛应用，波形叠加技术有叠加式阶梯波、离散型阶梯波、脉宽阶梯混合波等多种。
脉宽阶梯混合波逆变器是结合阶梯波的高效率和脉宽调制的低价格而采取的一种折衷方案，由于混合式的逆变频率较低，因而噪声较大。
它的体积略大于脉宽调制式而小于阶梯式，多用于中大容量的UPS。
3.大中型UPS的静态转换开关
大、中型UPS静态开关一般使用电子式静态转换开关。
所谓电子式静态转换开关，是将一对反向并联的快速晶闸管连接起来作为UPS在执行由市电旁路供电至逆变器供电切换操作时的元件，由于快速晶闸管的接通时间为微秒级，因此，依靠这种先进技术，可以对负载实现转换时间为零的不间断供电。
只有当UPS需要执行由交流旁路电源供电至逆变器供电切换操作时，才会出现短暂的（约几毫秒～几十毫秒）两路交流电源在时间上重叠向负载供电的情况。
为保证逆变器及静态开关的安全运行，UPS的控制系统必须满足下述的基本工作条件：
UPS逆变器所产生的50Hz正弦波电源应随时保持与市电50Hz交流旁路电源的同频率、同相位、同幅度和较小正弦波失真度的关系。
因为只有在这样的条件下才有可能使UPS在执行由逆变器供电至市电交流旁路供电切换操作时，实现上述两种交流电源间不存在任何瞬态电压差或是在瞬态电压差足够小的条件下执行安全切换操作要求。
为此必须在UPS的系统控制中引入“锁相同步”。
UPS的控制电路应具有分别执行同步切换和非同步切换的能力，以确保UPS能在具有不同供电质量的交流旁路电源系统中正常运行。
3.1同步切换方式
当UPS的逆变器输出电压与市电交流旁路电源电压处于锁相同步工作状态时,在需要执行从交流旁路供电至逆变器供电切换操作前,用户可通过仔细调节UPS逆变器的输出电压,使它的输出电压值等于交流旁路电源电压或者使逆变器的输出电压稍高于交流旁路电源电压（一般控制在5V～10V左右）。
对于如图1所示的控制系统而言，主控板首先向逆变器的输出接触器发出闭合操作命令。
在此阶段将会出现由交流旁路电源和逆变器同时向负载供电的状况，以确保对负载的不间断供电。
在执行上述同步切换操作时，很难满足这两种交流电源间的瞬态电压差一直为零。
因此，总会有一个或大或小的环流在这两种电源之间流动，该环流的大小可通过专门的电流检测电路来进行实时监控。
控制电路是在电流过零点上将处于交流旁路通道上的静态开关中的晶闸管关断，然后UPS才进入由逆变器供电的正常工作状态。
采用这种“先合后断”的切换控制方式，可以确保上述两种交流电源产生重叠向负载供电的最长时间，被控制在50Hz的半个周波之内（即小于10ms）。
当UPS在运行过程中，如果遇到输出过载、短路、逆变器故障或用户人为地关闭逆变器情况之一时，由控制电路在向逆变器本身及位于逆变器供电通道上的输出接触器发出“关断”命令信号的同时，也向位于交流旁路通道上的静态开关发出“闭合”命令。
此时，由于输出接触器的关断响应时间较慢（大约为80ms～100ms）,而静态开关中的快速晶闸管开通时间很短（几微秒至十几微秒）的缘故，当静态开关闭合时，接触器尚未真正释放，所以此时向负载提供能量的电源有逆变器输出滤波电容上的残余电压（因为此时的逆变器已处于自动关机状态之中）及市电交流旁路电源。
这段时间大约要持续20ms左右。
此后，负载则完全由市电交流旁路电源供电了。
1 一体化机房供电系统的新理念
1.1 电力不足与电力灾难
2003年8月14日下午美国东北部、中西部和加拿大南部发生大面积停电，这次持续29个小时的大面积停电，不仅给5000万美国人和加拿大人的生活带来极大不便，而且造成300亿美元以上的直接和间接经济损失。
我国也面临着电力供不应求的尖锐矛盾与事故频频发生的严峻形势。
今年6月我国电力部门已宣布，今年将发生严重的“电荒”，决定对24个省市自治区采取拉闸限电的措施来保证基本的电力供应。
我们应从北美发生大停电的教训中得到警示，意识到自身电网存在的问题和隐患。
随着中国信息化建设的成熟，信息系统已经涵盖了各种系统，其中包括航空、气象、金融、通讯以及交通等重点行业，这些系统无疑是国家的关键基础设施，而电力系统则是维持这些基础设施不间断运行的必要保证。
显然，用户不可能左右整个电网的可靠性，但可以积极地做好自身小环境的电力保护，因此，用户自我保护是当前解决企业电力问题的现实之举，而UPS能够有效地解决停电事故和电力质量不稳定的问题，在美国、日本以及西欧等国家UPS已得到广泛应用。
现在用户已经认识到UPS和备用发电机（油机）的重要性。
我国用户多采用长延时UPS，而国外用户多采用“UPS＋油机”的方式。
事实上，UPS的电池与油机的初始成本相差不多，但油机后期维护成本更低一些，而UPS的电池则需要定期充放电，每隔几年需要更换，并且供电维持时间很难超过8h，而出现电力事故时，UPS的任务主要是承担从电力中断到柴油发电机起动的这段时间内的供电，保证电力供应不出现中断，而此后的供电应当交给发电机。
双路供电也是企业实现小环境电力保护的一种有效方式，但双路供电必须有来自不同配电站的电源供给。
并且，机房的UPS还要有冗余的备份设备。
对企业小环境电源保护系统的配置，用户应考虑关键设备的主次之分。
首先应保护最重要的关键设备，然后是相对次要的负载。
并根据设备的重要程度选择适当的电力保护措施，避免不必要的投资，造成浪费。
1.2 不间断供电系统
自从计算机问世以来，对其供电系统的研究就成为保证计算机系统正常运行的重要课题。
计算机类（计算机及其它IT设备等）设备对供电系统的要求是比较苛刻的，它不仅要求供电系统提供高质量的电源，保证供电的连续性，还要求提供相应的环境物理条件和必要的系统安全保证措施，供电系统应有很高的“可维护性”和“可管理性”，以及能够适应计算机和网络系统不断发展变化的“可扩展性”。
计算机和网络系统的供电以市电为主。
影响供电质量的客观因素一方面是一个国家或一个地区的发电机总装机容量和配电水平、供电网络结构和配电设备以及维护管理自动化水平的落后，是供电质量差、可靠性低的重要原因；
另一方面是各种不同性质的负载，特别是一些大容量感性、容性、冲击性、非线性的负载，对电网造成污染，使电网电压的幅值变化、波形畸变、频率漂移；
另外，自然或人为的原因，如地震、雷击、输变电系统断路或短路等，都会危害电力的正常供应，从而影响负载设备的正常运行。
当前，从全球经济模式及商务运作形式一直到人们的日常生活方式都在发生着巨大的变化，其中最明显的莫过于Internet（互联网）和E－Business（电子商务）的迅猛发展，全球网络、全球通讯、信息实时处理以及一年365天（8760h）的贸易，将逐渐变成日常生活中不可或缺的组成部分。
在计算机网络系统中，所有的硬件加在一起的费用也只是全部网络费用的一小部分（约20％），而大部分费用用在检查错误，服务器的重新启动，维护和更新以及数据重建等上面。
从某种意义上讲，保护用户的数据比保护用户的网络设备更为重要
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