不間斷電源
UPS即不間斷電源，是一種含有儲(chǔ)能裝置的不間斷電源。主要用于給部分對(duì)電源穩(wěn)定性要求較高的設(shè)備，提供不間斷的電源。
當(dāng)市電輸入正常時(shí)，UPS 將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時(shí)的UPS就是一臺(tái)交流式電穩(wěn)壓器，同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電；當(dāng)市電中斷（事故停電）時(shí)， UPS 立即將電池的直流電能，通過(guò)逆變器切換轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。UPS 設(shè)備通常對(duì)電壓過(guò)高或電壓過(guò)低都能提供保護(hù)。
簡(jiǎn)介內(nèi)容
不間斷電源(UPS)是將蓄電池(多為鉛酸免維護(hù)蓄電池)與主機(jī)相連接，通過(guò)主機(jī)逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。它主要用于給單臺(tái)計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其他電力電子設(shè)備如電磁閥、壓力變送器等提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng).
不間斷電源廣泛應(yīng)用于：礦山、航天、工業(yè)、通訊、國(guó)防、醫(yī)院、計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)終端、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、應(yīng)急照明系統(tǒng)、鐵路、航運(yùn)、交通、電廠(chǎng)、變電站、核電站、消防安全報(bào)警系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)通訊系統(tǒng)、程控交換機(jī)、移動(dòng)通訊、太陽(yáng)能儲(chǔ)存能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、控制設(shè)備及其緊急保護(hù)系統(tǒng)、個(gè)人計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。
典型的UPS系統(tǒng)框圖如圖1所示，它的基本結(jié)構(gòu)是一套將交流電變?yōu)?/span>直流電的整流器和充電器，以及把直流電再變?yōu)榻涣麟姷哪孀兤?，電池在交流電正常供電時(shí)貯存能量且維持在一個(gè)正常的充電電壓上，一旦市電供電中斷時(shí)，蓄電池立即對(duì)逆變器供電以保證UPS電源交流輸出電壓。下面幾種簡(jiǎn)圖示意了UPS的各種工作情況(以在線(xiàn)式UPS電源為例)。
（1）市電在UPS所允許的范圍內(nèi)正常供電時(shí)，如圖2所示，粗線(xiàn)描繪了電源能量流向。
（2）主電源故障即市電被切斷后，電源將瞬間改由逆變器提供能量如圖3所示。
（3）當(dāng)所帶負(fù)載過(guò)大或電源內(nèi)逆變器出現(xiàn)故障時(shí)，UPS將打開(kāi)旁路由主電源直接供電，如圖4所示。
（1）單臺(tái)UPS電源能夠供給全部負(fù)載，連接圖如系統(tǒng)的原理圖，連接方法較簡(jiǎn)單。
（2）總負(fù)載功率需要二臺(tái)或更多臺(tái)UPS電源供給，如圖5所示，這種連接方式稱(chēng)作并聯(lián)無(wú)備份方式。
（3）二臺(tái)或二臺(tái)以上UPS電源其總?cè)荼蓉?fù)載總?cè)堇镆?，但該系統(tǒng)比負(fù)載總?cè)萘勘仨毝嘁慌_(tái)UPS電源的容量，任何一臺(tái)UPS電源故障時(shí)，其余仍能供給全部負(fù)載，如圖6所示。這種連接方式稱(chēng)作并聯(lián)有備份方式。
（4）整個(gè)UPS電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，市電將UPS電源脫開(kāi)，直接接通負(fù)載，且不影響UPS電源系統(tǒng)的維修，這種線(xiàn)路設(shè)計(jì)如圖7所示。
當(dāng)UPS電源系統(tǒng)無(wú)故障時(shí)，維修開(kāi)關(guān)打開(kāi)，輸入開(kāi)關(guān)、輸出開(kāi)關(guān)閉合；當(dāng)UPS電源系統(tǒng)故障時(shí)，維修開(kāi)關(guān)閉合，輸入開(kāi)關(guān)、輸出開(kāi)關(guān)打開(kāi)。這樣，保證了用電負(fù)載的正常工作，而又不影響對(duì)UPS電源系統(tǒng)故障的在線(xiàn)維修。
（1）被動(dòng)后備式UPS電源
指逆變器并聯(lián)連接在市電與負(fù)載之間僅簡(jiǎn)單地作為備用電源使用。此種UPS電源，在市電正常時(shí)，負(fù)載完全而且是直接地市電供電，逆變器不做任何電能變換，蓄電池由獨(dú)立的充電器供電；當(dāng)市電不正常時(shí)，負(fù)載完全由逆變器提供電能。
