ups不间断电源范文

导语：如何才能写好一篇ups不间断电源，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键字：ups，蓄电池，维护

Abstract: in today, equipment for power load demand more and more high, in order to ensure that equipment are the demand, and solve the problem of the power grid to equipment damage, this requires such power supply has the safety, reliability and stability, the purity. UPS is conforming to this demand, this is to stabilize, continuous, uninterrupted to load provide pure, high quality communication power supply.

Keyword: UPS, storage battery, maintenance

中图分类号：TM912文献标识码： A 文章编号：

UPS（Uninterruptibe Power Supply）是不间断电源的英文缩写简称。配置UPS的目的是为了防止因市电停电和发生电压下限或外来噪声侵入等造成计算机设备、通信设备等负载设备的停机或发生误动作。在计算机运行期间，如果市电供电中断，将会导致数据库中的数据丢失和程序破坏，有时甚至使磁头和磁盘遇到损坏，造成难以弥补的损失。为了解决以上的问题，UPS由此产生。

随着计算机网络技术、现代全球化通信技术和高精尖的精密加工工业的发展和因此而带动起来的信息产业的发展，人们愈来愈认识到，以计算机和通信设备等为代表的非线性负载在运行过程中所产生的“谐波污染”是造成当今电网供电质量普遍恶化的主要原因。

为满足计算机网络通信系统、电信和移动电话通信系统、航空管理系统、公路和铁道调度和售票系统等部门对高可靠和高质量电源的需求，UPS正越来越广泛地被选用。所有这些，反过来又在促进UPS技术的发展。由于将网络通信和电源监控软件调控技术完善的结合起来而形成的智能化UPS电源的出现，它不仅能使用户可以从任何计算机网络结点上监控UPS的运行，而且还可利用电源监控软件对用户的计算机操作系统和所运行的程序及数据提供全面的保护。

1．UPS的作用

一台设计完善的UPS所要完成的主要作用是向用户的重要设备提供可靠与高质量的无时间中断的交流电源。

UPS电源需要向用户提供具有如下优点的高质量电源：输出电源的稳压精度高；工作频率稳定；电压失真度小的纯净正弦波电源；输出波形上不存在任何干扰；无论市电电网供电正常与否，UPS能在毫无时间中断的条件下，向用户提供高质量的交流电源。所配置的UPS电源在长时间运行过程中，可能产生的任何瞬态供电中断时间控制在5ms的范围之内。一般的微机和服务器所允许的瞬态供电中断时间在10ms的范围。如果向计算机和通信设备服务器所提供电源的瞬态中断时间超过上述范围时，就会造成微机进入自检无动作的状态，从而造成用户所正在运行的数据或程序被破坏和丢失的不幸局面。当遇到这种情况时，用户就会看见正在运行中的微机显示屏上出现一片空白，服务器上先有告警灯（一般红灯）闪亮后停止工作，随着瞬态供电中断现象的消失，微机再次进入程序自检，自检开机运行状态，服务器也可能重新启动也可能烧坏。

2.UPS的工作原理

现在的UPS电源按工作原理不同，向用户提供如下五种类型的UPS电源品种：（1） 双变换在线式UPS电源；（2）变换器型UPS电源；（3）在线互动式UPS电源；（4）后备式正弦波输出UPS电源；（5）后备式方波输出UPS电源。

按供电体系不同，UPS分为：单进单出UPS；三进单出UPS；三进三出UPS。

按输出功率不同，UPS分为：小功率(30KVA)。

目前通讯行业普遍使用的是双变换在线式（On-line）UPS电源系统；下面介绍此UPS电源系统的工作原理，如图2.1。

图2.1 UPS工作原理系统图

2.1UPS正常运转时的运作方法：

不间断电源系统的供电原理是当市电正常时，机器会将市电的交流电转换为直流电，而后对电池充电，以备电力中断时使用；这里跟各位强调的是不间断电源系统并不是停电时才会动作，像是遇到电压过低或过高、瞬间突波等，足以影响设备正常运转的电力品质时，不断电系统均会动作，提供设备稳定且干净的电力。 当市电正常供电时，市电经滤波回路后，分为两个回路同时动作，其一是经由充电回路对电池组充电，另一个则是经整流回路，作为逆变器的输入，再经过逆变器的转换提供电力给负载使用；由此可知，在线式不间断电源系统的输出完全由逆变器来供应，因此不论市电电力品质如何，其输出均是稳定而不受任何影响。

2.2 市电停电时，UPS的运作方法：

一旦市电发生异常时，将储存于电池中的直流电转换为交流电，此时逆变器的输入改由电池组来供应，逆变器持续提供电力，供给负载继续使用，达到不间断的功能。不间断系统的电力来源是电池，而电池的容量是有限的，因此不间断电源系统不会像市电一般无限制的供应，所以不论多大容量的不断电系统，在其满载的的状态下，其所供电的时间必定有限，若要延长放电时间，须购买长时间型不间断电源系统。

2.3旁路运行方式当在线式UPS超载、旁路命令（手动或自动）、逆变器过热或机器故障，UPS一般将逆变输出转为旁路输出，即由市电直接供电。由于旁路时，UPS输出频率相位需与市电频率相位相同，因而采用锁相同步技术确保UPS输出与市电同步。旁路开关双向可控硅并联工作方式，解决了旁路切换时间问题，真正做到了不间断切换，控制电路复杂，一般应用在中大功率UPS上。如果在过载时，必须人为减少负载，否则旁路短路器会自动切断输出。

2.4旁路维护方式当UPS进行检修时，通过手动旁路保证负载设备的正常供电，当维修操作完成后，重新启动UPS， UPS 转为正常运行。极低的维护率，MTTR为15分钟，极大地提高UPS可用性。

3．UPS的日常维护

1、经常对UPS主机和电池组进行清洁，以免机箱太脏造成通风口堵塞，而影响机器寿命。

2、注意检查室内温度，以便机器工作在15—25摄氏度最佳环境，如果温度过高会影响主机和电池的寿命。

3、输入电源线应长期与UPS相连，这样可保证只要有市电即可给UPS的电池充电，电池组只有与UPS主机相连接才能充电。

4、如果正常工作时遇到市电停电，UPS可提供标准值的电池后备时间，但每次放电完毕后必须及时充电。否则，UPS将无法提供足够的后备时间让负载正常工作。

5、对于长期不停电的地区，应每隔3个月对UPS的电池组进行一次较深度的放电，即市电输入开关断掉，用电池支持负载，直到电池电压接近到欠压范围；然后立即合上市电输入开关，重新将电池组充至满容量，以此来激活电池，确保电池有较长的可靠寿命。

6、电池间的温度应保持25摄氏度的最佳环境，对电池组每月一次进行测试，多巡视每只电池电压，是否落后电池，有发现落后赶快做活化等有效措施，要恢复电池电压正常状态；

7、发生故障灯亮与蜂鸣器，通常代表机器内部有电路不正常，致使保护电路动作。在使用过程中遇到此情况时，可先关机，待十分钟后再重新启动UPS。如果启动时就发生这种情况，则可能电路中有故障存在，必须仔细检查并维修。

8、对于大中功率UPS来说，频繁的开关机会缩短UPS的工作寿命，因此建议尽可能的减少开关机次数。通常，将UPS开起来以后，就让其一直运行，只有当停电较长而需要保护电池，以避免电池深度放电时才关掉UPS。

