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不间断电源的设计与应用
发布时间:2022年07月25日 08:05          来源:     阅读数:14167

UPS电源是不间断电源(uninterruptible power system)的英文简称,是能够提供持续、稳定、不间断的电源供应的重要外部设备。UPS电源顾名思义,它就是一台这样的机器,它在市电停止供应的时候,能保持一段供电时间,使人们有时间存盘,再从容地关闭机器。

使用UPS不仅能够提供连续的电源,而且还能够稳定交流电压、滤除杂波(电源污染)等。UPS 正越来越广泛的应用到国民经济的各个领域,如银行、证券交易所,等金融管理系统,通信、航空、航天、工业制动化、气象、电视、广播等要求高度稳定的领域,商业领域、办公制动化以及家庭也已较多地使用。

本文主要阐述UPS电源的分类、作用、结构组成、工作原理、在我台播控机房的使用情况以及日常维护和检修中的注意事项。

1 UPS电源简介

UPS电源是一种含有储能装置,以逆变器为主要组成部分的稳压、稳频的不间断输出电源。当市电正常时,UPS将市电稳压或稳压、稳频后供负载使用,同时向机内电池充电,把能量储存在蓄电池中;当市电中断时(异常时),UPS立即在4-10毫秒内或“零”中断时间内将蓄电池的电源通过逆变转换的方式向负载继续供应电力,使负载维持正常的工作,以便保存资料并保护负载的软硬件不受损坏。从原理上来说,UPS是一种集数字和模拟电路,自动控制逆变器与免维护贮能装置于一体的电力电子设备。

随着计算机技术的发展,UPS正在向智能化的方向发展,借助于现代计算机技术,充分利用硬件和软件的各自特点,智能化的UPS不仅能够完成普通UPS所能完成的全部工作,还能对运行中的UPS进行监测。随时将采样的状态信息送入计算机进行处理,一方面获取UPS运行的有关参数,另一方面监视电路中各部分的状态,从中分析电路中的工作是否正常。当UPS发生故障时,根据监视结果,进行故障诊断,指出故障的部位,给出处理方法。

  从功能上来说,UPS电源可以在市电出现异常时,有效地净化市电;还可以在市电突然中断时持续一定时间给电脑等设备供电,使你能有充裕的时间应付。

从用途上来说,随着信息化社会的来临,UPS广泛地应用于从信息采集、传送、处理、储存到应用的各个环节,其重要性是随着信息应用重要性的日益提高而增加的。

UPS电源主要由UPS主机及UPS电池组成,根据频率分高频机和工频机,它在机器有电工作时,就将市电交流电整流,并储存在自己的电源中,一旦停止供电,它就能提供电源,使用电设备维持一段工作时间,保持时间可能是10分钟、半小时等,延时时间一般由蓄电池的容量决定。

  高可靠性不间断供电——保证动力的连续性

  电网稳压、净化功能——消除电网波动、污染

  电池管理功能 ——延长电池使用寿命

智能监控功能 ——有效解决电源维护功能

2 UPS电源的分类和工作原理

2.1 UPS电源的分类

UPS的分类方法很多,主要有以下分类方法。按工作原理分:可分为后备式、在线式和线互动式。

按结构分:可分直流UPS和交流UPS

按备用时间分:可分标准型和长效型。

按照输出容量大小划分为小容量3KVA以下,中容量3KVA~10KVA,大容量10KVA以上。

按输入/输出方式可分为三类:单相输入/单相输出、三相输入/单相输出、三相输入/三相输出。单相电是指由一根火线、一根零线和一根地线组成的供电系统;三相电是由三根火线、一根零线和一根地线组成的供电系统,其中两根火线之间的电压(即线电压)为380V,而火线与零线之间的电压(即相电压)为220V。对于用户来说,三相供电其市电配电和负载配电容易,每一相都承当一部分负载电流,因而中、大功率UPS多采用三相输入/单相输出或三相输入/三相输出的供电方式。下面将根据UPS的工作原理,对不同的UPS进行介绍。

