ups不间断电源精选(九篇)

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第1篇：ups不间断电源范文

【关键词】后备式ups 在线式UPS不间断电源 蓄电池

UPS不间断电源的工作原理UPS（UNINTERRUPTEDPOWER SUPPLY）电源包括两部分，主机和蓄电池；按工作方式可分为后备式和在线式两种。后备式UPS电源在交流市电正常输入电源由整流逆变器转换为直流电源，逆变器将此直流电源或来自电池的直流电源转换为交流电通过输出配电模块。

我台许多的重要用电设备，如音频调度设备、控制桌设备，台站通信设备，网络设备、配电二次回路设备等对供电质量要求很高，不仅要求不停电，还要求电压和频率稳定且波形完好，因此不间断电源（UPS）成为我台安全播音的重要设备，所以我们不但要了解UPS，更重要的是维护好。

一、UPS的主要功能

1、双路电源之间的无间断切换

如图1所示，两路电源可通过UPS实现无间断切换。

2、隔离干扰功能

在UPS中，交流输入电压经整流后，输入逆变器，逆变器对负载供电，如图2所示，这样可将电网电压瞬时间断、电压波动、频率波动等电网干扰与负载隔离：这样既可使负载不受电网干扰和突然断电的影响，又可使电网中干扰的不影响负载。

3、电压切换功能

通过UPS，可以将输入电压变换成需要的电压，如输入380V输出可变成220V、380V、400V、415V；输入220V输出可变成220V、230V、240V。

4、频率变换功能

通过UPS，可以将输入频率变换成需要的频率，如输入50HZ输出可变成50HZ、60HZ、400HZ。

5、后备功能

UPS后备功能如图3所示。UPS中的蓄电池，贮存一定的能量，当电网断电时蓄电池通过逆变器可持续供电。后备时间可以为5、10、15、30、90min甚至更长。

二、UPS分类

根据工作特点，UPS通常分为后备式和在线式两类。

1、后备式

当外电正常时，外电经EMC滤波和抗浪涌无源滤波器后送给负载，同时充电器给蓄电池充电。市电中断后，逆变器启动，将蓄电池的直流电压转换为交流电压（即DC/AC变换）并送给负载。转换时间由继电器的机械跳动时间和逆变器的启动时间决定，一般要求在10ms以内。这种UPS的特点是线路简单，价格便宜，但由于存在切换时间，输出容易受外电波动的影响，供电质量不高，用电重要设备不宜采用。

2、在线式UPS

在线式UPS分为三端口UPS和串联在线式UPS两种。

（1）三端口UPS

三端口UPS实际上是一种铁磁谐振稳压变压器。铁心上有三个绕组：外电绕组，双向变换器绕组，输出绕组，核心部分是双向逆变器（整流逆变器）。当外电正常时，双向变换器起整流作用，保持负载的不间断用电并给蓄电池充电。当外电中断时，双向逆变器其逆变作用，将电池的直流电压转换成50HZ的交流电。这种UPS长时间后备供电不足，且输入电压范围较窄，受到一点限制我台很少采用。

（2）串联型在线式UPS

这种UPS在外电正常时，输交流电先经EMC输入滤波器滤掉外电中的干扰，再经整流滤波后，给电池组充电，同时也给逆变器供电。逆变器输出稳压稳频的交流电供给负载。外电不正常或中断时，逆变器将蓄电池提供的直流电压变换成交流电压供给负载，实现不间断供电。当逆变器输出过压、过流或UPS出现故障时，能够自动关闭，并通过静态开关不间断地转换至外电供电。

这种UPS的特点是线路复杂，保护功能和扩展功能较强，允许的外电电压和频率的范围较宽，看以满足用户的较高的要求，当然价格较高。

三、UPS基本工作原理

1、在线式UPS工作原理

在线式UPS由整流器滤波电路、逆变器、输出变压器及滤波器、静态开关、充电电路、蓄电池组和控制监测、显示告警及保护电路组成，如图4所示。在线式UPS的输出电压波形通常为标准的正玄波。

外电正常时，输入电压经整流器滤波电路后，给逆变器供电，逆变器输出经过输出变压器和输出滤波器电路将SPWM波形变换成纯正玄波。同时，整流电压经充电器给蓄电池补充能量。在这种工作状态下，外电经整流滤波器、逆变器及静态开关给负载供电，并由逆变器完成稳压和频率监测功能。