9、每半年都应检查一次输入，输出电缆；检查电缆有无破损，测量接触是否良好。

4、使用UPS注意事项

1、UPS的使用环境应注意通风良好，利于散热。并保持环境的清洁。 2、 UPS输出插座应明确标识，勿使加入无关负载或短路。 3、切勿带感性负载，如点钞机、日光灯、空调，以免造成损坏。4、若用户在市电停电期间使用发电机供电，应保证发电机功率大于两倍UPS额定功率。必须在发电机启动稳定后才能接入UPS。5、开启UPS负载时，一般遵循先大后小的原则。6、UPS输出负载控制在60%左右为最佳，可靠性最好。

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关键词：不间断电源；概念；优点；维护

中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 11-0000-02

一、引言

作为一种不间断电源供应的系统设备—UPS已经在多数发达国家得到广泛应用，比如早期的医院手术室，电视台的节目播出以及尖端军事国防科技应用，UPS的出现极大地缓解了紧急情况的电力供应，从而最大限度的减少了不必要的损失。当然，随着IT技术的迅猛发展，图像以及文字处理技术越来越多的成为计算机处理并贮存的一部分，UPS电源系统就成为这些应用系统设备中的一个不可缺少的部分。假如计算机处理系统、服务器、各种传输设备突然出现断电的意外事故，不单单是数据以及程序丢失的问题，而且更为严重的是可能会造成计算机的硬盘阵列的损坏以及整个通信的中断。如果这些数据的丢失或者是通信的中断将会给我们的生活和工作造成极为严重的后果。

二、UPS不间断电源系统的概念及分类

UPS是不间断电源系统的英文简称，而英文为Uninterruptible Power Supply，基于字面的意思就是当电源异常或者中断时候能够不间断的提供电力，从而维持计算机等设备能正常操作的一种设备。不间断电源系统不仅可以对质量不良的电源进行滤除噪音、稳压以提供使用者稳定纯净的电源而且能在输入电源中断时立即提供给各种设备稳定而纯净的电源。所以用户特别是在网络设备及通信设备上接入不间断电源系统就像是购买了人身保险一样，有备无患。同时根据工作性质的不同UPS不间断电源系统大致可分为以下几种：分别为在线式、在线互动式以及离线式。

（一）什么是在线式不间断电源系统呢？一般在机械术语中，其指由逆变器输出负载电力，只有当UPS出现故障的时候，整个系统才会转为才会转为旁路输出负载。这种电源系统一般的特点为：

1.由于输出至负载之电力会通过UPS处理，因此输出电源质量最高。

2.无转换时间。

3.保护性最高，对市电噪声衰减能力最佳。

（二）在线互动式不间断电源系统是逆变器会作为充电器，当旁路经变压器输出给负载。当另外一种情况出现，比如断电的时候，逆变器则将电池能量转化为交流电输出给负载。其特点是：

1保持双向性转换器的设计。

2.UPS不间断电源系统的电池回充时间比较短。

3.保护性介于在线式与离线式UPS之间。

（三）离线式不间断电源系统一般是指一条直通路径，而这条路径是平常市电走旁边的，一般是直接供电给负载。通常只有停电的时候，才能由电池来提供电力。离线式不间断电源系统同一般的特点为：

1.当市电正常供给的时候，UPS对市电几乎没有任何处理而直接输出到负载。

2.结构简单、体积小、重量轻、控制容易、低成本特性。

三、机房的供电特点及使用UPS供电的优点

（一）因为绝大多数的设备都属于计算机应用类型的。根据这一特点要求，对于机房专用设备的供电要求，普通计算机机房对电网电源的供电要求首先必须得到满足。

1.电压波动380V小于或等于5%，220V小于或等于5%。

2.其设备频率的变化范围必须小于1%。

3.相数为三相四线制/单相三线制或三相五线制。

（二）由于大部分专用设备要求供电的等级是比较高的。一般来说假如突然中断供电，所造成的经济损失将会不可估量这位一级负荷。而另外一种情况是中断供电对生产通信造成一定程度的影响，这种情况为二级负荷。而计算机大部分设备例如接收器、网关与服务器等介于一级和二级负荷之间。一般的用户供电要求介于需建立带备用的供电系统与不带电之间。而比如特殊情况，像经常发生较长时间停电的单位，企业应该考虑配置发电机，另外其容量不小于UPS电源额定输出功率的两倍。

（三）而对于业务机房而言，所需要的UPS可能要求更高，一般都是中小型UPS电源且负荷有不断扩容的趋势。比如，一般的省厅或者机关部门单位其机房的负荷都小于10KVA，因此属于比较小型的UPS电源。其他的市政单位其电力负荷多数介于10至50KVA之间，隶属中型UPS电源。而小型UPS多数采用单相输入加单相输出的工作模式，而大中型UPS采用的是三相输出的工作模式。

四、UPS电源工作系统使用的优点

（一）UPS电源系统供电持续长，一般为几个小时，也有大到十几个小时的，它的主要功能是可以让您在停电的情况可像平常一样工作，显然，由于其功能的特殊，价格也明显要贵一大截。比较适用于计算机、交通、银行、证券、通信、医疗、工业控制等行业，因为这些领域的电脑一般不允许出现停电现象。

（二）离线式UPS运行效率高、噪音低、价格相对便宜，主要适用于市电波动不大，对供电质量要求不高的场合，比较适合家庭使用。

（三）具有较强的软件功能，可以方便地上网，进行UPS的远程控制和智能化管理。可自动侦测外部输入电压是否处于正常范围之内，如有偏差可由稳压电路升压或降压，提供比较稳定的正弦波输出电压。而且它与计算机之间可以通过数据接口(如RS-232串口)进行数据通讯，通过监控软件，用户可直接从电脑屏幕上监控电源及UPS状况，简化、方便管理工作，并可提高计算机系统的可靠性。

五、不间断电源系统的维护及保养的简略介绍

（一）UPS的工作质量与寿命与UPS电源的工作环境息息相关，所以用户在使用的时候，应该对其周围的环境进行定点定时的检测与侦测，如果环境的温度变化的过快的话，可能会对其征程的工作造成严重的影响。另外一方面，电池组的维修与保养也会对UPS电池组的寿命起到关键作用。其次在维修使用的时候需要使用绝缘效果良好的工具，并且严格按照操作说明书或有关的电工手册，保证所接的地线火线以及零线都符号要求，不得随意更改他们之间的相互顺序。

（二）由于UPS长期处于开机状态，所以尽量不要带负载开启UPS。要注意开机时候的先后顺序，先打开UPS电源，再开启负载电源，而关机的时候应该按照相反的顺序来进行。UPS的开关次数不宜太过于频繁，关闭后要等6秒之后才能再开机。否则，可能出现既无市电输出，有没有逆变器输出的“启动失败”的状态。

（三）UPS使用的注意事项

1.UPS的使用环境应注意通风良好，利于散热，并且保持周围环境的整洁。

2.切勿带感性负载，如点钞机、日光灯、空调等，以免造成损坏。

3.UPS的输出负载控制在60%左右为最佳，可靠性最高。

4.UPS带载过轻（如1000VA的UPS带100VA负载）有可能造成电池的深度放电，会降低电池的使用寿命，应尽量避免。

5.适当的放电，有助于电池的激活，如长期不停市电，每隔三个月应人为断掉市电用UPS带负载放电一次，这样可以延长电池的使用寿命。

6.对于多数小型UPS，上班再开UPS，开机时要避免带载启动，下班时应关闭UPS；对于网络机房的UPS，由于多数网络是24小时工作的，所以UPS也必须全天候运行。

