UPS供电系统的技术改造与维护

摘要UPS供电系统的广泛使用在改善电网的同时，也提高了用电系统的可靠性。本文通过相关的参考资料，并结合UPS电源实际使用的经验对UPS供电系统的技术改造与维护进行了深入的分析。首先对UPS电源的控制原理进行了研究，基本结构包括整流、储能、逆变以及开关控制；其次对UPS供电系统的监测与维护进入了深入的探讨，主要内容包括接地系统的检测与维护、供电系统的可靠性分析；最后对UPS蓄电池组的维护与保养进行了相关的阐述，比如保持适当的温度环境以及适时的对蓄电池进行充电和放电。

【关键词】UPS 供电系统 技术改造 维护

UPS是不间断供电电源系统是Uninterruptible Power System的英文简称。这类电源设备的主要特征就是能够提供持续、稳定的电源负载。从输出电流的种类来说，UPS供电系统包括不间断直流电源系统与不间断交流电源系统。本文所讨论的UPS电源系统也是交流不间断电源系统。UPS电源系统主要包括以下几个部分：整流滤波电路、充电器、逆变器、输出变压器及滤波器、静态开关、充电电路、蓄电池组和控制监测、显示警告以及保护电路。在UPS供电系统实际应用的过程中，UPS供电系统中的接地设计、供电方式、接地方式选择、零地电压处理都是受到业内电源系统设计以及技术工艺人员普遍关系的问题。

1 UPS电源系统控制原理

UPS电源系统主要由四个部分组成，包括整流、储能、逆变以及开关控制，框架示意图如图1所示。

整流器主要实现系统的输出稳压功能，通常整流器的主要采用可控硅或者是高频开关整流器，这两种整流器具有控制输出电压幅度的功能。当外界输入电压发生变化时，整流器能够输出幅度基本保持不变的整流电压。但是UPS电源系统的整流器对外界的脉冲干扰并不能彻底的消除，所以经过整流后的电压仍然会存在干扰脉冲。UPS储能电池除了可以存储直流电能的功能外，就像一只很大的电容器，存储电能的大小与电容的容量成正比。UPS电源系统主要有两个部分：主机和储能电池。电源系统而定输出的功率的大小与主机的结构有关，UPS电源的负载功率通常是UPS电源的70%功率。当UPS电源的负载功率选定以后，储能电池的容量的选择主要是由电源使用时间的长短来确定的。

图2 为UPS的工作原理图。当用电正常时，整流器和逆变器同时工作，同时给负载和电池浮充供电。当市电中断时，整流器就开始停止工作。蓄电池经过逆变器向负载供电，目的是为了实现不间断供电。当蓄电池出现故障或者是电量耗尽，UPS立即进入旁路电源供电的状态。

2 UPS供电系统的监测与维护

2.1 UPS供电系统的可靠性分析

通常在UPS在设计的过程中，为了提高其可靠性，应该采用模块和集成度较高的电路元件。有一些UPS在制造的过程中使用过多的元件会造成可靠性的降低。所以笔者认为应该尽量从软件的角度去减少电路元件。这就要求制造商必须由其知识产权，有较强的软件制造能力，而且设计的UPS系统必须经过长期的实践检验。软件模块设计的过程中，要保证软件单元的清晰，设备内部的控制、保护完善、功能完整以及系统设计的合理性。各个单元调试的结果尽量保证数据的准确性，要害点的设计以及制造工艺必须保证较高的质量。

（1）UPS系统配电问题。

笔者认为就UPS电源系统配出到符合的高可靠要求而言，必须要经过隔离变压器输出不接地的IT系统合适。因为这样的系统在任何单点接地时都可以保证设备的正常应用。只要监控到位和及时处理，比中性点直接接地的系统出现接地就跳闸而言，供电要可靠很多。这个系统的另外一个优点就是抗雷击，不会因为雷击而导致地电位的上升。

（2）UPS供电系统的保护问题。

UPS电源的保护一定要满足选择性、速动性、灵敏性以及可靠性的要求。通常在UPS电源系统中使用的都是小型断路器，必须对每个断路器进行相关实验和检验。为了确保断路器的正常动作，UPS在配出电路发生短路时能够提供很大的短路电流是十分重要的。在UPS供电系统的设计规范当中并不允许使用熔断器作为UPS的保护器，但是因为熔断器在发挥作用的过程中并不产生拒动，所以熔断器是非常可靠的，但是会带来另外一个问题就是熔断器动作后不易恢复送电，需要使用专用设备予以解决。其次，在电源系统适当的位置安装过电压吸收设备，可以保护UPS的安全，在你输入和输出侧都要安装，主要目的是为了防止雷电波对现场的入侵。、

2.2 UPS蓄电池组的维护与保养

（1）蓄电池的维护应该保持适当的温度环境。

蓄电池对环境温度的要求比较高，工作环境温度一般在20-25度之间，虽然环境温度的升高有助于电池放电能力的升高。研究表明，环境温度一旦超过25摄氏度，每升高10度，电池的寿命就会缩短一半。目前UPS所使用的蓄电池一般都是阀控式密封铅酸电池，其电池设计的寿命只有在厂家的实验环境中才能达到要求。

（2）对UPS电源系统中的蓄电池进行充电和放电。

电源系统经常与市电相丽娜姐，蓄电池组长期处于悬浮的状态，时间久而久之电池的活性就会显著的下降，加速老化并且会使其寿命大幅度的下降。所以，笔者认为UPS电源系统的铅蓄电池应该每年做一次放电试验或者是核对行试验，放电时间的多少可以根据蓄电池的容量和负载的大小而定。在放电的过程中，应该避免试验电流过大，造成对蓄电池的永久性破坏。

3 小结

UPS供电系统的广泛使用在改善电网的同时，也提高了用电系统的可靠性。本文通过相关的参考资料，并结合UPS电源实际使用的经验对UPS供电系统的技术改造与维护进行了深入的分析。首先对UPS电源的控制原理进行了研究，基本结构包括整流、储能、逆变以及开关控制；其次对UPS供电系统的监测与维护进入了深入的探讨，主要内容包括接地系统的检测与维护、供电系统的可靠性分析；最后对UPS蓄电池组的维护与保养进行了相关的阐述，比如保持适当的温度环境以及适时的对蓄电池进行充电和放电。

参考文献

[1]黄绍毅.UPS 供电系统可靠性的计算分析[J].石化动力,2005,1.

[2]周志敏,周纪海.《UPS 实用技术―应用与维护》[M].北京:人民邮电出版社，2005(3).

[3]周焱.UPS供电系统在石化企业的使用及维护[J].科技与管理,2006,34.

作者单位

重庆工商学校重庆市402289