2.1.1 后备式UPS

平时处于蓄电池充电状态,在停电时逆变器紧急切换到工作状态,将电池提供的直流电转变为稳定的交流电输出,因此后备式UPS电源也被称为离线式UPS。后备式UPS电源的优点是: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。然而这种UPS电源存在一个切换时间问题,因此不适合用在关键性的供电不能中断的场所。不过实际上这个切换时间很短,一般介于210毫秒,而计算机本身的交换式电源供应器在断电时应可维持10毫秒左右,所以个人计算机系统一般不会因为这个切换时间而出现问题。后备式UPS电源一般只能持续供电几分钟到几十分钟,主要是让您有时间备份数据,并尽快结束手头工作,其价格也较低。对不是太关键个人家庭的应用电脑,就可配小功率的后备式UPS电源。


图2.1后备式UPS

2.1.2 在线式UPS

这种UPS电源一直使其逆变器处于工作状态,它首先通过电路将外部交流电转变为直流电,再通过高质量的逆变器将直流电转换为高质量的正弦波交流电输出给计算机。在线式UPS电源在供电状况下的主要功能是稳压及防止电波干扰;在停电时则使用备用直流电源(蓄电池组)给逆变器供电。由于逆变器一直在工作,因此不存在切换时间问题,适用于对电源有严格要求的场合。在线式UPS不同于后备式的一大优点是供电持续长,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。这种在线式UPS电源比较适用于计算机、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。


图2.2在线式UPS

2.1.3 在线互动式UPS

这是一种智能化的UPS电源,所谓在线互动式UPS电源,是指在输入市电正常时,UPS电源的逆变器处于反向工作(即整流工作状态),给电池组充电;在市电异常时逆变器立刻转为逆变工作状态,将电池组电能转换为交流电输出,因此在线互动式UPS电源也有转换时间。同后备式UPS电源相比,在线互动式UPS电源的保护功能较强,逆变器输出电压波形较好,一般为正弦波,而其最大的优点是具有较强的软件功能,可以方便地上网,进行UPS电源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。这种UPS电源集中了后备式UPS电源效率高和在线式UPS电源供电质量高的优点,但其稳频特性能不是十分理想,不适合做常延时的UPS电源。


图2.3在线互动式UPS

2.2 UPS电源的结构组成

UPS电源是由一套交流+直流充电+交直流逆变装置构成。UPS电源中的蓄电池在市电正常供电时处于充电状态。一旦市电中断,蓄电池立即将储存的直流电输出给逆变器逆变成交流电供给计算机设备,保持对计算机设备供电的连续性[4]UPS电源系统主要由以下电路组成。

2.2.1交流滤波调压回路

交流滤波回路主要是对输入的交流电进行滤波净化,去掉电网中的干扰成分。并在一定范围内进行调压。

2.2.2整流充电回路

整流充电回路是将交流整流成直流,经充电电路给蓄电池充电,并向内部提供所需的直流电。

2.2.3蓄电池组电路

在中小型UPS电源中广泛应用的是M型密封电池,这是一种密封免维护电池。一般每节电池的额定电压可为2V4V6V12V,它们经串并联组成电池组在UPS电源中使用。蓄电池的规格容量用安时(Ah)表示,如12V6Ah20hR。它表明该电池的输出电压为12V,其标称容量为6Ah。这一指标是指把该电池以20h速率的条件下进行放电(放电电流为6/20=0.3A),一直放电到电池输出的终了电压为10.5V时,所测量到的总安培小时数。蓄电池是UPS电源的重要组成部分,蓄电池性能和质量的好坏直接影响到UPS电源整机的质量,它的成本占整机成本的23以上。
2.2.4
脉宽调制型(PWM)逆变器及控制电路

