ups工作原理及应用说明

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1、引言

保证任何情况下的正常供电，是冶金行业的重要根蒂根基。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接连性的重要装备，因其主要机智能化水平高，储能器材采用免维护蓄电池，使得在运行中往往疏忽了对该系统的维护与检修。其实维护的黑白，对电源的寿命和故障率有很年夜影响，下面凭据我们使用中的具体情况和维护经验介绍UPS电源的使用注重事项和日常维护要求。

虽然说各企业设置装备摆设的UPS供电系统装备型号及系统容量有所分歧，但其原理和主要功能基底细同。在UPS电源类型选择上各站都选择了在线式，这时候由于在线式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电源系统自己泛起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。在功率选择上，莱钢中小型棒材生产线选用了中功率系统。

2、UPS电源系统

UPS电源系统由4部门组成：整流、储能、变换和开关控制。其系统的稳压功能凡是是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高频开关整流器，自己具有可凭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(该变化应知足系统要求)，输出幅度基本不变的整流电压。净化功能由储能电池来完成，由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲。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年夜容器电容器，其等效电容量的年夜小，与储能电池容量年夜小成正比。由于电容两头的电压是不能突变的，即哄骗了电容器对脉冲的平滑特征消除脉冲干扰，起到了净化功能，也称对干扰的屏障。频率的稳定章由变换器来完成，频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定水平。为利便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。

在电网电压工作正常时，给负载供电如所示，而且，同时给储能电池充电;当突发停电时，UPS电源起头工作，由储能电池工给负载所需电源，维持正常的生产(如粗黑→所示);当由于生产需要，负载严重过载时，由电网电压经整流直接给负载供电(如虚线所示)。

UPS电源系统主要分两年夜部门，主机和储能电池。额定输出功率的年夜小取决于主机部门，并与负载属那种性质有关，由于UPS电源对分歧性能的负载驱动能力分歧，凡是负载功率应知足UPS电源70%的额定功率。储能电池容量的拔取当负载功率肯定后主要取决其后备时间的长短，这个时间因各企业情况分歧而分歧，主要由备用电源的接进时间来定，凡是在几分钟或几个小时不等。莱钢中小型棒材生产线因生产需要不允许断电，是以，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下降，斟酌到寿命终止时储能电池容量下降到50%并留有一定的余量，我厂UPS电源系统的工作时间当储能电池满容量时为2小时，半容量为1小时。

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输进有软启动电路，可避免开机时对电网的冲击。

2.2 .2 DC-AC逆变电路：采用年夜功率IGBT模块全桥逆变电路，具有很年夜的功率富余量，在输出动态范围内输出阻抗出格小，具有快速响应特征。由于采用高频调制限流技术，及快速短路庇护技术，使逆变器不管是供电电压瞬变仍是负载冲击或短路，都可平安靠得住地工作。

2.3.3 控制驱动：控制驱动是完成整机功能控制的焦点，它除提供检测、庇护、同步和各类开关和显示驱动旌旗灯号外，还完成SPWM正弦脉宽调制的控制，由于采用静态和动态两重电压反馈。极年夜地改善了逆变器的动态特征和稳定性。不中断电源工作原理框图如图2所示。

2.3电源工作进程

当市电正常380Vac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220Vac交流电压，同时市电对电流充电。当任什么时候候市电欠压或突然失落电，则由电池组经由过程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。当电池能量行将耗尽时，不中断电源发作声光报警，并在电池放电下限点遏制逆变器工作，长叫告警。不中断电源还有过载庇护功能，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(跨越200%额定负载)时，不中断电源立即遏制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，重新开机即起头恢复工作。为使不中断电源充实工作，避免在过载或欠载下运行，电源在开机前，首先计较负载容量。FR-UK型不中断电源(标称额定功率)80%的阻性负载设计负载能力，一般带计较机负载时可承受的按下式估算：

∑i=1 n Pi≤P

其中P为不中断电源输出容量(VA)，P为第i个负载伏安数

每套plc功率： 220V*0.5=110VA

每台操作站功率： 220V*2A=440VA

IBM PC客户机及服务器：220V*1.5A=330VA

则总功率：10*110VA+4*440VA+11*330VA=6490VA

6490VA/0.8=8112VA

是以，在这条棒材生产线上，采用10KVA的不中断电源比力合适。

3、UPS电源系统的使用与维护

1 、UPS电源系统开、关机

1.1 第一次开机

(1)按以下顺序合闸：储能电池开关→自动旁路开关→输出开关依次置于“ON"。

(2)按UPS启动面板“开”键，UPS电源系统将徐徐启动，“逆变”指示灯亮，延时1分钟后，“旁路”灯熄灭，UPS转为逆变供电，完成开机。

经空载运行约10分钟后，依照负载功率由小到年夜的开机顺序启动负载。

1.2 日常开机

只需按UPS面板“开”键，约20分钟后，即可开启电脑或其它仪器使用。凡是等UPS启动进进稳定工作后，方可打开负载装备电源开关(注：手动维护开关在UPS正常运行时，呈“OFF"状态)。

1.3 关机

先将电脑或其它仪器关闭，让UPS空载运行10分钟，待机内热量排出后，再按面板“关”键。

2、UPS电源系统使用注重事项

UPS电源系统因其智能化水平高，储能电池采用了免维护蓄电池，这虽给使用带来了许多便当，但在使用进程中还应在多方面引发注重，才能保证使用平安。

(1)UPS电源主机对情况温度要求不高，+5℃～40℃都能正常工作，但要求室内清洁，少尘，否则灰尘加上湿润会引发主机工作紊乱。储能蓄电池则对温度要求较高，尺度使用温度为25℃，日常平凡不能跨越+15℃～+30℃。温度太低，会使储电池容量下降，温度每下降1℃，其容量下降1%。其放电容量会随温度升高而增加，但寿命下降。若是在高温下持久使用，温度每高10℃，电池寿命约下降一半。

