UPS电源系统及其日常维护要求

UPS电源系统及其日常维护要求主讲人:王亮 前言 UPS原本是一种使用范围很广泛的保障电力供应的设备，而在近几年来已经转化为以保护各类计算机系统为主要用途的设备，UPS在IT行业发挥着越来越重要的作用，被人们誉为计算机信息的保护神。在世界迈进信息时代之后，信息的安全问题已经被人们广泛关注，因此，在这种时代背景中，UPS的发展趋势引起业界的高度重视就是顺理成章的事了。 摘要 本节课主要介绍UPS电源系统的基本组成，原理及功能，重点介绍各程控局ERP机房UPS系统的运行及相关注意事项。 UPS的定义 UPS是英文Uninterruptible Power Supply 的缩写。也叫不间断电源，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。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。 UPS的功能 当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向蓄电池组充电；当市电中断( 事故停电）时， UPS 立即将电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。 UPS的分类：后备式、在线互动式、在线式 后备式UPS：在市电正常时对市电进行稳压，逆变器不工作，处于等待状态。当市网电压异常时，UPS会迅速切换到逆变状态，将电池电能逆变为交流电并对负载继续供电，因此后备式UPS电源在转为逆变工作时会有一段转换时间，一般小于10MS，这种UPS抗干扰能力较差，线路简单，价格便宜，适用于办公室、家庭等要求不高的终端设备 UPS的分类 在线互动式UPS：即是充电器又是逆变器故称双变换式，在线互动式是指在输入市电正常时，即电源的逆变器处于反向工作状态给电池充电，在市电发生波动时，立即投入到逆变工作，将电池组电源转换为交流电输出，因此在线互动式UPS电源也有一定的转换时间，同后备式相比，在线互动式的保护能力较强，逆变输出电压波形较好，一般为正弦波。这种UPS电源带有软件功能，可以很方便地进行远程控制和智能化管理，适合于服务器和小型机。 UPS的分类 在线式UPS：逆变器始终工作，在线式UPS电源在开机后始终处于工作状态，当市电正常时，由UPS 的充电器向蓄电池充电并将直流电转换为交流电，而不是由市电直接供给设备；当市电发生异常时，UPS转换到电池供电时没有时间上的中断即“0”中断。这种UPS电源具有很强的软件管理能力，适合于工作站网络设备等要求高的部门和地方。 滤 波 整 流 器 逆 变 器 开 关充 电 器 蓄 电 池 输 出市 电 市 电 正 常 电 池 工 作 旁 路 工 作旁 路在 线 式 UPS工 作 原 理 UPS的组成：整流器、蓄电池、逆变器、静态开关 整流器： 整流器是一个整流装置，简单的说就是将交流（AC）转化为直流（DC）的装置。它有两个主要功能：第一，将交流电（AC）变成直流电(DC)，经滤波后供给负载，或者供给逆变器；第二，给蓄电池提供充电电压。 因此，它同时又起到一个充电器的作用 UPS的组成 蓄电池： 蓄电池是UPS用来作为储存电能的装置，它由若干个电池串联而成，其容量大小决定了其维持放电（供电）的时间。其主要功能是：1、当市电正常时，将电能转换成化学能储存在电池内部。2、当市电故障时，将化学能转换成电能提供给逆变器或负载； UPS的组成 逆变器：市电正常时，逆变器起稳定电压的作用，当市电掉电时，则由逆变器向负载供电 静态开关：当逆变器过载或发生故障时，逆变器停止输出，静态开关自动转换到旁路工作状态，由市电直接向负载供电 程控局整流模块 整流模块，也叫高频开关模块，作用是将交流电转换为直流电；并为蓄电池充电。 本身具有可根据市电的变化控制输出幅度的功能，从而当市电发生变化时（该变化应满足系统要求），输出幅度基本不变的整流电压。 程控局蓄电池组 24块单体蓄电池 输出电压48V 总容量2000VA 齐矿局逆变器运行方式 电流转换装置，可以将直流电转换为交流电 10KVA与6KVA并行 东矿局UPS逆变运行方式 两台6KVA逆变器并行 一台连接市电和蓄电池组 另一台只连接蓄电池组 眼矿局逆变器运行方式 两台6KVA逆变器并行 一台连接市电和蓄电池组 另一台只连接蓄电池组 6KVA逆变器显示界面 10KVA逆变器显示界面 10KVA逆变器显示界面 LED显示屏；开机键；关机键；上方向：显示向上滚动，参数设置时，增加参数值；下方向：显示向下滚动，参数设置时，减小参数值；左上方向键：返回上一页功能；左下方向键：确认操作功能 