7.UPS放电后应及时充电，避免电池因过度自放电而损坏。

六、结语

综上所述，UPS电池的正确使用与维护需要由市级各单位的工作人员以及相关工作者的互相配合，而UPS不间断电源系统的故障率的降低，对一些重要的系统比如经济、金融和银行等单位起着越来越重要的作用。

参考文献：

[1]朱峰,姜久春,王占国.基于串口通信的蓄电池校准系统的设计[J].微计算机信息,2010,1

[2]陈敬学.UPS供电系统的改造以及维护[J].中国有线电视,2010,1

[3]王力坚,刘杨,夏清,何春.UPS应用与供电系统设计技术探讨工程师与制造商伙伴们的观点[J].电气应用,2010,2

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关键词: UPS；种类；电池容量；功率；进线；出线

中图分类号：TM911.1 文献标识码：A 文章编号：

1 前言

UPS（Uninterruptible Power System）是指不间断电源。UPS按照工作原理可分为后备式和在线式，以及介于二者之间的在线互动式；按备用时间可以分为标准机和长效机；按整流器的工作频率可以分为工频机和高频机。UPS的基本功能是在断电的情况下，能够实现不停电切换，为其它设备继续供电，同时在电压不稳时，能够起到稳定电压的功能，同时具有抑制电网的电压冲浪，保证用户正常工作与数据不受到干扰。因此，UPS不间断电源越来越多地被应用在各个领域。

2 UPS的种类和特点

2.1按逆变器在市电正常时是否工作分类

按照逆变器在市电正常时是否工作，UPS一般可分为后备式和在线式，以及介于二者之间的在线互动式。

2.2按备用时间分类

按备用时间的区别，UPS可以分为标准机和长效机。标准机为UPS内配电池组，时间一般为5～15min。如果用户需要更长的备用时间，UPS则需外接电池，称为长效机。

2.3按整流器工作频率分类

UPS可以根据输入输出的相别划分为单相输入/单相输出、三相输入/单相输出、三相输入/三相输出等。小容量的UPS可以采用单相输入/单相输出的方式，中、大型容量的UPS建议尽量采用三相，以避免负荷分配的不平衡。

3 UPS电池容量和功率的选择

下面以某商业大厦的中心机房为例，来说明UPS的选用。某中心机房内配置核心交换机1台，3.5kW；服务器2台，2×0.4kW；广播柜1台，1.0kW；监控报警及显示设备，2.0kW；1～5层弱电机房，5×1.0kW。合计为12.3kW，采用UPS集中供电，考虑到UPS的裕量，按30%计，为16kW，则可以选用20kVA(16kW)的UPS。

蓄电池供电时间主要受负载大小、电池容量、环境温度、电池放电截止电压等因素影响。设计时，可作如下估算:

所需蓄电池安时数(Ah)=UPS电源功率(VA)×延时时间(h)÷UPS电源起动电压(V)

假设选用的20kVA的UPS要求持续供电4h，其起动电压为30×12V=360V，则所需安时数为20000VA×4h÷360V=222Ah，可选用100Ah的蓄电池组2组，则供电时间为200Ah×360V/20000VA=3.6h。

在选择UPS的容量时，还要考虑一定的裕量。对电子计算机供电时，其额定输出功率应大于计算机各设备额定功率总和的1.2倍；对其他用电设备供电时，其额定输出功率应为最大计算负荷的1.3倍。另外，还需考虑功率因数问题，UPS的功率分为视在功率和有功功率，如20kVA的UPS，按功率因数为0.8考虑，其额定功率为16kW。

4 UPS的供配电

4.1 单相进单相出的UPS, 其供配电线路根据计算电流选定

除了对负载进行分析，根据其要求的高低和经济的许可选择合适的UPS外，要使UPS可靠地工作，正确的供配电也是不可缺少的一环。JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》规定:UPS宜采用两路电源供电，交流输入电源的总相对谐波含量不宜超过10%，且其交流输入电源不宜与其他冲击性负荷由同一变压器及母线供电；在TN-S供电系统中，UPS的交流输入端宜设置隔离变压器或专用变压器；当UPS输出端的隔离变压器为TN-S、TT接地形式时，中性点应接地，这是因为UPS装置的旁路系统输入中性导体与输出中性导体连接在一起，UPS装置的输入端与输出端的中性导体必须是同一个系统。对于单相进单相出的UPS，其供配电线路根据计算电流选定。如某3kVA的UPS供配电系统图如图1所示。

(a)UPS进线系统图

(b)UPS出线系统图

图1UPS出线系统图

4.2 三相进三相出的UPS, 其配电线路也根据计算电流来确定

对于三相进三相出的UPS，其配电线路也根据计算电流来确定。如某20kVA的UPS供配电系统图如图2、图3所示。

图2 UPS进线系统图

图3 UPS出线系统图

4.3 三相进单相出的UPS, 其进线按三相考虑, 出线按单相考虑

对于三相进单相出的UPS，其进线按三相考虑，出线按单相考虑。如20kVA的UPS供配电系统图如图4、图5所示。

图4 UPS进线系统图

图5 UPS出线系统图

但由于在线式UPS在超载、旁路命令(手动或自动)、逆变器过热或机器故障或检修时，一般将逆变输出转为旁路输出，由市电直接供电。三相进单相出的UPS大多在旁路输出时，直接将负载都接到同一相上。配电系统如图6所示。

图6 UPS旁路运行时示意图

此时，所有的负载都接在L3相上，存在进线开关和线路不够的问题，所以UPS厂家一般建议三相进单相出的UPS进线开关和线路都按单相时来配置，如上面列举的UPS进线系统一般按如图7所示配置。

图7 UPS进线系统图

假如三相进单相出的UPS交流电源进线处设置隔离变压器，则容量也要相应放大3倍。

5 UPS对土建的要求

目前UPS所用的电池大多为免维护的铅酸蓄电池，其使用时允许的环境温度一般在-15～50℃，但在温度为-25～20℃时的寿命更长，低于15℃时，其放电容量下降，温度每降低1℃，其容量下降约1%，而温度过高(>30℃)，其寿命又会缩短，故一般要求UPS室的温度保持在18～28℃。由于UPS的重要性，故UPS室要求设置应急照明及外开防火门，室内净高不宜小于2.5m。

UPS室设置时要考虑进出线及维护的方便，不应设置在厕所、浴室等潮湿场所的正下方。UPS电池室的荷载设计时要作为重点内容提供给土建，按5电子信息系统机房工程设计与安装标准图集6提供的数据，蓄电池组双列1层摆放时，电池室活荷载标准取值可按13kN/m2；蓄电池组双列2层摆放时，电池室活荷载标准取值可按14kN/m2；蓄电池组双列3层摆放时，电池室活荷载标准取值可按15kN/m2；蓄电池组双列4层摆放时，电池室活荷载标准取值可按16kN/m2。UPS主机房活荷载标准取值可按8～10kN/m2考虑。设计时一般宜优先考虑底层放置，如果设置在楼上，设备宜放置在梁上。

