淺談UPS電源的使用與維護

2019-11-03 09:56:18

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供稿：網友

徐濟仁　陳家松　　目前我國引進的UPS電源品種不少，這些UPS電源的工作原理、具體線路設計都不盡相同。特別是有的廠家為了商業上的需要，常常將有關組件型號的標志抹掉，給使用和維護UPS電源帶來一定的困難。盡管如此，對于常用的UPS電源，仍可找到使用規則的一些共性。本文對正確使用和維護UPS電源提供一些參考意見。

　　1　關于后備式UPS的維護

　　1.1　在后備式UPS不間斷電源設計中，為降低生產成本，它在市電供電和逆變器供電時都使用同一主電源變壓器。該類型UPS電源處于逆變器供電時，其交流輸出火線和零線的位置是固定不變的，用戶無法改變其相互順序。又由于這種UPS電源的市電輸入端的零線就是UPS電源控制線路的地線。所以，用戶在使用這種UPS電源時，務必遵守廠家產品說明書中的有關規定。

　　1.2　對于后備式UPS不間斷電源來說，當它處于由市電供電的后備工作狀態時，雖然它具有抗干擾自動穩壓功能，但不具備輸出短路自動保護功能（一般用交流輸入熔斷器來實現限流）。因此，對這種類型UPS的用戶來說，不得隨意加大交流輸入回路中熔斷器的容量。只有當這種電源處于逆變器供電狀態時，它才同時具有自動穩壓和輸出短路自動保護功能。

　　1.3　在后備式方波輸出的UPS電源的控制線路中，沒有精確調整其方波工作頻率的技術手段。因此，當這種電源處于逆變器供電狀態時，它的方波工作頻率很可能會大大偏離50Hz。此外，對于方波輸出的UPS電源而言，當它處于逆變器供電時，不宜長期空載運行。

　　1.4　一般的后備式UPS電源都為用戶設置如下電位器來調整其工作點：

　　（1）調整市電供電一逆變器供電工作轉換電壓的大小；

　　（2）調整逆變器交流輸出電壓的大小；

　　（3）調整電池充電回路的充電電壓的大小。

　　順便指出：在線式UPS電源通常只為用戶提供一個調整UPS電源交流輸出電壓大小的電位器，具體請參考有關的產品說明書。一般情況下，用戶不要調整機內的其他電位器，否則造成UPS電源控制線路失調，機器將無法正常工作。

　　1.5　方波輸出的后備式UPS電源，其市電供電逆變器供電的轉換時間約4-9ms。這種UPS電源不能百分之百地保證對負載的可靠供電，如偶然出現一次故障使計算機的工作程序中斷和破壞，即計算機產生“自檢”操作并不意味著出現了故障。因此，方波輸出的UPS電源不宜用于計算機網絡的供電系統中。這里需要補充說明的是：采用雙向晶閘管作為靜態開關的后備式UPS電源，其市電供電一逆變器供電的轉換時間很短，僅為微秒數量級。

　　2　UPS電源使用的其他注意事項

　　2.1對于絕大多數UPS電源來說，當它們處于逆變器供電狀態時，一般要求它的負載特性為純電阻或電容性。當負載為電容性時，其功率因數要求大于0.8。因此，對于那些帶電感性負載的用戶來說，應注意調整其總的負載電抗，盡可能地滿足功率因數大于0.9的條件。否則，UPS電源實際可承擔的負載功率將有所下降。廠家建議：UPS電源的最大啟動負載最好控制在額定輸出功率的80％以內。對于正弦波輸出的UPS電源而言，當其負載小于額定輸出功率的30％時，它的輸出波形失真系數會稍有增大。實踐證明：對于絕大多數UPS電源而言，將其負載控制在額定輸出功率的30％-60％范圍以內是最佳工作狀態。因此，那些對交流輸入波形有所要求的用戶應該注意這點。

　　2.2　目前市售的絕大多數UPS電源都具有抗干擾自動穩壓功能。一般沒有必要再外加抗干擾交流穩壓器。如果用戶一定要用交流穩壓器的話，可以將交流穩壓器用作UPS電源的輸入級。

