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UPS不间断电源的使用与维护

1 概述

不间断电源UPS(UninterruptiblePower Supply)是与电力变流器构成的保证供电连续性的静止型交流不间断电源设备。UPS具有输出电压、频率稳定供电不间断抗干扰三大功能,不但可以保证不间断供电,还可以提高供电质量。此外,UPS还具有系统自动诊断、自保护、声光报警等高智能化功能。UPS按输入输出方式可以分为:单相输入、单相输出;三相输入、单相输出;三相输入、三相输出。

UPS不间断电源供电系统的基本结构是一套将交流电变为直流电的整流充电装置和一套把直流电再度转变为交流电的PWM逆变器。蓄电池在交流电正常供电时储存能量,此时它一直维持在一个正常的充电电压上。一旦市电供电中断时,蓄电池立即对逆变器供电以保证UPS电源交流输出电压供电的连续性。

每套COMET 3000UPS由4个柜组成:UPS主机柜蓄电池柜旁路隔离变压器柜输入输出电源柜。主输入为交流380V,双电源供电,ATS双电源自动切换,设有内外两路检修旁路开关,UPS主机可以离线检修,并且各开关之间设有机械锁定,防止误操作

 

2 UPS系统模块特性及功能描述                                                                    

2.1 整流器

    它将主交流电源的三相电压转换为持续稳定的直流电压,它使用三相6脉冲全控晶闸管桥,向逆变器提供满负载电流,并向电池组提供最大再充电电流。

2.2 逆变器

    它将来自整流器和电池组的直流电压转换为幅值和频率均相等的交流电压。工作原理是通过一个震荡芯片或者特定的控制电路,控制输出50Hz震荡信号,然后这个信号通过放大,推动晶闸管不断开关,这样直流电输入之后,经过晶闸管的开关动作,就形成一定的交流特性,经过修正电路的修正,就可以得到类似电网上的交流正弦波。

2.3 电池组

由32节12伏100安时电池串联组成,电池充电控制逻辑电路被整合于整流器的控制板内部,当电池组部分或完全放电后,依据标准进行充电,充电完成后,它也会保持浮充以补偿自动放电的损耗。

2.4 静态旁路

用于在逆变器及主交流电源间无间断的切换负载。

2.5 手动旁路

用于将负载切换到旁路,在维护和出现严重故障的情况下,直接由主交流电源向负载供电。

2.6 静态开关

是一种无触点开关,是用两个可控硅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到另一路的自动切换,并机型开关主要用于并联逆变器与市电。静态开关的主要作用是实现逆变器与电源旁路的有条件切换。UPS在正常运行情况下是由逆变器产生的交流电给负载供电,但因IGBT的过载能力有限,而UPS不能像一般负载那样一旦过载就保护断电,通常是在较大过载发生时将负载从逆变器切换到旁路市电上供电,使过载部分的电路开关跳闸断电以保护其他负载能继续工作。

2.7 显示

1)UPS显示操作控制由微处理器实现人工、自动和远程等多种灵活管理方式。

2)各功能模块均有自检及告警信息显示。

3)各功能模块都有状态指示灯,指示UPS运行状态。

4)可自动储存数据和参数,供用户随时调取

3 UPS电源使用中的几点说明

UPS电源的使用须有一套严格科学的操作规程:

3.1 UPS电源的场所摆放应避免阳光直射,并留有足够的通风空间,同时,禁止在UPS输出端口接带有感性的负载。如:电动机空调等。不宜在UPS的输出端带可控硅负载、可控硅桥式整流或半波整流型负载。

3.2 使用UPS电源时,应务必遵守厂家的产品说明书有关规定,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。            

3.3 严格按照正确的开机、关机顺序进行操作,避免因负载突然加上或突然减载时,UPS电源的电压输出波动大,而使UPS电源无法正常工作。对在线式UPS应注意:它不宜在电池组末接入或在电池组内阻变化很大的情况下开机运行,也不宜带负载开机或带负载关机。                              

3.4 禁止频繁地关闭和开启UPS电源,一般要求在关闭UPS电源后,至少等待 1分钟后才能开启UPS电源,否则,UPS电源可能进入“启动失败”的状态,即UPS电源进入既无市电输出,又无逆变输出的状态。

3.5 禁止超负载使用,厂家建议:UPS电源的最大启动负载最好控制在80%之内,如果超载使用,在逆变状态下,时常会击穿IGBT逆变管。对于绝大多数UPS电源而言,将其负载控制在30%~60%额定输出功率范围内是最佳工作方式。                                                            

3.6 定期对UPS电源进行维护工作:清除机内的积尘,测量蓄电池组的电压,更换不合格的电池,检查风扇运转情况及检测调节UPS的系统参数等。

4 UPS电源蓄电池组的维护保养

   作为UPS的关键部件之一,电池的寿命直接影响着UPS的可用性。如何尽可能地延长电池的使用寿命,充分利用电池的后备储能,对提高UPS的可用性起着关键作用。目前对密封式免维护蓄电池而言,它的价格比较贵,如果使用和维护不当,容易损坏。由于蓄电池故障而引起的UPS电源不能正常工作的比例大约占l/3左右。因此正确地使用和维护蓄电池,尽可能地延长蓄电池的使用寿命对UPS来说尤为重要。                                                

4.1 对在线式UPS应注意:它不宜在电池组末接入或在电池组内阻变化很大的情况下开机运行,也不宜带负载开关机。要定期对UPS电源进行维护工作:清除机内的积尘,测量蓄电池组的电压,更换不合格的电池,检查风扇运转情况及检测调节UPS的系统参数等。

4.2 蓄电池的使用要注意环境温度。蓄电池一般应在l5℃~25℃的环境中使用。温度过高蓄电池的寿命将大大缩短。对密封式免维护蓄电池来说,当环境温度超过25℃时,温度每升高l0℃,电池的使用寿命将缩短一半。温度过低,蓄电池实际可释放的容量将大大减少。

4.3 定期(6个月左右)检查UPS电源内电池组中各个电池的端电压。方法是:在充分放电后,将电池组静置30分钟(不要接通电源充电),用万用表分别测试各个电池块的电压(在测量时最好在万用表表笔两端并联上120~200欧姆的电阻作负载),电池块之间的电压差不应大于0.5v。如果大于此电压差,则说明这块电池的性能不佳,这样可能会造成这块电池容量不足,以致其提前放电终止,长期下去对电池组会有损害。如及早发现,可以人工对电压较低的电池块进行补充充电,使每块电池的电压保持在同一水平上。

4.4 为防止电池因储存老化而损坏,应每隔2~3个月人为地中断市电供电,让UPS中的蓄电池放电一段时问,以达到激活电池的目的。

5 做好UPS的防感应雷害工作

雷害主要是因雷云空对地或空对空放电所引起的一系列反应造成的。当云层放电时,附近架空电源线和通信线路因电磁感应现象会产生感应高电位脉冲。这些高电位脉冲沿着电源线或通信线进入UPS,而UPS中采用了大量CMOS集成电路模块和控制用的CPU等微电子器件,它们对雷电的电磁脉冲非常敏感,因此很容易被击坏。在UPS具备有效屏蔽和良好保护接地的前提下,一定要做好电源线和通信线(例如远端监控信号线)的防雷过压保护。

总之,在使用UPS电源时,多加保养,就会避免许多人为因素故障,增加UPS电源的使用寿命。


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