6结语

UPS的种类多，价格和质量也存在着不小差异，在选用UPS不间断电源时，应结合具体情况采购。同时，为了使UPS能可靠、有效地工作，UPS的供配电、机房的设计和布置，以及设备本身所要求的维护和管理这些问题，我们也应重视。

参考文献

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【关键词】一体化 不间断 变电站

1 引言

目前，变电站的继电保护、微机控制和事故照明设备大多数采用电力专用逆变电源或多台UPS分散供电。分散设立多套系统，增加了一次投资和日常运行维护工作量。交流和直流一体化不间断电源的应用满足了运行维护和电力体统对于可靠性的要求。

变电站操作电源基本设计有3套各自独立的系统，即直流操作电源（DC）、通信电源、交流不间断电源。

2 电站不间断电源系统现状

当前变电站中的操作电源一般分为直流电源系统、通信电源和交流电源系统[1]，主要功能如下：

2.1 直流电源系统（DC）

直流操作电源系统是提供给变电站内所有控制、保护、自动装置等控制负荷和各类直流电动机、断路器合闸机构等动力负荷的电源。直流操作电源系统电压一般选择220V或110 V，采用不接地方式。对220 kV及以上变电站均装设2组蓄电池及2套充电装置，构成两电两充方式，采用单母线分段接线，两段母线之间设联络电器，2组蓄电池及2套充电装置分别接于不同母线段。

2.2 通信电源

提供给变电站内载波机、光端机 等通信设备及保护复接设备电源。系统电压为48 V，采用正极接地方式。220 kV及以上变电站按两电两充设计，采用单母线接线，两组蓄电池及2套充电装置分别接于不同母线段，2段母线之间不设联络电器。

2.3 交流电源系统

在变电站中，交流不间断电源系统（UPS）主要是给不允许短时停电的计算机监控设备供电，可靠性及稳定性要求高，一般均采用一用一备串联运行方式，即正常时由主机供电，主机故障时，从机自动投入。UPS正常由交流电源供电，当交流电源消失或整流器、逆变器等元件故障，则由自带的蓄电池向逆变器供电。

3 存在的问题

如上所述的变电站操作电源的设计基本均存在3个各自独立的系统，即直流操作电源（DC）、通信电源、交流不间断电源（UPS），且每套电源系统均各带1或2组蓄电池（某些设计已取消UPS自带的蓄电池），设立通信蓄电池室和直流操作电源蓄电池室。这必将存在以下问题：设立多套分系统，蓄电池组重复设置，工程的一次投资增大；设备分散设置，增加了日常运行维护工作量。

随着运行维护要求的日益提高及设备技术的不断发展，电源系统的分散性逐渐显露出了它存在的不足，这就出现了直流和交流一体化不间断电源。

4 一体化不间断电源设备及其功能

4.1 一体化电源设备的含义

一体化电源设备，是将直流电源、电力用交流不间断电源（UPS）、电力用逆变电源（INV）和通信用直流变换电源（DC/DC）等电源装置组合为一体，共享直流电源的蓄电池组，并统一实施监控的成套电源设备[2]。

4.2 一体化不间断电源设备的功能

一体化电源设备具有一套公用的蓄电池组，它能同时为一体化电源设备的全部输出负荷提供电源，满足全部负荷容量和供电时间的要求。在正常运行方式下，该电源设备由交流电源供电，蓄电池处于浮充备用状态；当交流电源故障停电时，蓄电池为全部负荷提供电源。所以，一体化电源设备的备用电源至关重要，应保证其在全部工作过程中，不能出现停电。

5 典型的一体化不间断电源的实施方案

目前，新建变电站都已应用不间断电源系统，以220kV坝基头变电站为例，该站统一由直流操作电源供电，除提供直流操作电源DC、交流不间断电源UPS，还提供通信用48V电源。利用DC/DC电源变换装置代替原通信专业48V蓄电池电源系统，将DC/DC装置做为直流系统的一个负荷考虑，即DC-UPS-DC/DC一体化电源。

该接线设计同时取消了UPS系统、通信电源系统的蓄电池，共用直流操作电源DC的蓄电池组。能较好地实现电源系统管理的网络化、智能化，实现站用电源系统数据一体化的实时监视，对被监控对象的控制、调节和运行方式能更方便实施集中管理、分散控制。减少设备日常维护工作量，同时提高可靠性，全站仅设1套直流操作电源蓄电池，取消UPS电源、通信电源蓄电池组，减少了维护管理工作量。工程投资经济性得到提高，设备上减少了2组通信用蓄电池及UPS蓄电池。同时社会经济效益得到提高，减少蓄电池的使用量，对改善环境质量具有积极的作用，对节约大量稀有金属资源潜能巨大。

6 一体化不间断电源应用中的几个问题

一体化电源设备的核心问题是其备用电源的特性、容量及其供电持续时间。对备用电源的要求是放电平稳、持续时间长、使用寿命长、正常运行免维护或少维护。多年来电力系统中一般采用铅酸蓄电池，目前普遍采用的是阀控密封式铅酸蓄电池[3]。

此外，直流操作电源系统为不接地系统，所以交流侧的UPS装置的交流输入、输出与直流侧必须采取措施进行隔离，如采用隔离变做隔离，以避免交流侧的运行及故障影响直流操作电源系统侧的绝缘降低，造成直流系统接地等异常。通信电源系统采用正极接地方式，所以DC/DC装置的输入、输出部分也必须隔离。

7 结语

一体化不间断电源系统减少了设备配置、建筑面积和蓄电池的附属设施，由变电站统一运行、维护，减少了运维人员的数量和工作量，提高了运行、维护工作的可靠性和经济性。

参考文献：

[1]佘恬，陈娟.变电站一体化不间断电源的应用探讨[J].广西电力，2009（5）：30-32.

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【关键词】 USP电源 广播电视 重要性 维护

UPS，即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。作为卫星地面站保持供电系统持续断供电的一个关键的设备，UPS 电源能够充分保障机房供电的不间断性，避免由于断电而影响到广播电视节目的顺利播出。现阶段在使用过程中，一般不太注重检修与维护UPS电源，当发生故障的时候，甚至会影响到整个工作系统的顺利运行。鉴于此，本文研究了UPS电源对广播电视播出设备的重要性，并指出使用注意事项以及维护策略，以期为有效使用UPS电源，确保广播电视节目顺利播放提供指导和借鉴。

一、UPS电源的重要性

1、电压稳定。市电电压易受电力输送线路品质的影响，离变电所较近的用户电压较高约400～420V，离变电所较远的用户电压较低约320～360V，太高或太低会使用户设备缩寿命，严重时会烧毁设备，使用在线式UPS可提供稳定的电压电源，电压变动不到2V，可延长设备寿命及保护设备。

2、停电保护和高低电压保护。首先，瞬间停电时立即由UPS不间断电源将电池直流电源转换成交流电继续供电。其次，市电电压过高或过低时UPS内建稳压器将做适当的调整，使市电的电压保持在可使用的范围，若电压过低或过高超过可使用范围，UPS将电池直流电源转换成交流电继续供电，以保护用户设备。

3、频率稳定。市电频率分为50Hz/60Hz两种。发电机运转时受到客户端用电量的突然变化造成转速的变动将使转换出来的电力频率飘移不定，UPS不间断电源转换的电力可提供稳定的频率。