　　2.3　選購長延時UPS電源時，為保證蓄電池能得到高效利用，應選用具有改進型的恒流充電特性的充電器。如果使用一般的截止型恒壓充電器，必將導致蓄電池性能迅速惡化。對于長延時UPS電源而言，往往蓄電池組的成本超過主機成本，所以用戶應該注意到這點。

　　2.4　在市電停電期間，若用戶使用小型柴油發電機供電，由于柴油發電機的內阻比市電網內阻大得多，有可有導致后備式UPS電源的交流穩壓線路的輸出電壓值有較大差異。遇到這種情況，用戶應重新調整UPS電源的交流穩壓工作點。

　　2.5　長延時UPS電源中，若選用方波輸出UPS電源作主機，會導致計算機硬件故障率增大。原則上講，在長延時UPS電源系統中應選用正弦波輸出的UPS電源作主機。

　　3　UPS電源中蓄電池的維護

　　所有UPS蓄電池實際可用容量與蓄電池放電電流大小、蓄電池的環境工作溫度、貯存時間的長短及負荷特性（電阻性、電感性、電容性）密切相關。如果不能正確地使用UPS電源，往往會造成蓄電池實際可用容量遠小于額定標稱容量。為此，用戶在使用蓄電池時需注意以下各點：

　　（1）蓄電池過度放電和蓄電池長時間的開路閑置不用，都會使得蓄電池內部產生大量的硫酸鉛，并被吸附到蓄電池陰極上，形成所謂的陰極“硫酸鹽化”。結果是造成電池內阻增大，蓄電池的可充放電性能變壞。目前常用的M型密封式鉛酸蓄電池的使用壽命大約為3-5年。

　　（2）對于大多數UPS電源來說，當蓄電池每次放電完后，可利用內部充電回路進行浮充。為保證蓄電池重新置于飽和充電狀態，一般需要充電時間為10-12h。充電時間不夠會使蓄電池處于充電不充分狀態，蓄電池實際可供使用的容量遠遠低于標稱容量。在市電電壓低于200V時，部分UPS電源已不能利用其內部充電回路對蓄電池進行飽和充電了。

　　（3）有的用戶采用降低UPS電源的實際負載功率或增大蓄電池容量的辦法來延長UPS電源蓄電池的放電時間。

　　（4）當UPS電源的蓄電池在使用中遇到下述情況之一時，要想恢復蓄電池的可充放電特性，應采用均衡充電的辦法來解決。所謂均衡充電是把每個蓄電池單元并聯起來，用統一的充電電壓進行充電。需要對蓄電池進行均衡充電的情況有：

　　a.過量放電使得蓄電池的端民壓低于蓄電池所允許的放電終了電壓。對于12V的M型鉛酸蓄電池而言，其放電終了電壓為1.5V左右；

　　b.UPS電源蓄電池組中，各電池單元之間的端電壓差別超過1V左右；

　　c.長期靜置不用的電池（包括新購蓄電池）；

　　d.重新更換了電解液的蓄電池。

　　對于Np6-12型密封式鉛酸電池，其均衡充電電壓為14V左右，最大允許的均衡充電電流小于1.5A；對于LCL12 V24 P型密封式鉛酸電池，其均衡充電電壓為14V左右，最大允許的均衡充電電流小于8A。目前市售的功率為24Kw以下的UPS電源中，蓄電池組的浮充電源大都控制在1A之內。

　　（5）為保證蓄電池具有良好的充放電特性，長期閑置不用的UPS電源（UPS電源停機10天以上），在重新開機使用之前，最好先不要加負載，讓UPS電源利用機內的充電回路對蓄電池浮充10-12h后再用。對于使用后備式UPS電源的用戶來說，若UPS電源長期工作在后備工作狀態，建議每隔一個月，讓UPS電源處于逆變器狀態工作至少2-3分鐘，以便激活電池。

摘自《通信電源技術》2002.1

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