UPS电源中普遍地采用脉冲宽度调制技术(PWM)来实现直流转变成交流,实现直流转变成交流的电路称为逆变器。逆变器及其控制电路是UPS电源的核心电路。
对于后备式UPS电源来说,当市电电压低于170V时,此时其内部的交流稳压电路无法维持正常的220V输出,逆变器启动工作,将蓄电池中储存的直流电转变成交流电。输出波形一般为方波,也有一些UPS输出波形为正弦波。而当市电回升到180V以上时,逆变器停止工作,回到市电供电状态(稳压输出为220V)
对于在线式UPS电源来说,逆变器始终处于逆变工作状态。市电供电时,不断地将交流电整流成直流后再逆变成交流输出(输出波形为正弦波)。当市电下降到170V以下时,逆变器将蓄电池储存的直流电逆变成交流电输出。市电上升到180V时,又恢复到市电供电状态。

2.2.5检测报警保护电路

为了确保UPS电源安全可靠的工作,UPS电源必须设有完善的检测报警保护电路。一般UPS均设有过流、过压、空载保护,电池电压过低、电池极性和交流极性检测电路,指示灯和喇叭报警电路。

2.2.6智能监控及通讯电路

新型的智能UP S电源具有与计算机通讯和自动监控功能,UPS电源监控软件通过接口通讯线路随时监控UPS电源及供电线路的运行情况,记载并提示掉电情况,自动处理掉电时的数据保存与系统保护。

2.3 UPS电源工作原理

2.3.1AC-DC变换

将电网来的交流电经自耦变压器降压、全波整流、滤波变为直流电压,供给逆变电路。AC-DC输入有软启动电路,可避免开机时对电网的冲击。

2.3.2DC-AC逆变电路:

采用大功率IGBT模块全桥逆变电路,具有很大的功率富余量,在输出动态范围内输出阻抗特别小,具有快速响应特性。由于采用高频调制限流技术,及快速短路保护技术,使逆变器无论是供电电压瞬变还是负载冲击或短路,均可安全可靠地工作。

2.3.3控制驱动:

控制驱动是完成整机功能控制的核心,它除了提供检测、保护、同步以及各种开关和显示驱动信号外,还完成SPWM正弦脉宽调制的控制,由于采用静态和动态双重电压反馈。极大地改善了逆变器的动态特性和稳定性。不间断电源工作原理框图如图所示。

图2.4 UPS电源工作原理

3 UPS电源的选购

现代的广播电视机房一般都有卫星接收系统、视音频系统、非编系统、硬盘播出系统、光信号传输系统等设备。这些设备对供电都有严格的要求。另外,广大听众、观众对广播电视这一宣传媒体的要求也越来越高。提供稳定可靠的供电方式是确保不间断安全优质播出的重要条件,因此广播电视机房必须配置在线式不间断电源,即在线式UPS电源。

我局播控中心机房是一个综合性机房,结合机房各种用电设备对电源质量的要求、容量的要求、安装与空间要求以及经济预算等因素综合考虑,还要考虑UPS输出功率、输出电压波形、断电瞬时延时时间、瞬时响应特性、输出频率稳定度、波形失真系数、输出电压稳定度、安全性能、是否有完善的自动保护系统、可维护性能等诸多问题[5]。我们选择一套UPS电源提供给5套硬盘播出设备、1套字幕机、有线电视系统前端48套模拟电视节目、有线电视光纤传输系统前端的14台光发射机、16台光放大器等设备消耗功率大约4000W

总之,我们从技术性能、售后服务和产品价格3个方面进行考虑。

3.1 UPS电源容量选择

UPS电源一般是以视在功率标注其额定容量,单位是VA(伏安),而机房设备的电功率一般是以有功功率标注,单位是W()。因此,要把UPS输出的有功功率计算出来。Po=视在功率(P)x功率因数(cos~o),功率因数cos~o08计算。UPS电源所带的负载太重会影响UPS本身的使用寿命和可靠性,负载太轻不仅造成设备投资浪费,而且会使电池长期小电流放电造成深度放电,使电池受到不可修复的损害。因此UPS电源负载应当是其额定有功功率的25%~80%最为恰当。两套UPS容量具体计算如下:

播控中心机房设备的有功功率是4kW,选择UPS的额定有功功率P0的范围是:

P0=4(25%—80)=165kW

视在功率P=Pocoscp=(165)08=206.3kVA

因此选择双变换在线式10kVA UPS电源为宜。

3.2 电池容量的计算

UPS电池中,目前都采用密封免维护的铅酸蓄电池。需要配置的电池容量是由UPS电源的额定容量、输出功率因数、效率和机房所要求的延时时间确定的。计算公式如下:

电池容量AH (安时)AH=(IMxK)/放电速率(安时)

式中:K为系数,一般取值为075

IM=(c0sP×P)( n×E)

式中:PUPS容量(VA)

cosq~UPS输出功率因数;

nUPS效率;

EUPS的直流电压(V)

放电速率:

l小时 2小时 4小时 6小时 8小时

06C 035C 0195C 014C 011C

10kVA在线式UPS电源的技术参数如下:

标称功率P10kVAcosq~08; :08E192V

机房要求延时1小时,即停电1小时仍能保持正常供电,则需配置的电池容量计算如下:

IM=(08xlO000)(O8x192)=5208

AH=(5208xO75)06=651(安时)

配密封免维护电池系列中12V38AH,两组并联,每组16x12V=192V,共3212~38AH电池可以满足要求。

4 我台播控中心UPS供电时间的计算

  为保证电网停电时,也能利用UPS电源继续向计算机提供高质量供电,我们就必须得知道自己购买的UPS能维持多长时间的持续供电,确保在这段时间内能恢复市电正常供电,我们有以下公式来进行供电时间的技术:

  UPS的额定容量是指UPS的最大输出功率(电压V和电流A的乘积)。

  通常市场上所售的UPS电源,容量较小的以“W”(瓦特)为单位来标识;超过1千瓦时,用“VA”(伏安)标识,“W”与“VA”值是有区别的。这就要求我们必须区别具体情况来选择UPS。一般来讲,1千瓦以内的小容量UPS一般都用“W”表示容量,容量在1KVA500KVAUPS都用VA而不是W来表示容量。

  事实上,“W”总是小于等于“VA”。它们之间的换算关系可用如下公式计算出来:W=VA×功率因数。功率因数在01之间,它表示了负载电流做的有用功(W)的百分比。只有电热器或电灯泡等的功率因数为1。对于其他设备来说,有一部分负载没有作功。这部分电流是谐波或电抗电流,它是负载特性引起的。由于有这部分电流,所以“VA”值比“W”值大,在功率因数为1时,“W”和“VA”值相同。

  那么在我们为计算机等设备选配UPS电源时,怎样选择合适的UPS容量?若选择不当,通常会出现以下两种情况,一是容量过小,即所谓小马拉大车,很可能会造成设备的损坏;另一种情况是容量过大,造成资金的浪费。因此,正确地选择UPS的容量对网络管理人员来说是一件重要的事情。

  一般来讲,UPS在容量选择应考虑以下因素:

  实际负载情况:P=Pi/f

  即实际所有负载的总和∑Pi,再除以功率因数ff=0.6~0.8,即可得到实际负载容量P

电池供电时间计算

  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。一般计算UPS电池供电时间,可以计算出电池放电电流,然后根据电池放电曲线查出其放电时间。电池放电电流可以按以下经验公式计算:

  放电电流=UPS容量(VA)×功率因数/电池放电平均电压×效率

  如要计算实际负载放电时间,只需将UPS容量换为实际负载容量即可。

  从以上的公式6000/0.6=10000W=10KVA,山特C10KS10KVA容量的应该能维持0.5--1小时电力,如果还怕不够的话可以选容量15KVA,当然价格要比10KVA的贵一些。

如果您对以上计算稍嫌复杂,还有一个简单的方法:你要计算的话要把实际负载W转换为VA.服务器等设备一般功率因素是0.8(如果是8000W的话就是8000/0.8=10000VA)。电池包的选型,现在主流电池都是12V的不同的是"AH",也是就"安时数",一般UPS的电池要求都是12的倍数.说到这不知道你理解了没有,打个比方如果电池包是24V是话那就要用两组12V的并联(道理你应该清楚吧?)另外AH数是电池上标的,有很多种。然后我们就算每组电池的电池数,一个很简单的算法,但是并不是非常精确(电池包电压数*AH*电池个数=负载功率*延时时间)根据这个你算出电池个数来就可以了。