4、波形失真处理。由于电力经由输配电线路传送至客户端，各种机器设备特别是非线性设备的使用，往往造成市电电压波形的失真，因为波形失真将产生谐波而损坏设备，同时会使电力系统变压器温度升高，一般要求输入总电流谐波失真率

5、其他方面。第一，监控电源。配合UPS的智能型通讯接口及监控软件可纪录市电电压频率停电时间及次数来达到电源的监控，并可安排UPS不间断电源定时开关机的时间表来节约能源。第二，抑制共模噪声。共模噪声产生在火线/中性线与地线之间。第三，抑制横模噪声，横模噪声产生在火线与中性线之间。第四，突波保护，UPS不间断电源会加装突波吸收器或尖端放电设计吸收突波，以保护用户设备。

二、使用过程中需要注意的事项

1、注意工作环境。UPS 电源对工作环境具有非常高的要求，室内必须没有灰尘同时保持干燥，这是由于主机上进入灰尘在潮湿条件下将造成主机工作不稳定，严重导致死机。温度最好处于15到30摄氏度范围内，太低将会对蓄电池容量产生干扰，太高将对对主机正常运转产生影响，并且使电池寿命降低，20摄氏度附近为最佳温度。因此在UPS 电源室适合使用立式主、备空调机。

2、做好绝缘措施。因组合电池组电压非常高，具有或多或少的危险，所在故障检修过程中，检修工作者应当注意绝缘，无论是人或者工具均应当保持充分的绝缘，防止触电事故发生。

3、注意相关参数与额定功率。首先，通常情况下，电源主机的相关参数均为厂商人员按照客户要求提前设定的，因此不要盲目将其改变。尤其的电池组的参数，否则将造成主机工作紊乱，使电池寿命降低。其次，由于其额定功率均为提前根据播出系统负载设置的，通常其功率余量相对较小，因此不能随意增加大功率的设备，由于系统工作于不间断状态下，增加大功率负载，将导致出现主机故障，甚至能够将电源击毁。

4、禁忌带负载启动，禁忌大电流充放电。首先，要是直接通过UPS 电源供电给播出系统，需要先将一切负载电源开关关闭之后再将UPS 电源开启，等到后者正常启动之后才将负载开关开启。究其根源，负载瞬间供电过程中将产生非常高的电流，一些负载的冲击电流将导致电源过载，甚至将其损坏。其次，禁忌大电流充放电，以防电池过热变形，其内阻提高，其容量和寿命降低。

三、UPS电源的维护对策

1、做好防除尘维护。正常使用时， UPS 电源主机的维护工作重点是防除尘。机中风机的转动将吸入空中灰尘而积聚，与潮湿空气相遇的时候将在电路板粘结，导致主机工作紊乱，因此可以每季度清除灰尘1次。

2、定期核对主机参数、查看告警菜单。首先，经常核对主机各参数，当发现问题时尽快与厂商联系，尽快做出纠正。其次，经常性的查看告警菜单，有效把握其运行状况，建议每天查看1次同时认真进行记录。

3、加强电池维护，科学应对故障。至少半年对电池放电1次。平时维护过程中应当认真对电池进行检查，注意其完好与否，是否出现渗漏与壳变形，是否出现锈蚀等，当电池组电池出现问题时，应当尽快将其更换掉。这个环节中切忌将型号、性能、容量等不同的电池进行连接，以防影响到电池组的功能。发生故障时，需要先将原因弄清楚，这样才能有的放矢的、尽快的将其排除。

四、结束语

综上所述，随着广电事业的日益发展，UPS电源将逐渐普及，其在各个系统中具有非常重要的功能，为充分发挥其功能，今后应重视对UPS电源的维护，切实加强日常的管理和维护。

参 考 文 献

篇6

【关键词】 数据中心；不间断电源系统；N+1；2N；可靠性

0 前言

大型的不间断电源系统在数据中心中有着广泛的运用，以确保重要的服务器和IT设备的不间断供电。

不同的不间断电源系统配置将直接影响到所支持的IT设备或其它重要负荷的运行稳定性。同时也将决定设备本身故障和人为操作失误等对整个系统的影响程度。一个可靠的不间断电源系统配置，将在很大程度上减少前述因素对系统可用性的影响。

1. 国内外设计标准对不间断电源系统配置的要求

国内外主要的计算机机房及数据中心设计标准中，均对不间断电源系统的配置提出了要求。下文选取正常运行时间学会（Uptime Institute）标准；美国通信工业协会（TIA）标准TIA-942-A；以及国标GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》中对不间断电源系统的配置要求相关条文为例，说明不同重要性等级的机房对不间断电源系统配置的不同要求。

1.1 正常运行时间学会标准

正常运行时间学会（Uptime Institute）标准提出了第一级（TIER I）至第四级（TIER IV）四个不同的数据中心基础设施等级分类，用来描述整个数据中心基础设施架构的可靠性和可维护性。其中第一级（TIER I）为最低等级，第四级（TIER IV）为最高等级。

第一等级（TIER I）：基本的基础设施架构；

第二等级（TIER II）：有冗余的容量元件；

第三等级（TIER III）：可并行维护的系统；

第四等级（TIER IV）：可容错的系统。

1.2 美国通信工业协会标准

美国通信工业协会（TIA）标准TIA-942-A同样针对不同的可用性和安全性等级，对数据中心的基础设施提出了四个不同的等级。

对于不间断电源系统拓扑而言。第一等级和第二等级的不间断电源系统均只需满足N的要求，第三等级的不间断电源系统需为N+1冗余配置，第四等级的数据中心需为2N冗余配置。

2. 几种常用的不间断电源系统配置

下文将介绍一些典型的不间断电源系统配置。

2.1关于N的理解

在不间断电源设计中，通常使用”N“来描述满足所有负荷的基本供电容量。例如共有100kW的重要负荷需要由不间断电源系统保护，则”N”即为100kW。

2.2 N系统配置

一个N配置的不间断电源系统，其容量仅满足为其所保护的重要负荷供电，而不提供任何冗余。

典型的N配置不间断电源系统如图一。该系统配置仅满足正常运行时间学会和美国通信工业协会标准中定义的第一级数据中心，以及国标GB50174-2008中定义的C级机房的标准。

2.3 N+1系统配置

N+1系统配置配置的不间断电源，指在N配置系统的基础上，增加一个冗余的不间断电源模块。该冗余的电源模块容量，应至少等于一个主用不间断电源模块的容量。

常用的N+1系统配置设计有如下几种

（1） 串联冗余

串联冗余（Isolated Redundant），通常包括一台主用的不间断电源设备，用以向负载供电；一台备用的不间断电源设备，串接于主用不间断电源的内部静态维修旁路上。该设计要求主用不间断电源的主回路和内部静态维修旁路分接于两个不同的输入回路。但主用和备用不间断电源设备的容量和品牌型号均可不同。

通常情况下，所有负载由主用不间断电源供电，而备用不间断电源为空载。当出现意外使主用不间断电源切换至内部静态旁路时（如主用不间断电源发生故障或产生较大的过载），备用不间断电源将瞬时负担起所有的负载。因此，备用不间断电源必须谨慎选择，确保其瞬时加载能力能满足上述使用要求。