被動(dòng)后備式UPS具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格最廉等優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)用于某些非重要的負(fù)載使用，如家用計(jì)算機(jī)等。但市電斷電時(shí)，繼電器將逆變器切換至負(fù)載，切換時(shí)間較長(zhǎng)，一般需幾個(gè)毫秒的間斷，所以稍微重要的計(jì)算機(jī)設(shè)備不應(yīng)選用被動(dòng)后備式UPS電源。
（2）在線(xiàn)互動(dòng)式UPS電源
指逆變器并聯(lián)連接在市電與負(fù)載之間，起后備電源作用，同時(shí)逆變器作為充電器給蓄電池充電。通過(guò)逆變器的可逆運(yùn)行方式，與市電相互作用，因此被稱(chēng)為互動(dòng)式。此種UPS電源，在市電正常時(shí)，負(fù)載由經(jīng)改良后的市電供電，同時(shí)逆變器作為充電器給蓄電池充電，此時(shí)逆變器起AC/DC變換器的作用；而當(dāng)市電故障時(shí)，負(fù)載完全由逆變器供電，此時(shí)，逆變器起DC/AC變換器的作用。
在線(xiàn)互動(dòng)式UPS具有結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、實(shí)施方便、且易于并聯(lián)、便于維護(hù)和維修、效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、整機(jī)可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，性能滿(mǎn)足某些負(fù)載要求，特別適用于網(wǎng)絡(luò)中某些計(jì)算機(jī)設(shè)備采用分布式供電的系統(tǒng)。此種電源缺點(diǎn)是穩(wěn)壓性能不高，尤其動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度低，其次抗干擾能力不強(qiáng)，電路會(huì)產(chǎn)生諧波干擾和調(diào)制干擾。
（3）雙變換式UPS電源
指逆變器串聯(lián)連接在交流輸入與負(fù)載之間，電源通過(guò)逆變器連續(xù)地向負(fù)載供電。此種UPS電源其供電方式如下：市電正常時(shí)，市電經(jīng)過(guò)整流器、逆變器向負(fù)載供電；市電不正常時(shí)，由蓄電器經(jīng)逆變器向負(fù)載供電。
雙變換式UPS是UPS電源的主流產(chǎn)品，具有性能好、電壓穩(wěn)定度與頻率穩(wěn)定度高、功能強(qiáng)、具有熱備份連接和并聯(lián)冗余聯(lián)結(jié)的功能等優(yōu)點(diǎn)，其不足之處是當(dāng)容量少于10kVA以下，其整機(jī)效率不高，一般在85%左右
因?yàn)槠淠孀兤骱托铍姵毓ぷ鞯奶厥庑裕?span style="font-family:Arial">UPS電源的安裝和使用須有一套嚴(yán)格、科學(xué)的操作規(guī)程，才能提高工作穩(wěn)定性，減少設(shè)備故障率，真正地做到設(shè)備供電不間斷。
（1）UPS電源的安裝環(huán)境應(yīng)避免陽(yáng)光直射，并留有足夠的通風(fēng)空間，保持工作環(huán)境的溫度不高于25℃。如果工作環(huán)境溫度超過(guò)25℃，每溫升增加10℃，電池的壽命就會(huì)縮短一半左右。
（2）不宜在UPS電源的輸出端使用大功率可控硅負(fù)載、可控硅橋式整流或半波整流型負(fù)載，此類(lèi)負(fù)載易造成逆變器末級(jí)驅(qū)動(dòng)晶體管被燒毀。
（3）嚴(yán)格按照正確的開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)順序進(jìn)行操作，避免因負(fù)載突然增加或突然減少時(shí)，UPS電源的電壓輸出波動(dòng)大，從而使UPS電源無(wú)法正常工作。
（4）禁止頻繁地關(guān)閉和開(kāi)啟UPS電源，一般要求在關(guān)閉UPS電源后，至少等待30秒鐘后才能開(kāi)啟UPS電源。因?yàn)樵斐芍行⌒?/span>UPS電源高發(fā)故障的原因是：用戶(hù)頻繁的開(kāi)機(jī)或關(guān)機(jī)，UPS電源帶負(fù)載進(jìn)行逆變器供電和旁路供電切換期。
（5）實(shí)踐證明：對(duì)于絕大多數(shù)UPS電源而言，將其負(fù)載控制在50%~60%額定輸出功率范圍內(nèi)是最佳工作方式。禁止超負(fù)載使用，廠(chǎng)家建議：UPS電源的最大啟動(dòng)負(fù)載最好控制在80%之內(nèi)，如果超載使用，在逆變狀態(tài)下，時(shí)常會(huì)擊穿逆變?nèi)龢O管。不宜過(guò)度輕載運(yùn)行，這種情況容易因?yàn)殡姵胤烹婋娏鬟^(guò)小造成電池失效。
（6）定期對(duì)UPS電源進(jìn)行維護(hù)工作：觀(guān)察工作指示燈狀態(tài)、除塵，測(cè)量蓄電池電壓，更換不合格電池，檢查風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)情況及檢測(cè)調(diào)節(jié)UPS的系統(tǒng)參數(shù)等。
（7）UPS電源比較適合于帶微電容性負(fù)載，不適合于帶電感性負(fù)載，如空調(diào)、電動(dòng)機(jī)、電鉆、風(fēng)機(jī)等。如果UPS電源負(fù)載為電阻性或電感性負(fù)載時(shí)，必須酌情減小其負(fù)載量以免超載運(yùn)行