当外电出现中断、电压过低或过高时，UPS工作在后备状态，逆变器将蓄电池的电压转换成交流电压，并通过静态开关输出到负载。

外电正常但逆变器出现故障或输出过载时，UPS工作在旁路状态。静态开关切换到外电端，外电直接给负载供电。如果静态开关的转换因逆变器故障引起，UPS将发出报警信号；如果因过载引起静态开关转换，过载消失后，静态开关将重新切换到逆变器端。

控制监测、显示告警及保护电路提供逆变器、充电、静态开关转换所需的控制信号，显示各自的工作状态。UPS出现过压、过流、短路、过热时，及时报警并同时提供相应的保护。

在线式UPS中，无论外电是否正常，都有逆变器供电，所以外电故障瞬间，UPS的输出都不会间断。另外，由于在线式UPS加有输入EMC滤波器和输出滤波器，所以来自电网的干扰能得到很大的衰减；同时因逆变器具有很强的稳压功能，所以在线式UPS能给负载提供干扰小、稳压精度高的电压。因此，在线式UPS电源输出的是与外电网完全隔离的纯净的正弦波电源，大大改善了供电的品质，保护了负载安全有效的工作。

2、后备式UPS工作原理

后备式UPS原理框图如图5所示，后备式UPS与在线式UPS的差别是：没有输入整流滤波器，逆变器只由蓄电池供电，外电正常时，逆变器不工作。输出没有滤波器，输出电压波形一般为方波。外电正常时输出变压器起交流稳压的作用。

（1）外电正常时，UPS工作于外电旁路状态，转换开关切换到外电输入端，输入外电经转换开关接至输出变压器，然后共给负载。外电变化时，通过继电器改变变压器的接点，可稳定输出电压。

（2）外电出现中断、电压过高或过低时，UPS工作与后备状态。检测控制电路监测到外电故障后，启动逆变器并将转换开关切换至逆变器端，由蓄电池经逆变器给负载供电，逆变器输出波形为方波。负载变化时，逆变器通过改变输出方波的宽度实现稳压。

在后备式UPS中，外电正常时逆变器不工作，只有外电出现故障时，逆变器才启动。由于作为转换开关的继电器，需要一定的动作过程，因此转换需一段时间，一般为3～10ms。另外，后备式UPS是通过调节变压器的变化来实现稳压的，所以输出电压稳定度也比在线式UPS差。

四、UPS电源系统使用注意事项

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。

1.UPS电源主机对环境温度要求不高，+5℃～40qE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℃～+30qC。温度太低，会使储能电池容量下降，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，浮充电压增加18mV左右（相对于12V蓄电池）。

3.在断电时，应避免带负载启动UPS电源，应先关掉负载，等UPS启动后再启动负载，否则，会有负载的冲击电流和供电流，造成UPS电源瞬间过载，严重时会损坏变换器，不能让UPS经常处于满载或过载状态下运行。

4.UPS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.为确保UPS系统高效率和尽可能的延长UPS的使用寿命，一般负载功率应满足UPS额定功率的60-70%。例如我台需要不间断电源供电的设备有音频设备、通信设备、网络设备、监控设备、自台监测设备、服务器设备等重要设备，统计总功率为21KVA，因此我们选择21KVA÷70%=30KVA，考虑到设备的增加，我台选择了50KVA的UPS。

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。

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。

9.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。

五、UPS电源的日常维护与检修.

1 UPS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、当遇到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。

2.蓄电池的维护在UPS系统中，可以说蓄电池是这个系统的支柱，没有电池的UPS只能称作稳压、稳频电源。虽说蓄电池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。由于蓄电池在制造工艺上存在先天的不足；另一方面是在使用过程中缺乏必要的维护造成的，值得注意的是，许多使用单位缺乏必要的测试维护手段。根本不清楚自己系统UPS蓄电池的健康状况，为UPS系统正常工作留下隐患。要求定期测量各电池端电压，当各电池压差过大时，要进行匀充，要求定期对电池进行试探性容量测试或深度放电，以便检查电池组的性能优劣以及保持电池的活性。正常情况下，电池使用寿命为三到五年，如果发现状况不佳，则必须提早更换。更换电池时，遵循数量一致，型号一致的原则。正常时（UPS很少后备供电的前提下），电池每四到六个月充、放电一次。

3.故障指示现象如表1。

第2篇：ups不间断电源范文

【关键词】UPS；故障分析；处理

所谓的UPS，即不间断电源，是将蓄电池（多为铅酸免维护蓄电池）与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。本文就UPS不间断电源供电故障与处理进行了分析，详细研究了故障产生的原因以及提出了一些有效的处理方案，以期能为类似的供电故障与处理提供参考。