串联冗余的系统设计，现较多运用于对N配置的不间断电源系统进行改造，使其在一定程度上实现冗余，又不需要替换原有的设备。

该系统设计在输出端仍存在“单点故障”，为此在设计中仍需提供外部维修旁路。

典型的串联冗余不间断电源系统如图二。该系统配置满足美国通信工业协会标准中定义的第三级数据中心，以及国标GB50174-2008中定义的B级机房的标准。同时，该系统配置也可以满足正常运行时间学会标准中定义的第二级数据中心的标准。

（2） 并联冗余

并联冗余，通常由多台并联的不间断电源设备和一个共用的输出母线组成。冗余的容量至少等于一台主用不间断电源的容量。并联冗余的系统要求所有的不间断电源设备均来自同一的生产厂家，且型号和容量必须相同。

通常情况下，系统内所有的不间断电源设备均分负载。当其中一台设备出现故障而退出运行时，其余的不间断电源设备将立即担负由原有故障设备供电的负荷。该系统设计可确保对系统中的一台设备进行维护的同时，对负载不造成任何影响。

针对并联冗余设计不间断电源使用率底的问题，目前主流的不间断电源厂家均已推出模块化不间断电源产品，如艾默生的Trinergy系列和伊顿的9395系列。一台不间断电源由多个小功率的不间断电源模块构成，当系统负荷率较低时，可以使部分模块休眠，而提高在用模块的负载率，从而实现提高系统效率的目的。

典型的并联冗余不间断电源系统如图三。该系统配置满足美国通信工业协会标准中定义的第三级数据中心，以及国标GB50174-2008中定义的B级机房的标准。同时，该系统配置也可以满足正常运行时间学会标准中定义的第二级数据中心的标准。

（3） 分布式冗余

分布式冗余（Distributed Redundant）是目前业内较多运用的一种不间断电源系统设计。该设计的目的在于提高系统冗余程度和可靠性的同时，所需的不间断电源设备投资少于2N系统。

分布式冗余系统通常由三个或以上的不间断电源模块构成。每个不间断电源模块有独立的输入和输出。输出母线通过静态切换开关（Static Transfer Switch， STS）和配电柜向负载供电。

4 结束语

不同的不间断电源系统设计通常意味着不同的电源系统可靠性等级，也意味着不同的设备投资。设计人员应根据数据中心的重要性等级，服务器设备的情况（是否存在电源供电的设备），工程预算等因素，综合考虑，选择最合适的系统配置。

参考文献

[1] Kevin McCarthy. Comparing UPS System Design Configurations. 2005

[2] GB 50174-2008 电子信息系统机房设计规范 [S]

[3] TIA-942-A Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers [S]

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【关键词】UPS应用；煤矿安全；通讯设备；PFC校正

引言

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。煤矿企业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（UninterruptiblePowerSystem，不间断供电系统）能够有效地解决停电事故和电力质量不稳定的问题。将UPS引入煤矿通讯设备备用电源中，能够保证煤矿中供电的安全性与可靠性，从而创造巨大的经济效益和社会效益。

1UPS的组成与工作原理

UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。不间断电源通常由整流器、蓄电池组、逆变器和开关等构成。UPS不但可为重要的负载提供不间断的交流电源，而且还能隔离电网的各种干扰。当电网正常工作时，UPS对电网电压进行变换和调节，输出稳定、高质量的交流电，为负载供电，或处于备用状态；当电网出现故障时，UPS利用内部蓄电池的储能为负载供电；当电网长期停电时，UPS将备用发电机输出的电育旨注行变换和调节，继续为负载供电。

经过输入滤波器，将电网中的高频电磁干扰、射频干扰、尖峰脉冲等干扰进行吸收、抑制处理，分成四路分别进入以下处理：

（1）送到具有“功率因数校正功能”的整流器输入端进行整流处理。

（2）进入UPS同步锁相电路，提取同步信号以便逆变器在电网停电时将蓄电池组产生的直流电进行瞬时同步逆变，保证负载侧供电的同步连续性。

（3）经充电器对UPS所配置的蓄电池组进行“浮充”式充电，其浮充电压应为电池组标称端电压的1.125倍。

（4）直接经交流旁路供电通道馈送到切换开关的常闭触点上。在当逆变器或微处理器发生故障时由电网直接向负载供电，避免负载供电中断。

整流器将输入的带有干扰的电网整流为幅值稳定的直流电源送到逆变器的直流总线输入端。当电网正常时，整流器输出电压高于直流变换器输出的直流电压，在微处理器的控制下，蓄电池不向逆变器提供逆变电源。当电网中断或电网过高过低时，在微处理器的控制下，直流变换器将蓄电池的直流电压提升到符合逆变器输入所要求的电压水平，经逆变器向负载输出电源。

2煤矿通讯设备供电方式研究

早期的煤矿通信设备通常使用在线式双变换式UPS。所谓在线式，是指不管电网电压是否正常，负载所用的交流电压都要经过逆变电路供电，即逆变电路始终处于工作状态。所谓双变换是指UPS正常工作时，电能经过了整流AC/DC（交流变换为直流）、逆变DC/AC（直流变换为交流）2次变换供给负载。随着对煤矿通信设备电源效率及功率因数的限制，传统的在线式双变换式UPS已逐渐被淘汰。

4结束语

带PFC校正UPS技术将会对井下通讯设备供电系统的可靠性和故障处理的准确性、快速性有着明显的提升。带PFC校正和快速动态反应的UPS具有体积小、动态响应快、能够实现交流输出电压高于直流输入电压（中间省掉了一个DC/DC变换器）等性能，在采用滑模控制技术及保护措施之后，技术性能指标及可靠性将明显提高，它是煤矿通信设备不间断电源的较理想选择。在煤矿井下具有广泛的推广应用前景。

参考文献：

[1]王其英.何春华.UPS工作原理与实用技术[M].北京：人民邮电出版社，2006.

[2]张延聪.UPS电源蓄电池的正确使用与维护[J].煤炭科技，2006（3）.

篇8

关键词 UPS；维护；功能

中图分类号TN86 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）49-0216-02

不少用户对UPS的使用和维护并不重视，据相关材料统计，50%的UPS故障是因使用和维护不当造成的，而且主要是蓄电池维护不当方面影响。设备使用部门应根据实际情况制定UPS的维护方案，及时对UPS进行维护，保障UPS运行正常，为设备提供稳定可靠的干净电源。UPS的维护主要分为在线设备维护和蓄电池维护。

1 UPS在线设备维护

1.1 定义

在线设备维护：通过系统自身的不同工作方式，包括电池模式、旁路模式、维修旁路模式，保证UPS能连续供电给负载，对UPS系统内的元件进行的设备维护、清洁保养、板块更换维修等工作。

