UPS電源系統的維護與管理

程控交換機、數據通訊處理系統、計算機、通信基站、安防監控系統等設備在運行中要求交流供電系統不能停電，為了提高這些設備工作的可靠性和可維護性，很多企業都對其配備了UPS電源系統。UPS（即Uninterruptible Power ）電源系統由整流器、儲能裝置、逆變器和靜態開關等幾部分組成。目前，國內外市場上有很多種類的UPS系統，其主要功能與原理基本相同，下面從幾方面對其使用與維護作簡單介紹。

１　UPS的作用

UPS的用途主要有兩方面：一是應急使用，防止突然斷電而影響設備正常工作，給用電設備造成損害；二是消除市電上的電涌、瞬間高電壓、瞬間低電壓、電力線噪聲和頻率偏移等“電源污染”，改善電源質量，為用電設備提供高質量的電源。

UPS主要由整流系統、儲能系統、變換系統和開關控制系統四個部份組成，在電力供電系統供電時整流系統就是一個將交流電（AC）轉化為直流電（DC）的裝置，經濾波穩壓后供給逆變器或者給儲能系統充電，起到充電器的作用。儲能系統是UPS用來儲存電能的裝置，它由若干個蓄電池串聯而成，電池容量的大小決定了其維持放電（供電）的時間。儲能系統的主要功能是在電力供電系統正常時，將電能轉換成化學能儲存在電池內部；在電力供電系統故障時，將化學能轉換成電能提供給逆變器或負載。變換系統是一種將直流電（DC）轉化為交流電（AC）的裝置，它由逆變橋、控制邏輯電路和濾波電路組成。開關轉換控制系統是一種無觸點開關，是用可控硅（SCR）反向并聯組成的一種交流開關，其閉合和斷開由邏輯控制器控制，分為轉換型和并機型兩種。轉換型開關主要用于兩路電源供電的系統，其作用是實現從一路電源到另一路電源的自動切換；并機型開關主要用于并聯逆變器與電力供電線路或多臺逆變器的系統中。

２　UPS的使用管理

正確的使用UPS電源系統不僅可以對其起到保護作用，也有利于延長它的使用壽命，具體可以從以下幾個方面入手：

（１）定期對UPS電源進行檢查

使用UPS電源系統時，不僅要定期對各主要元件進行檢查，還要對UPS電池組的各個電池單元端電壓與內阻進行檢測。若發現其電池組的某個電池單元的端電壓差值＞0.4　Ｖ或者內阻＞0.08Ω的時候，就應該斷開工作異常的電池單元與電池組的連接導線，使用外置的獨立充電器對工作異常的電池單元進行單獨充電，將其充電電壓（對12Ｖ蓄電池而言）保持在13.5～13.8　Ｖ之間，充電時間控制在10～12ｈ。需要注意的是，UPS電源在使用過程中，電池組內的各個電池單元的充電會不一致，可能產生電池單元端電壓以及電池內阻的不平衡。這些是無法依靠UPS電源系統內部充電回路對其充電而得到消除和校正的，若不及時對不平衡電池單元進行脫機均衡充電的話，可能導致上述問題更加嚴重。所以對其進行單獨充電可以將本電池單元的內阻恢復到0.03Ω內；而在充完電的時候及時將電池單元接入到電池組中，用UPS充電系統進行統一充電。

（２）首次充電

新的UPS電源使用之前應該在無負載狀態下直接對電池充電12ｈ左右。若UPS電源長時間處于浮充狀態而沒有放電操作，這時整個UPS則為儲電狀態，若是這種狀態保持太久，就可能因為長期處于儲蓄狀態使電池功能下降，久而久之電池會慢慢失效或者報廢。建議在三個月左右采用UPS電池向設備供電一次，使UPS電池正常放電，電池放電電壓控制在允許最低放電電壓以上為宜。