1 UPS工作原理介绍

某某IDC机房供电采用2套UPS设备并联共用1套蓄电池的结构，正常情况下，2套UPS互为备用，其中1套正常工作即可满足使用工况。UPS供电模式分为以下3种。

（1）主电源供电模式。主电源供电模式为UPS正常工作模式，在此模式下，负载由电源l经整流充电器和逆变器供电，整流充电器同时给蓄电池组浮充充电。

（2）静态旁路供电模式。电源2回路称为静态旁路，作为电源1的后备。在UPSI和UPSZ的逆变器电压输出故障时，静态开关自动导通，负载不间断切换为电源2回路供电模式。

（3）蓄电池供电模式。此种模式为应急工作模式，当电源1和电源2供电中断时，供电流程转换为蓄电池组经逆变器给负载输出电力；当2套UPS同时为蓄电池组供电模式时，将触发安装在负载开关1上的时间继电器，蓄电池组持续向外供电半小时后，时间继电器发出信号断开负载开关1，以保证负载开关2下的通信系统等设备的电力供应，以此实现负载优先级的设置。

2 故障现象及原因分析

该机房发生过2次因UPS系统供电电源中断而导致的停产事件。事件发生时，该机房电网工作正常，2套UPS均为蓄电池供电模式，负载开关处于分闸位置。

该机房的UPS为艾默生Liebert NX-120KVA型产品。在主电源正常的情况下，2套UPS同时转换为蓄电池供电模式，表明2套UPS充电器同时发生了故障，但事后检查充电器无异常，重新启动2台充电器，均可正常运行。为了彻底查清原因并解决问题，技术人员和UPS厂家工程师对产品的性能和使用工况进行了一次全面的数据收集和调研，进而确定故障的具体原因。下面介绍排查工作的具体步骤。

（1）参数设置和记录跟踪

运用TLS软件与UPS系统进行在线通信，对机组PLC模块内的基本参数设定值和在线测量数据进行检查，无异常发现。在报警记录的检查中，发现“电源2相位超限”报警频繁出现，出现频率约为每小时10次，报警状态持续时间约4～8s，在此报警产生的时间内UPS自动切换到电源2带载的功能将被禁止。又由于此报警为自动复位式报警，因此UPS系统会在此报警自动复位消失后恢复电源2的正常工作状态。

（2）波形采集及分析

用FLUKE43B电网分析仪对电源1和电源2的输入波形。电源2的输出波形以及逆变器的输出波形进行取样分析，波形分析结果无异常。

（3）局域电网结构分析

UPS电源1和电源2的供电电源均为平台电网，单台发电机工作时的电网最大输出有功功率为4000kW，日常带载量约为1600kW。平台电网具有网小但工况复杂的特点，电网内设备种类（包括变压器。马达。变频器和海缆等）相对较多，设备的突加突卸现象较频繁。对电网进行分析后，结合上面两步的分析结果，初步认定相对大功率设备的频繁启动可能是UPS“电源2相位超限”报警频繁产生的原因。

（4）故障原因确定与验证

在假定了报警原因为大功率设备频繁启动的前提下，决定在大功率设备旁进行蹲点测试，选取1台l07kW的空调制冷压缩机（星三角启动）进行实测。实测发现在压缩机每次启动时，UPS便产生“电源2相位超限”报警，报警持续4～8s，与电机启动时间相符。从而确定。电源2相位超限。报警产生原因：当平台大功率设备启动时，电源2的输人输出电压产生畸变，导致相位超限并报警。由此进一步推论，如果在短时间内有多台大功率设备先后启动，那么电源1的输人波形和电源2的输人输出波形将产生畸变，且畸变率逐渐增高，畸变持续时间增长；电源2的畸变导致“电源2相位超限”报警的自动复位时间加长；电源1的高畸变率会使整流充电器误判为输人电压异常，而使整流充电器保护性停止工作；电源1和电源2的同时故障，使负载只能切换到蓄电池带载模式，电池放电结束，DCS系统失电。这样就出现了UPS故障导致平台停产时电网工作正常的工况，且一年约一次的出现频率也与推论中的极端工况相符。

3 系统故障分析及解决办法

实际工况决定了故障不大可能从根本上杜绝，因此决定将UPS报警信号接人中控DCS系统，以便设备产生故障报警后，在状态可控前提下，通过中断报警工况来阻止事态进一步扩大。具体处理思路如图1所示。