1.2 目的

确保UPS能正常运行，为负载提供不间断、稳定可靠和干净的电源，减少和杜绝人由于设备维护不当而发生不安全事件。

1.3 原则

下列情况可进行停机维护：

1）主从串联热备份系统的主机正常模式情况下，对从机的维护。并机系统中，待维护的UPS停机后，并联系统中剩余的UPS足以承担负载；

2）在条件允许的情况下，尽可能进行停机维护；必须在线维护时需做好充分的准备，本着“安全第一”的原则；

3）在线维护一旦发生问题导致负载断电，须按重大故障处理流程处理。

1.4 维护规范

1）维护前充分了解系统或设备的情况，根据维护的难易程度和维护内容制定相应的维护操作步；

2）预防性维护前应做好充分的备件准备，特别需要注意到故障可能波及损坏的东西，做好充分的工具和其它材料的准备；

3）维护时，需按事先确定的步骤和流程进行，并将关键的步骤和重要的数据记录在事先准备的记录表中；如果有必要进行临时调整，应先与相关人员进行充分的讨论，并做好记录；

4）在线维护后，需进行功能和性能的验证，才能将维护后的设备投入。

1.5 维修规范

1）维修前应做好充分的风险应对准备，应仔细分析维修过程中可能产生的风险，并对风险采取相应的防范和应对措施或准备，特别是提醒用户；

2）故障维护前还需要充分了解与故障相关的信息，预防性维修需要充分了解设备的现状和历史情况，仔细分析和定位故障；

3）维修前应做好充分的备件准备，特别需要注意到故障可能波及损坏的东西，做好充分的工具和其它材料的准备；

4）维修后，需进行功能和性能的验证，才能将维护后的设备投入。

2 蓄电池维护和管理

2.1 定义

蓄电池维护：指对蓄电池进行外观清洁检查、电压检查、内阻检查、电导检查充电检查和放电检查等方面的维护。

2.2 目的

确保蓄电池处理良好状态，及时发现性能下降的电池，改善其使用状况,从而有效地延长蓄电池的工作使用时间，提高UPS对系统供电稳定性和安全性，大大提高系统的可靠程度。

2.3 维护规范

1)日常维护：清洁电池，检查电池外观是否完好，外壳是否有变形和渗漏情况，测量电池两端电压、电池温度；检查连接处有无松动，连接触点有无“盐化”现象，检测连接条压降，用测温仪检查电池触点有没发热，检查连接部分是否有松动，重新拧紧连接处的螺钉；

2）定期维护：每月进行浅放电维护，时间约为1小时，主要求检测各个单体电池的容量，及时发现个别电池容量下降现象，容量下降带载放电时间不够长，造成当UPS需要工作在电池模式带载时，个别蓄电池仅能维持UPS的逆变器电源运行很短的时间，直接影响整组电池的效率，无法连续供电导致UPS无法工作，系统自动关机，造成负载断电，产生重大影响；

3）充放电维护：可分浅放电和深放电，通过放电和充电过程的循环，使活性物质得到恢复。过量放电影响电池的使用寿命，应尽量避免电池过量深度放电，最高放电量不应超过70%。同时电池应避免大电流充放电，大电流充放电时可能造成电池极板膨胀变形，极板活性物质容易脱落，温度升高，内阻变大，严重时将造成容量下降，寿命提前终止；

4）环境温度对蓄电池容量有很大影响，应保证电池的工作环境室内温度在20℃~25℃之间，温度低电池的容量会下降，温度高电池的放电容量会增加,但寿命降低；

5）新旧电池组不能混用，在设计备用电源蓄电池容量时要考虑主设备的扩容情况，否则在市电中断时大电流放电或充电将有安全隐患存在；

6）浮充运行是蓄电池的最佳运行条件，运行时电池处于满荷电状态，在此条件下电池才能达到 最长的使用寿命。平时蓄电池应工作在浮充状态；

7）对备用搁置的蓄电池，可每间隔一个季度进行补充充电；

8）判断电池的好坏主要是通过可以通过测量电池的内阻、电导和电池开路电压。

定期用内阻测试仪和电导测试仪，检查电池内阻和电导情况，通过长期多次的测试结果对比，可判断蓄电池的内阻和电导情况，内阻变大，电池的容量下降；电导应该是一个相对稳定的参数，每个品牌的电池出厂时，都有对应的电导值，当测量出来的电导值与出厂值偏差较大时，电池的容量也会下降。

2.4 UPS蓄电池更换管理

在正常情况下免维护电池的工作使用年限约10年左右。但由于蓄电池的使用环境，维护工作方面的影响，电池的工作年限不到10年，可以按下列原则对电池进行更换管理。

1）原则上不间断电源电池应在投入使用第七年启动电池更新计划，在电池使用第八年进行整组电池更换，设备管理部门也可根据电池的维护使用情况，适当延长电池更换周期；

2）不间断电源为又机并联及以上冗余配置，输入市不稳，电池整体容量低于标称容量60%时，考虑整体更换；

3）不间断电源为双机并联以上冗余配置，输入市电可靠，电池整体容量低于标称容量50%时，考虑整体更换；

4）不符合上述整体更换条件的，个体蓄电池确实需要更换的，需同一品牌同一型号的新电池对劣化电池进行更换。

参考文献

[1]周志敏著.UPS应用与故障诊断[M].中国电力出版社，2008：305.

篇9

关键词：地铁 信号系统 电源屏 UPS

中图分类号：U23 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（b）-0130-01

地铁信号系统是一个集行车指挥和列车运行控制为一体的重要机电系统，为了确保控制设备正常工作，系统的电源配置也应与整个系统相适应。信号系统的电源设备包括信号电源屏、UPS（不间断电源）和蓄电池等，本文就正线信号设备集中站电源系统进行分析。

1 电源屏

1.1 原理

二号线电源屏采用鼎汉PZG系列信号智能电源屏，两路三相四线制外部电源经过防雷单元后进入输入切换单元，再经过一级防雷通过UPS，经UPS稳压处理变成纯净的交流电源再送到电源屏各交、直流模块，模块的输出进入交直流配电单元，交流模块通过隔离变压器隔离后给信号设备供电，直流模块内部高频隔离后输出给信号设备。

2 UPS

2.1 UPS的工作原理

二号线采用的是艾默生UPS。联锁集中站两路外部输入采用三相四线制，电源经信号电源屏的自动切换装置后提供给UPS。电源屏与UPS监测单元采用RS485/RS232串行接口通过屏蔽通信电缆连接，市电供电在220 V+15%（-20%）（即176～253 V）时，UPS认为电网电压基本正常，交流电通过工频变压器直接输送给负载；市电在176～253 V之间时，逆变器正常工作的同时还给电池充电，一旦市电异常，经电池逆变给负载供电。转换时间小于0.15 s，不会影响设备的正常工作。

市电正常供电时，交流输入经AC/DC整流器转换成直流，一方面给蓄电池充电；另一方面给逆变器供电，逆变器自始至终都处于工作状态，将直流电压经DC/AC逆变器逆变成交流电压给用电设备供电。当市电中断或不能满足UPS的输入要求时，UPS的输入AC/DC整流器将关闭，蓄电池将以无切换时间的方式向逆变器供电。当市电重新恢复供电时，蓄电池便停止向逆变器供电，此时机内充电器向蓄电池组补充消耗的电能，以备再次使用。

当市电存在且在UPS输入允许范围内时，由于DC/AC逆变器发生故障或负载功率大于逆变器输出额定功率时，为保证负载仍能正常工作，静态开关切换到旁路供电状态。当逆变器恢复正常或负载功率降到逆变器输出额定功率之内时，输出静态开关将自动由旁路供电切换到逆变供电状态。（如图1所示）

2.2 UPS的四种工作模式

2.2.1 市电逆变供电模式

当输入市电和输出负载在正常范围内时，负载所需的电源由市电通过整流器整流变成直流、再经逆变器变成交流输出提供给负载，同时内置充电器对电池模块进行充电。

2.2.2 旁路供电模

UPS运行中出现输出过载、故障等情况时，负载所需的电源由市电输入直接经旁路提供；同时内置充电器对电池充电。若出现市电断电或市电电压超出范围（120～253 Vac），UPS将不能为负载提供电源。