5 UPS电源的安装和使用

5.1 UPS电源的安装

5.1.1 UPS主机的安装

安装UPS主机时应注意的事项:

1)虽然目前大多数UPS都具有抗干扰和自动稳压功能,但市电电压的波动范围也应尽量符合UPS对输入电压变化范围的要求。

2)连接UPS的交流配电柜所使用的开关不宜选用闸刀开关或熔断式熔丝,应该采用空气开关,空气开关具有消弧功能,在负载或UPS短路时响应速度快,并有漏电保护和过热保护等功能。空气开关的容量选用应该适中,开关容量过小回造成供电中断,开关容量过大会造成在过流或负载短路时,起不到保护作用。

3)应按照厂方产品说明书中有关规定,保证UPS所接的相线、中性线、地线符合要求,不能随意改变其互相间的顺序。

4)外接蓄电池组到UPS主机的距离应适当,导线的横截面积应尽量大,以见效线路电能损耗[6]

5.1.2 UPS蓄电池的安装

安装UPS蓄电池时应注意的事项:

1)蓄电池安装前应注意检查蓄电池的外壳,确认是否有物理损坏,以便进一步确认是否会影响产品的内在质量。

2)考虑到蓄电池在充、放电时都会产生热量,蓄电池组中各个蓄电池之间应留有适当的安装间距,以便于蓄电池散热。

3)蓄电池一般应在生产后三个月之内投入使用,在安装蓄电池前,应确认蓄电池生产与安装使用之间的时间间隔,应根据蓄电池的出厂时间,确认是否需要进行充电,并逐个对蓄电池做端电压检查、容量测试和内阻测试。

4)不用品牌、不同容量的蓄电池绝对不能在同一组蓄电池组总组合使用。

5)蓄电池组不能采用新老结合的组合方式,旧蓄电池组需要更换时,应该全部更换成新蓄电池,以免由于新老蓄电池工作状态不一致而影响所有蓄电池的效能和使用寿命。

6)蓄电池的极柱在空气中会形成一层氧化膜,因此蓄电池在安装前需要用铜丝刷清刷其起柱表面,以去除极柱表面的氧化层、降低接触电阻。

7)要使蓄电池与充电装置正负极的连接线长短尽量一致。

8)蓄电池安装完毕应对安装质量、容量、内阻等进行检测,填写、整理相关的技术资料并存档,为蓄电池运行、维护和管理工作打下基础。

5.2 UPS电源的使用

正确使用UPS不但可以减少UPS发生故障的概率,而且能够有效地延长UPS使用寿命。

5.2.1 UPS初次使用时注意事项

UPS在初次使用时,必须先接入交流市电,利用UPS自身的充电电路对UPS蓄电池进行浮充电,浮充电时间最好在24小时以上,待蓄电池容量达到饱和后,方可投入正常使用。

5.2.2 UPS开关机注意事项

开关UPS时应严格按照正确的开机、关机顺序进行操作,不要频繁地关闭和开启UPS

1)开机时应先开UPS市电开关,再开启UPS本机前面面板开关,稍后让UPS充分进入工作状态,再开通负载的电源开关,不能带载开机。开机时不能将所有负载同时开启,负载的电源开关应一个一个地开启,先开冲击电流大的负载,再开冲击电流小的负载。应尽量避免突然加栽或突然减载,以免造成UPS的输出电压波动过大。

2)关机时,应先逐个关闭负载,再关闭UPS本机前面板开关,最后关闭UPS市电开关,不能带载关机。

5.2.3 UPS所带负载应适当

不能超载或长期满载使用UPS,在线式UPS的最大负载量应该控制在其标称负载量的70%80%,比如40kVAUPS80%换算成负载量32kW之后,再按最大70%80%的负载率,应按最大22.425.6kW去配置负载。当UPS处于逆变器供电状态时,一般要求UPS的负载特性为纯电阻或纯电容性,因为电感性负载的启动电流会超过额定电流的34倍,会引起UPS瞬时超载。