4 技术改造方案选择及实施

4.1 方案选择

要实现上面所描述的预防控制功能，需将UPS的报警信号接人中控DCS系统，UPS机组能提供的接入方案有2种。

（1）方案1：通过UPS通信卡件端口接入中控。UPS系统，并在DCS电脑上安装UPS厂家工程师软件以实现远程在线监控。该方案优点在于能读取UPS设备的所有信息及数据；缺点在于中控DCS系统和UPS分属不同厂家，不能认证加装在DCS电脑上的UPS厂家工程师软件，这对DCS系统的稳定性有影响，DCS系统配合难度较大，风险不可控。

（2）方案2：串联UPS机组报警输出卡件上的开关触点，将各类报警综合为1对公共故障报警信号接入DCS系统。该方案接入DCS系统的为无源开关信号，DCS系统在工程设计中预留有开关信号接人功能的卡件，因此硬件接入条件满足；软件方面需在DCS系统内添加报警记录和报警输出界面，对此仅利用DCS系统自身的软件就可实现。这种施工方案简单且接人的信号不影响DCS系统的稳定性，缺点在于不能读取UPS系统详细的信息和数据。

从实际需求和改造难度综合考虑后，认为方案2改动工作操作难度小、风险可控、功能满足既定目标，更具可行性。

4.2 方案实施

方案的确定，使检修工作进人了最后的图纸设计和现场施工阶段，软硬件的配置是决定改造方案的基本条件，主要涉及以下几方面。

（1）UPS报警输出卡件上均为无源常开和常闭触点，触点电气参数为220VAC/5A，DCS系统卡件电压为24VDC，触点电气参数满足接人条件。

（2）串人的公共报警信号包括低电量关机警告、电池负载、维护配置、通用报警、逆变器负载等，功能上最大限度地涵盖了各类输出报警工况。

（3）“电池负载”报警输出点已被占用，故需加装中间继电器进行扩展。

根据以上实际条件和需要实现的功能，在原图纸中进行了改动设计，接线如图2所示。虚线为本次改动的接线，除U11～U14，U21～U24外，其余均为添加的新线，R1和R2为新添加的中间继电器。

在改动设计中，将5类报警信号串联为1对开关信号接入DCS系统。在UPS正常工作时，DCS接收到的为常闭开关信号；一旦有故障报警信号产生，串联回路就断开，DCS接收到的常闭开关信号消失，触发DCS系统产生报警信号。为保证接线改动影响UPS系统的稳定性和功能，利用UPS自身的输出电源作为中间继电器的驱动电源，整个报警回路则遵循失电安全型规则。改动中，新加中间继电器2个，涉及到接线18根，其中新加接线10根，原有接线改向8根。

改造完成后，对各种报警信号进行现场实际模拟测试，每次均能将报警信号及时传人中控DCS系统，动作及时可靠。

5 结束语

综上所述，UPS对许多行业的安全生产起到重要的作用。UPS在实际的运行中，存在着各种各样的故障问题，影响到UPS系统的稳定性和可靠性。所以，为了及时处理UPS在日常运行中出现的故障，就要提高理论知识，结合实际采取相应有效的措施处理故障，从而确保UPS的正常运行。

【参考文献】

第3篇：ups不间断电源范文

关键词：不间断UPS电源；优点；维护

一、引言

随着IT技术的迅猛发展，图像以及文字处理技术越来越多的成为计算机处理并贮存的一部分，UPS电源系统就成为这些应用系统设备中的一个不可缺少的部分。假如计算机处理系统、服务器、各种传输设备突然出现断电的意外事故，不单是数据以及程序丢失的问题，更为严重的是可能会造成计算机的硬盘阵列的损坏，以及整个通信的中断。如果这些数据的丢失或者是通信的中断，将会给我们的生活和工作造成极为严重的后果。

二、不间断UPS的基本组成

从基本应用原理上讲，UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件，稳压稳频的电源保护设备，主要由整流器、蓄电池、逆变器、静态开关等几部分组成。

（一）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：①将交流电（AC）变成直流电（DC），经过滤波后供给负载，或供给逆变器；②给蓄电池提供充电电压。

（二）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。

（三）逆变器

一般情况下逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

（四）静态开关

静态开关又称静止开关，它是一种无触点开关，是用两个可控硅（SCR）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。