（３）充電時機的選擇

為了防止UPS電源的電池單元因為長期充電不足而使UPS電源過早損壞，使用UPS的用戶應該盡可能的將電池充電時間安排在夜間進行，從而保證電池在放電后有足夠的時間和穩定的電壓對電池進行充電。

（４）使用UPS電源應防止過度放電

眾所周知，在運行過程中應盡量減少UPS電源的過度放電次數，因為過度放電次數直接影響電池壽命。

而當電力供電系統停電由UPS蓄電池組向其逆變器輸出電流時，UPS電源一般情況下會間隔４～５ｓ發出一次警報聲，提示用戶UPS電源處于電池供電狀態；當警報聲的時間周期變得很短時，則表明電池已進入或即將過度放電狀態。在這個時候，應該在UPS電源過度放電前做好應急處理，及時采用發電機組代替電力供電系統向UPS電源進行供電，從而可以避免UPS電池組的過度放電。如果UPS電池組的過度放電沒有得到及時有效的修復，將會大大減少UPS電池組的使用壽命。

（５）選擇合適的充電保護工作點

目前使用的UPS電源一般都是采用免維護式的密封蓄電池。充電系統基本上都是采用恒壓載止充電回路，該電路可以對電池設置過壓保護工作點，對電池起到了很好的保護作用，但是不可將保護工作點設置的過高或過低，因為保護工作點的高低可能直接導致電池的過充或者充電不足。在很多情況下由于充電保護工作點的選擇不當，導致充電對電池造成過流或過壓，使電池壽命大減，嚴重時還會導致電池膨脹變形，甚至爆炸，直接威脅到人身和財產的安全。

（６）保持室內溫度

電池的工作環境與電池的儲電容量有著密切聯系，UPS電源對環境溫度的要求較高，一般為０～40℃，最佳溫度為25℃±5％。溫度過高，逆變器將會停止工作并報警，同時也影響電池的壽命；溫度過低，將影響蓄電池的輸出能力。夏季氣溫很高，若通風不好，設備本身運行所產生的大量熱量不能及時排出，溫度將迅速上升，若超過55℃，逆變器將停止工作。溫度過高或者過低的工作環境，將直接影響UPS電源系統的壽命和工作性能。

３　UPS的維護

正確的維護與保養對UPS電源系統的工作壽命與可靠性都十分有利。

（１）定期進行維護

根據上述分析不難發現，UPS電源的工作環境直接影響著UPS電源的壽命與工作質量，所以在使用UPS電源時應當對其周圍環境進行定期檢查或檢測，若是環境變化大，溫度和濕度過低或過高可能直接對UPS的正常工作造成影響。同時還應該定期保養電池組，延長UPS電池組的壽命。

（２）做好負載連接

UPS電源的負載連接正確與否是十分重要的，因為電池組的電流很大，在連接與維護的時候要使用絕緣效果好的專用工具。而在連接電路時，必須遵守產品說明書或使用手冊中的有關規定，保證所接的火線、零線、地線符合要求，用戶不得隨意改變其相互的順序，應按照地線、零線、火線的順序進行正確可靠的連接。

（３）注意事項

①嚴格按照正確的開機、關機順序進行操作，避免因負載突然加載或突然減載使UPS電源的電壓輸出波動大，而使UPS電源無法正常工作。

②嚴禁頻繁地關閉和開啟UPS電源：一般要求在關閉UPS電源后，至少等待６ｓ后才能再次開啟UPS電源。否則UPS電源可能進入“啟動失敗”的狀態，即UPS電源進入既無電力供電輸出，又無逆變輸出的狀態。

③禁止超負載使用：一般UPS電源的最大啟動負載最好控制在滿載８０％之內。如果超載使用，在逆變狀態下，經常會擊穿逆變管。將UPS電源的負載控制在３０％～６０％額定輸出功率范圍內較為合適。

④電池的放電要求：一般UPS對電池放電有保護措施，但電池放電至保護關機后，電池又可以恢復到一定的電壓值。但這時不要重新開機，否則會造成電池過放電。UPS的電池必須重新充電后才能投入正常使用。