5.2.4 UPS蓄电池运行情况

为了使用好UPS的蓄电池,要经常巡视、检查、测试蓄电池,认真做好蓄电池的运行记录,以便随时掌握蓄电池运行情况。蓄电池的运行记录应包括:放电记录、浮充记录、均衡充电记录、环境温度记录、蓄电池出现问题的记录以及采取的措施记录等。蓄电池运行期间,每半年应检查一次连接导线接头和螺栓是否松动或被腐蚀污染,松动的螺栓必须及时拧紧,腐蚀污染的螺栓或接头应及时进行清洁处理。为了提高蓄电池有效可供使用的容量、延长蓄电池的使用寿命,不能超过蓄电池组的后备时间延长供电时间,以免损坏UPS和蓄电池,并注意蓄电池带负载放电后必须及时进行浮充电。

5.3 UPS电源的测试

测试UPS的目的主要是鉴定UPS的实际性能指标能满足使用要求,UPS的测试内容分为稳态测试和动态测试两大类。

5.3.1 稳态测试

稳态测试是在0%额定负载(空载)、50%额定负载(半载)以及100%额定负载(满载)条件下,测试输入、输出的各相电压、线电压、空载损耗、功率因数、输出电压波形、失真度及输出电压的频率等参数。

5.3.2 动态测试

动态测试主要包括以下内容:

1)突加或突减负载测试:是在负载突变时,一般选择负载由额定负载的0%100%和由额定负载的100%0%,测试UPS输出电压波形的变化,以检测UPS的动态特性和反馈回路。

2)转换特性测试:测试由UPS逆变器供电转换到市电供电、或由市电供电转换到UPS逆变器供电时的转换特性。(3)过载测试:过载测试时必须按照UPS标称性能指标进行测试。

6 UPS电源日常使用与维护中的注意事项

UPS电源系统因其智能化程度高,储能电池采用了免维护蓄电池,这虽给使用带来了许多便利,但在使用过程中还应在多方面引起注意,才能保证使用安全。

6.1 UPS电源主机在使用中的注意事项

1UPS电源主机对环境温度要求不高,+540都能正常工作,但要求室内清洁,少尘,否则灰尘加上潮湿会引起主机工作紊乱。储能蓄电池则对温度要求较高,标准使用温度为25,平时不能超过+15~+30。温度太低,会使储电池容量下降,温度每下降1,其容量下降1%。其放电容量会随温度升高而增加,但寿命降低。如果在高温下长期使用,温度每高10,电池寿命约降低一半。

2)主机中设置的参数在使用中不能随意改变。特别是对电池组的参数,会直接影响其使用寿命,但随着环境温度的改变,对浮充电压要做相应调整。通常以25为标准,环境温度每升高或降低1时,浮充电压应增加18mV(相对于12V蓄电池)。

3)在无外电靠UPS电源系统自行供电时,应避免带负载启动UPS电源,应先关断各负载,等UPS电源系统起动后再开启负载。因负载瞬间供电时会有冲击电池,多负载的冲击电流和加上所需的供电电流会造成UPS电源瞬间过载,严重时将损坏变换器。

4UPS电源系统按使用要求功率余量不大,在使用中要避免随意增加大功率的额外设备,也不允许在满负载状态下长期运行。但工作性质决定了UPS电源系统几乎是在不间断状态下运行的,增加大功率负载,即使是在基本满载状态下工作,都会造成主机出故障,严重时将损坏变换器。

5)自备发电机的输出电压,波形、频率、幅度应满UPS电源对输入电压的要求,另久发电机的功率要远大于UPS电源的额定功率,否则任一条件不满,将会造成UPS电源工作异常或损坏。