2.2.3 电池逆变工作模式

当主路市电掉电或不正常时，系统自动无间断地切换到电池工作模式，由电池逆变出用户所需的三相四线交流电源向负载供电。市电恢复后系统自动无间断地恢复到正常工作模式。

2.2.4 ECO模式

在ECO模式下，当旁路电压在220 Vac±10%、频率在50±2 Hz范围内时，负载由旁路供电。

2.3 不停电检修维护

需要对UPS电源及电池等进行全面检修或设备故障需维修时，可以通过闭合维护开关Q3BP，将负载转向维修旁路直接供电，以实现对UPS不停电维护。维修需要断开UPS内部的主路、旁路输入电源和电池输入开关以及输出开关，实现UPS内部不带电而对负载仍然维持供电的维修工作模式。

3 结语

西安地铁二号线自开通以来，经过两年的运营时间证明电源系统配置非常稳定可靠，此配置未发生过一次电源故障，为信号设备提供了可靠的不间断电源，保障了电气设备的良好工作状态。

参考文献

[1] 西安地铁2号线智能电源屏采购合同[R].西安地下铁道有限责任公司，2007.

篇10

关键词：变频器；DC-BANK系统；抗晃电

中图分类号：TM92 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（a）-0000-00

变频器以其高效率，高功率因数，以及优异的调速和启制动性，在工业生产中的应用越来越普及。因为各种各样的因素，晃电现象时有发生，而变频器应对晃电能力较差。当发生晃电时，变频器将启动保护功能，停止运行，造成非计划停车。通过对变频器增加直流支撑系统DC-BANK进行改造，增加其抗晃电能力，能很好的抑制因电网晃电而导致系统非计划停车带来的损失。

1 晃电现象对变频器的影响

晃电是指电网电压暂时跌落或者消失，而在很短的时间内（一般为几秒之内），电源电压又恢复正常的现象。其产生的原因可分为内因及外因：

（1）内因：系统本身接有大功率电动机、整流器、电弧炉之类单相负荷等干扰性负荷，对电网产出负面影响，如无功冲击，谐波，负序等。这些影响可能会通过公共连接点涉及到其他终端用户。

（2）外因：外力破坏、雷电、树枝影响以及配电设备故障、线路切换、电容器投切等均由可能干扰系统，造成电压波动甚至断电，严重时会影响相邻线路，造成有害影响的蔓延。对于10kV线路，其特点是面广，用户分布点多，易产生过电流或短路故障，发生故障后，在线路继电保护作用下，发生故障的回路被切除。在故障发生到故障切除期间，其他回路电压会暂降，导致晃电现象的发生。

大部分变频器都具有失压、过压和瞬间断电的保护功能。在变频器断电或失压后，一般的变频器仍会工作一段时间，若断电或失压的时间大于此工作时间，变频器将启动保护功能，停止运行，造成非计划停车。

2 DC-BANK系统

长期以来，在连续性较强的工艺生产中，当电网发生晃电（甚至毫秒级的断电）等供电故障时，均有可能使电机驱动的动力设备受到较大的扰动甚至停机。造成连续性生产中断，设备损坏，产生大量的次品、废品，造成严重的经济损失。

为解决电动机因电网晃电引发的工艺、设备问题，就出现了用于电动机负载的p输出电压和输出频率可变的交流不间断电源DC-BANK。DC-BANK即直流不间断电源，是在交流电网晃电或断电时静态开关开通及时为变频器提供稳定、持续、不间断的直流电源设备，在交直流电源之间达到无扰动切换，保证了变频器继续运行并驱动电动机。DC-BANK是低压电机群专用不间断电源系统，特别适用于多负载连续生产的化纤钢铁，石油化工，玻璃等行业。DC-BANK可有效的解决电网晃电对变频器带来的影响，同时还具备可靠性高，利用效率高等优点。DC-BANK相对于同样应用广泛的UPS，具备以下优点：

（1）UPS因系统复杂，可靠性差，没有标准化等问题，导致维护难度较大；DC-BANK与变频器通常采用的是并联连接形式，系统采用框架式结构，可靠性高，维护起来相对方便。

（2）UPS可靠性不高，需要设计复杂的配置方式提高其可靠性；得益于 DC-BANK与变频器的并联连接形式，使得每个负载的电源保护都相对独立，通过DC-BANK对直流母线供电，就使得变频器在原有的基础上增加了一路直流备用供电，因而具有更高的可靠性。

（3）UPS在带电机类感性负载时，需要5～7倍电机额定容量，且治理谐波电流需要增加有源或无源滤波器；DC-BANK则需要相对较小的电机额定容量（通常为1.1倍）。

（4）DC-BANK系统较UPS具备更高的外壳防护等级，能适应更加恶劣的工业现场环境。

3 DC-BANK系统工作原理

DC-BANK系统主要由充电器、储能单元、检测单元和执行单元等组成。DC-BANK系统工作原理简图1和图2所示。DC-BANK系统基于变频器的系统组织架构。主回路供电在市电正常情况下，经交流配电系统、变频器、电动机受电端，使得电机带动各种电气设备运行。此时DC-BANK系统仅作为变频器的在线备用电源。当电网出现波动时，系统在检测单元和执行单元协同作用下，DC-BANK自动切入变频器的直流母线，保证电机在直流电源的支撑下不间断运行。当市电恢复正常供电，系统在检测单元和执行单元协同作用下，迅速切断DC-BANK，变频器此后恢复为市电供电，蓄电池转为自动维护状态。

4 对丹佛斯FC302系列变频器抗晃电应用探讨

丹佛斯FC302系列变频器虽然具备能量储备功能，在发生掉电时可以使用动能产生的功率控制减速，但在电网长时间掉电情况下，仍需要DC-BANK直流支蜗低忱次持变频器的供电，从而保证液体泵的持续运行。如下图所示，主回路供电在市电正常情况下，DC-BANK系统仅作为变频器的在线备用电源，变频器的交流输入信号及变频器的运行和故障信号送到DC-BANK系统的检测单元进行实时检测。丹佛斯FC302系列变频器设有专门的负载共享端子，可接至DC-BANK系统的执行单元。当电网发生晃电现象时，通过DC-BANK系统的检测单元检测到的掉电信号，通过执行单元将DC-BANK系统自动切入变频器的直流母线，从而维持变频器的持续运行。

5 结语

DC-BANK系统目前已在石化、化纤和煤化行业的部分大中型传动系统中成功应用。采用DC-BANK不间断电源系统是不间断供电的一种新的解决方案。在开关类稳压电源，变频器电动机驱动系统，电子镇流器照明系统有很好的技术经济表现。在实际生产过程中，晃电现象是很难避免的，采用直流支撑方法为一次性投资，在晃电现象比较频繁的用电场合，可有效弥补晃电给生产带来的损失，有效稳定系统的正常运行，系统长期运行会产生明显的经济效益。

参考文献：

[1]林贤文.电源“晃电”对变频器调速的影响与对策[J].电气时代，2004（07）.

[2]王兆安，刘进军.电力电子技术第5版.机械工业出版社，2010（09）.