(2)主机中设置的参数在使用中不能随意改变。出格是对电池组的参数，会直接影响其使用寿命，但随着情况温度的改变，对浮充电压要做响应调整。凡是以25℃为尺度，情况温度每升高或下降1℃时，浮充电压应增加18mV(相对12V蓄电池)。

(3)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。因负载瞬间供电时会有冲击电池，多负载的冲击电流和加上所需的供电电流会造成UPS电源瞬间过载，严重时将损坏变换器。

(4)UPS电源系统按使用要求功率余量不年夜，在使用中要避免随意增加年夜功率的额外装备，也不允许在满负载状态下持久运行。但工作性质决议了UPS电源系统几近是在不中断状态下运行的，增加年夜功率负载，即使是在基本满载状态下工作，城市造成主机出故障，严重时将损坏变换器。

(5)自备发机电的输出电压，波形、频率、幅度应满UPS电源对输进电压的要求，另久发机电的功率要远年夜于UPS电源的额定功率，否则任一条件不满，将会造成UPS电源工作异常或损坏。

(6)由于组合电池组电压很高，存在电击危险，是以装卸导电联接条、输出线时运用平安保障，工具应采用尽缘措施，出格是输出接点应有防触摸措施。

(7)非论是在浮充工作状态仍是在充电、放电检修测试状态，都要保证电压、电流合适划定要求。太高的电压或电流可能会造成电池的热失控或失水、电压、电流太小会造成

电池亏电，这城市影响电池的使用寿命，前者的影响更年夜。

(8)在任何情况下，都应避免电池短路或深度放电，由于电池的轮回寿命和放电深度有关。放电深度越深、轮回寿命越短。在容量实验中或是放电检修中，凡是 放电到达容量的30%～50%就能够了。

(9)对电池应避免年夜电流充放电，虽然说在充电时可以接受年夜电流，但在现实操作中应尽量避免，否则会造成电池极板膨胀变形，使得极板活性物资脱落，电池内阻增年夜，温升越高，严重时将造成容量下降，寿命提早终止。

3、日常维护与检修

(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。出格是天气干燥的地域，空气中的灰粒较多，机内的风机遇将灰尘带进机内沉积、当遇空气湿润时会引发主机控制紊乱造成主机工作失常，并发生不准确告警，年夜量灰尘也会造成器件散热欠好。一般每季度应完全清洁一次。其次就是在除尘时，检查各毗连件和插接件有无松动和接触不牢的情况。

(2)虽然说储能电池组今朝都采用了免维护电池，但这只是免除以往的测比、配比、按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酿成的影响没有变，这部门的维护检修工作仍长短常重要的，UPS电源系统的年夜量维修检修工作主要在电池部门。

a.储能电池的工作全数是在浮充状态，在这类情况下至少应每一年进行一次放电。放电前应先对电池组进行平衡充电，以达全组电池的平衡。要清晰放电前电池组已存在的落后电池。放电进程中若有一只到达放电终止电压时，应遏制放电，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几多，而是要关注发现和处置落后电池，经对落后电池处置后再作核对性放电实验。这样可避免事故，以免放电中落后电池恶化为反极电池。

c.日常平凡每组电池至少应有8只电池作标示电池，作为领会全电池组工作情况的参考，对标示电池应定期丈量并做好记实。

d.日常维护中需经常检查的项目有：清洁并检测电池两头电压、温度;毗连处有无松动，侵蚀现象、检测毗连条压降;电池外观是否无缺，有无壳变形和渗漏;极柱、平安阀周围是否有酸雾逸出;主机装备是否正常。

e.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动身，做到运行、日常经管的周到、细致和规范性，保证装备(包括主机装备)连结优秀的运行状态，从而延长使用年限;保证直流母线经常连结及格的电压和电池的放电容量;保证电池运行和人员的平安靠得住。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划定规矩。

(3)当UPS电池系统泛起故障时，应先查明缘由，分清是负载仍是UPS电源系统;是主机仍是电池组。虽然说UPS主机有故障自检功能，但它对面而不合错误点，对更换配件很利便，但要维修故障点，仍需做年夜量的分析、检测工作。另外如自检部门发生故障，显示的故障内容则可能有误。

(4)对主机泛起击穿，断保险或烧毁器件的故障，一定要查明缘由并破除故障后才能重新启动，否则会接连发生不异的故障。

(5)当电池组中发现电压反极、压降年夜、压差年夜和酸雾泄漏现象的电池时，应实时采用响应的方式恢复和修复，对不能恢复和修复的要更换，但不能把分歧容量、分歧性能、分歧厂家的电池联在一起，否则可能会对整组电池带来晦气影响。对寿命已过时的电池组要实时更换，以免影响到主机。

4、竣事语

再好的装备也有寿命，也会泛起各类故障，但维护工作做的好可以延长寿命，削减故障的发生，这和人的寿命长短、生老病死是一样的事理。不要由于高智能、免维护而疏忽了本应进行的维护工作，预防在任什么时候候都是平安运行的重要保障。

电气小孩

有乱码，读起来有点费劲

snakezjp

研究一下

王栋春

经常维修  感觉资料不错