10KVA逆变器指示灯 LINE: 市电指示灯，灯亮处于工作状态 INVERTER: 逆变指示灯，灯亮处于工作状态 BYPASS: 旁路指示灯，灯亮处于工作状态 BAT.LOW: 电池欠压指示灯，灯亮欠电压 OVERLOAD: 过载指示灯，灯亮过载 FAULT: 故障指示灯，灯亮故障 DXB19-10KVA-E型逆变器输入特性： 电压范围：220V25%（165V275V） 频率范围：50HZ5%(47.552.5) 相数：单相三线 直流电压：42V 60V DXB19-10KVA-E型逆变器输出特性： 功率：10000VA 电压：220V2%（215.6224.4） 频率：50HZ0.5%（49.7550.25） 切换时间：0ms 输出方式：接线排 DXB19-10KVA-E型逆变器其它特性： 输入输出隔离功能：采用高频变压器完全隔离 直流逆变效率：80% 报警功能：市电异常，逆变器故障 音频噪声：60dB 保护功能：直流欠压保护、过载保护、短路保护、过温保护 工作温度：040 重量：175KG 影响UPS运行的几种市电问题 1、电涌：指输出电压有效值高于额定值110，而且持续时间达一个或数个周期。电涌主要是由于在电网上连接的大型电气设备关机时，电网因突然卸载而产生的高压。 2、电压下陷：指市电电压有效值介于额定值的80至85之间的低压状态，并且持续时间达一个到数个周期。大型设备开机，大型电动机启动，或大型电力变压器接入都可能造成这种问题。 影响UPS运行的几种市电问题 3、频率偏移：指市电频率的变化超过3Hz以上。这主要由应急发电机的不稳定运行，或由频率不稳定的电源供电所造成。 4、高压尖脉冲 ：指峰值达6000v，持续时间从万分之一秒至二分之一周期（10ms）的电压。这主要由于雷击、电弧放电、静态放电或大型电气设备的开关操作而产生。 影响UPS运行的几种市电问题 5、持续低电压 ：指市电电压有效值低于额定值，并且持续较长时间。其产生原因包括：大型设备启动和应用、主电力线切换、启动大型电动机、线路过载。 UPS使用中注意事项 1、要为UPS的运行提供较好的使用环境，在可能的情况下，尽量避免灰尘、油烟等侵入UPS。以减少UPS因使用环境差而造成的故障。 2、在开关UPS时，要按照开关机的顺序来操作，即开机时为市电开，UPS开，负载开，关机时为负载关，UPS关，市电关。不要频繁开启UPS。UPS开启间隔应该保持在5分钟以上。 UPS使用中注意事项 3、对输入UPS的市电电池输出负载，各回路中所使用的空气开关、闸刀开关、插座、接线等要确保接触良好。如出现打火现象，要及时处理或更换。 4、UPS的输出不允许接感性负载(如空调、电动机、电钻等)，尽量不要满载，甚至过载下运行。如果出现过载告警，要立即卸掉部分负载。 UPS使用中注意事项 5、满载会影响UPS寿命。要按照UPS的额定功率的50%80%来考虑负载的接入情况。过度轻载也不正确，一是浪费能源、资源，另外，过度轻载也会影响UPS寿命。 6、定期2-3个月清扫UPS的进风孔，在机壳外用毛刷，对前面板的横条形进风孔和侧板小圆孔进行清扫，以利通风散热，保证UPS工作稳定。 UPS使用中注意事项 7、UPS的防磁能力也不是很好。所以不应把强磁性物体放在UPS上，否则会导致UPS工作不正常或损坏机器。 蓄电池的日常维护 1定期检查蓄电池的状态，保持蓄电池室和电池容器、支架、外壳清洁。定期检查电池串联接线端子，使之接触良好，防止电流放电时产生打火和压降增大现象。 2、假若UPS在运行23个月期间很少发生停电或没有停电现象，则应实行核对性放电，将市电人为断开，放出电池容量的30%40%，然后再接入市电正常运行。 蓄电池的日常维护 3、电池使用环境要求温度在0 到40 之间，避免阳光直射并且保持清洁。一般在室温条件下，正常使用时密封免维护铅酸电池的浮充使用寿命为35年。 UPS使用中注意事项 4、用万用表测量电池的端电压，蓄电池在有市电的情况下，市电通过整流模块对电池进行浮充，被测电池的端电压高于12V。所以一般要断开市电通过电池逆变来测量电池的端电压，最低不能低于10.5V.不足10.5V的电池即为欠压或已经失效的电池。若这种电池在经过充电或激活充电后端电压仍达不到12V,即为失效电池。 结束语 再好的设备也有寿命，也会出现各类故障，但维护工作做的好可以延长寿命，减少故障的发生，这和人的寿命长短、生老病死是一样的道理。不要因为高智能、免维护而忽略了本应进行的维护工作，预防在任何时候都是安全运行的重要保障。 思考题 1、画出各自程控局UPS系统的连接方式。 2、如何做好UPS系统的日常维护工作。 3、当蓄电池即将耗尽时，如何将发电机接入UPS系统。 谢谢大家！