UPS电源系统的维护与管理

程控交换机、数据通讯处理系统、计算机、通信基站、安防监控系统等设备在运行中要求交流供电系统不能停电，为了提高这些设备工作的可靠性和可维护性，很多企业都对其配备了UPS电源系统。UPS（即Uninterruptible Power ）电源系统由整流器、储能装置、逆变器和静态开关等几部分组成。目前，国内外市场上有很多种类的UPS系统，其主要功能与原理基本相同，下面从几方面对其使用与维护作简单介绍。

　　１　UPS的作用

　　UPS的用途主要有两方面：一是应急使用，防止突然断电而影响设备正常工作，给用电设备造成损害；二是消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电力线噪声和频率偏移等“电源污染”，改善电源质量，为用电设备提供高质量的电源。

　　UPS主要由整流系统、储能系统、变换系统和开关控制系统四个部份组成，在电力供电系统供电时整流系统就是一个将交流电（AC）转化为直流电（DC）的装置，经滤波稳压后供给逆变器或者给储能系统充电，起到充电器的作用。储能系统是UPS用来储存电能的装置，它由若干个蓄电池串联而成，电池容量的大小决定了其维持放电（供电）的时间。储能系统的主要功能是在电力供电系统正常时，将电能转换成化学能储存在电池内部；在电力供电系统故障时，将化学能转换成电能提供给逆变器或负载。变换系统是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置，它由逆变桥、控制逻辑电路和滤波电路组成。开关转换控制系统是一种无触点开关，是用可控硅（SCR）反向并联组成的一种交流开关，其闭合和断开由逻辑控制器控制，分为转换型和并机型两种。转换型开关主要用于两路电源供电的系统，其作用是实现从一路电源到另一路电源的自动切换；并机型开关主要用于并联逆变器与电力供电线路或多台逆变器的系统中。

　　２　UPS的使用管理

　　正确的使用UPS电源系统不仅可以对其起到保护作用，也有利于延长它的使用寿命，具体可以从以下几个方面入手：

　　（１）定期对UPS电源进行检查

　　使用UPS电源系统时，不仅要定期对各主要元件进行检查，还要对UPS电池组的各个电池单元端电压与内阻进行检测。若发现其电池组的某个电池单元的端电压差值＞0.4　Ｖ或者内阻＞0.08Ω的时候，就应该断开工作异常的电池单元与电池组的连接导线，使用外置的独立充电器对工作异常的电池单元进行单独充电，将其充电电压（对12Ｖ蓄电池而言）保持在13.5～13.8　Ｖ之间，充电时间控制在10～12ｈ。需要注意的是，UPS电源在使用过程中，电池组内的各个电池单元的充电会不一致，可能产生电池单元端电压以及电池内阻的不平衡。这些是无法依靠UPS电源系统内部充电回路对其充电而得到消除和校正的，若不及时对不平衡电池单元进行脱机均衡充电的话，可能导致上述问题更加严重。所以对其进行单独充电可以将本电池单元的内阻恢复到0.03Ω内；而在充完电的时候及时将电池单元接入到电池组中，用UPS充电系统进行统一充电。

　　（２）首次充电

　　新的UPS电源使用之前应该在无负载状态下直接对电池充电12ｈ左右。若UPS电源长时间处于浮充状态而没有放电操作，这时整个UPS则为储电状态，若是这种状态保持太久，就可能因为长期处于储蓄状态使电池功能下降，久而久之电池会慢慢失效或者报废。建议在三个月左右采用UPS电池向设备供电一次，使UPS电池正常放电，电池放电电压控制在允许最低放电电压以上为宜。

　　（３）充电时机的选择

　　为了防止UPS电源的电池单元因为长期充电不足而使UPS电源过早损坏，使用UPS的用户应该尽可能的将电池充电时间安排在夜间进行，从而保证电池在放电后有足够的时间和稳定的电压对电池进行充电。

　　（４）使用UPS电源应防止过度放电

　　众所周知，在运行过程中应尽量减少UPS电源的过度放电次数，因为过度放电次数直接影响电池寿命。

　　而当电力供电系统停电由UPS蓄电池组向其逆变器输出电流时，UPS电源一般情况下会间隔４～５　ｓ发出一次警报声，提示用户UPS电源处于电池供电状态；当警报声的时间周期变得很短时，则表明电池已进入或即将过度放电状态。在这个时候，应该在UPS电源过度放电前做好应急处理，及时采用发电机组代替电力供电系统向UPS电源进行供电，从而可以避免UPS电池组的过度放电。如果UPS电池组的过度放电没有得到及时有效的修复，将会大大减少UPS电池组的使用寿命。

　（５）选择合适的充电保护工作点

　　目前使用的UPS电源一般都是采用免维护式的密封蓄电池。充电系统基本上都是采用恒压载止充电回路，该电路可以对电池设置过压保护工作点，对电池起到了很好的保护作用，但是不可将保护工作点设置的过高或过低，因为保护工作点的高低可能直接导致电池的过充或者充电不足。在很多情况下由于充电保护工作点的选择不当，导致充电对电池造成过流或过压，使电池寿命大减，严重时还会导致电池膨胀变形，甚至爆炸，直接威胁到人身和财产的安全。

　　（６）保持室内温度

　　电池的工作环境与电池的储电容量有着密切联系，UPS电源对环境温度的要求较高，一般为０～40℃，最佳温度为25℃±5％。温度过高，逆变器将会停止工作并报警，同时也影响电池的寿命；温度过低，将影响蓄电池的输出能力。夏季气温很高，若通风不好，设备本身运行所产生的大量热量不能及时排出，温度将迅速上升，若超过55℃，逆变器将停止工作。温度过高或者过低的工作环境，将直接影响UPS电源系统的寿命和工作性能。

　　３　UPS的维护

　　正确的维护与保养对UPS电源系统的工作寿命与可靠性都十分有利。

　　（１）定期进行维护

　　根据上述分析不难发现，UPS电源的工作环境直接影响着UPS电源的寿命与工作质量，所以在使用UPS电源时应当对其周围环境进行定期检查或检测，若是环境变化大，温度和湿度过低或过高可能直接对UPS的正常工作造成影响。同时还应该定期保养电池组，延长UPS电池组的寿命。

　　（２）做好负载连接

　　UPS电源的负载连接正确与否是十分重要的，因为电池组的电流很大，在连接与维护的时候要使用绝缘效果好的专用工具。而在连接电路时，必须遵守产品说明书或使用手册中的有关规定，保证所接的火线、零线、地线符合要求，用户不得随意改变其相互的顺序，应按照地线、零线、火线的顺序进行正确可靠的连接。

　　（３）注意事项

　　①严格按照正确的开机、关机顺序进行操作，避免因负载突然加载或突然减载使UPS电源的电压输出波动大，而使UPS电源无法正常工作。

　　②严禁频繁地关闭和开启UPS电源：一般要求在关闭UPS电源后，至少等待６　ｓ后才能再次开启UPS电源。否则UPS电源可能进入“启动失败”的状态，即UPS电源进入既无电力供电输出，又无逆变输出的状态。

　　③禁止超负载使用：一般UPS电源的最大启动负载最好控制在满载８０％之内。如果超载使用，在逆变状态下，经常会击穿逆变管。将UPS电源的负载控制在３０％～６０％额定输出功率范围内较为合适。

　　④电池的放电要求：一般UPS对电池放电有保护措施，但电池放电至保护关机后，电池又可以恢复到一定的电压值。但这时不要重新开机，否则会造成电池过放电。UPS的电池必须重新充电后才能投入正常使用。