6)由于组合电池组电压很高,存在电击危险,因此装卸导电联接条、输出线时应用安全保障,工具应采用绝缘措施,特别是输出接点应有防触摸措施。

7)不论是在浮充工作状态还是在充电、放电检修测试状态,都要保证电压、电流符合规定要求。过高的电压或电流可能会造成电池的热失控或失水、电压、电流过小会造成电池亏电,这都会影响电池的使用寿命,前者的影响更大。对电池应避免大电流充放电,虽说在充电时可以接受大电流,但在实际操作中应尽量避免,否则会造成电池极板膨胀变形,使得极板活性物质脱落,电池内阻增大,温升越高,严重时将造成容量下降,寿命提前终止。

8)在任何情况下,都应防止电池短路或深度放电,因为电池的循环寿命和放电深度有关。放电深度越深、循环寿命越短。在容量试验中或是放电检修中,通常放电达到容量的30%~50%就可以了。

9UPS电源在正常使用情况下,主机的维护工作很少,主要是防尘和定期除尘。特别是气候干燥的地区,空气中的灰粒较多,机内的风机会将灰尘带入机内沉积、当遇空气潮湿时会引起主机控制紊乱造成主机工作失常,并发生不准确告警,大量灰尘也会造成器件散热不好。一般每季度应彻底清洁一次。其次就是在除尘时,检查各连接件和插接件有无松动和接触不牢的情况。

  6.2 UPS电源电池的维护

虽说储能电池组目前都采用了免维护电池,但这只是免除了以往的测比、配比、定时添加蒸馏水的工作。但外因工作状态对电池的影响并没有改变,不正常工作状态对电池造成的影响没有变,这部分的维护检修工作仍是非常重要的,UPS电源系统的大量维修检修工作主要在电池部分。

6.2.1 UPS电源电池的放电

储能电池的工作全部是在浮充状态,在这种情况下至少应每年进行一次放电。放电前应先对电池组进行均衡充电,以达全组电池的均衡。要清楚放电前电池组已存在的落后电池。放电过程中如有一只达到放电终止电压时,应停止放电,继续放电先消除落后电池后再放。核对性放电,不是首先追求放出容量的百分之多少,而是要关注发现和处理落后电池,经对落后电池处理后再作核对性放电实验。这样可防止事故,以免放电中落后电池恶化为反极电池。

6.2.2 标示电池

平时每组电池至少应有8只电池作标示电池,作为了解全电池组工作情况的参考,对标示电池应定期测量并做好记录。

6.2.3 UPS电池在日常维护中需检查的项目

日常维护中需经常检查的项目有:清洁并检测电池两端电压、温度;连接处有无松动,腐蚀现象、检测连接条压降;电池外观是否完好,有无壳变形和渗漏;极柱、安全阀周围是否有酸雾逸出;主机设备是否正常。

6.2.4 免维护电池的维护

免维护电池要维护,不是什么无稽之谈,应从广义的维护立场出发,做到运行、日常管理的周到、细致和规范性,保证设备(包括主机设备)保持良好的运行状况,从而延长使用年限;保证直流母线经常保持合格的电压和电池的放电容量;保证电池运行和人员的安全可靠。这就是电池维护的目的,也是电池运行规程中包括的内容和进行规则。

6.2.5 UPS电源电池系统的故障

UPS电池系统出现故障时,应先查明原因,分清是负载还是UPS电源系统;是主机还是电池组。虽说UPS主机有故障自检功能,但它对面而不对点,对更换配件很方便,但要维修故障点,仍需做大量的分析、检测工作。另外如自检部分发生故障,显示的故障内容则可能有误。

6.2.6 电池组的恢复和修复

当电池组中发现电压反极、压降大、压差大和酸雾泄漏现象的电池时,应及时采用相应的方法恢复和修复,对不能恢复和修复的要更换,但不能把不同容量、不同性能、不同厂家的电池联在一起,否则可能会对整组电池带来不利影响。对寿命已过期的电池组要及时更换,以免影响到主机。

我局播控中心机房的UPS电源从2002年开始使用,得益于我局技术人员对UPS电源及其蓄电池组所做的科学有效的技术维护,我局播控中心机房的UPS电源系统工作一直稳定正常。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。不要因为UPS电源系统的高智能、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UPS电源系统安全运行的重要保障。(舒城广播电视台 吴毅)

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