三、不间断UPS电源的原理

（一）AC-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。

（二）DC-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。

（三）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。

（四）电源工作过程

当市电正常380VAC时，直流主回路有直流电压，供给DC-AC交流逆变器，输出稳定的220VAC交流电压，同时市电对电池充电。当任何时候市电欠压或突然掉电，则由电池组通过隔离二极管开关向直流回路馈送电能。从电网供电到电池供电没有切换时间。当电池能量即将耗尽时，不间断电源发出声光报警，并在电池放电下限点停止逆变器工作，长鸣告警。不间断电源还有过载保护功能，当发生超载（150%负载）时，跳到旁路状态，并在负载正常时自动返回。当发生严重超载（超过200%额定负载）时，不间断电源立即停止逆变器输出并跳到旁路状态，此时前面空气开关也可能跳闸。消除故障后，只要合上开关，重新开机即可恢复工作。为使不间断电源充分工作，避免在过载或欠载下运行，电源在开机前，首先计算负载容量。

四、不间断UPS电源的优点

（一）、UPS电源系统供电持续长，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。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。

（二）、离线式UPS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。

（三）、具有较强的软件功能，可以方便地上网，进行UPS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。

五、不间断UPS电源的维护

（一）、主机的维护

1.保持UPS主机工作环境清洁卫生，防止灰尘进入机箱造成局部电路过热，损坏元器件。并定期检查散热风扇。

2.在断电时，应避免带负载启动UPS电源，应先关掉负载，等UPS启动后再开启负载，否则会有多负载的冲击电流和供电电流造成UPS电源瞬间过载，严重时会损坏变换器。

3.在每次开机前，要首先确认UPS接线正确，检查输入市电接线的极性。这样做一是为了操作人员人身安全，二是为了避免人为损坏UPS的情况发生。

4.UPS在功率选配上要有适当的余量，不能超载，负载总容量不能大于UPS的额定功率。如为800W的负载选配UPS电源，其功率应选购1000W以上的。

5.避免频繁的开关机，最好长时间处于开机状态。

6.UPS应工作在干燥、通风、清洁的环境中，避免热源，阳光直射。

（二）、蓄电池的维护

第4篇：ups不间断电源范文

ups电源具有不会因短暂停电中断、可以稳定供应高品质电源、有效保护精密仪器的特性，还可以稳定电压，类似于生活中常用的稳压器。在它刚出现时，一般是被当作备用电源来使用，到后来随着ups电源的技术不断发展，它逐渐具备了稳压、稳频、抗电磁和射频干扰等功能，从而相当于一台交流市电稳压器，用于保护计算机的系统正常运行而不止于使得软硬件受损。

ups电源常见的有两类，一类是离线式，一类是在线式。

1、离线式的ups电源相当于一台稳压性能比较差的市电稳压器。它一般只具有改善市电电压的幅度波动的作用，对于市电电压的频率不稳以及波形畸变并没有任何改善作用，因此可以说它是一种性能比较低的设备。

2、在线式ups电源则要比离线式ups电源好得多，它可以用于市电波动不大、对供电质量要求不高的场所。重要的是在线式ups电源的运行效率更高、噪音更低，而且价格也更加便宜，它在市电中断时可以将蓄电池以逆变器方式对负载提供交流电，用起来是比较方便的。

在选择购买ups时，一般只需要考虑ups电源的功率值、ups电源的电源功率以及负载设备所需的备用时间这三个方面即可选择出适合你使用的ups电源。当然，除此之外还要重点考虑ups电源的品质，一般来说选择大牌的产品质量会更有保障，售后服务也比较好。

ups电源不间断电源：

UPS（Uninterruptible Power System ），即 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。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，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时, UPS 立即将机内电池的电能,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 的功能与作用：

UPS 是不间断电源 (Uninterruptible Power System) 的英文名称的缩写，它伴随着计算机的诞生而出现，是计算机常用的外围设备之一。实际上， UPS 是一种含有储能装置，并以逆变器为主要组成部分的恒压恒额的不间断电源。 UPS 在其发展初期，仅被视为一种备用电源。后来，由于电压浪涌、电压尖峰、电压瞬变、电压跌落、持续过压或者欠压甚至电压中断等电网质量问题，使计算机等设备的电子系统受到干扰，造成敏感元件受损、信息丢失、磁盘程序被冲掉等严重后果，引起巨大的经济损失。因此， UPS 日益受到重视，并逐渐发展成一种具备稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰、防电压浪涌等功能的电力保护系统。

第5篇：ups不间断电源范文

【关键词】煤矿安全监控；不间断供电系统；UPS

煤矿安全监控系统是煤矿安全高效生产的重要保障。煤矿安全监控系统分井下和地面两部分。井下主要是各种传感器通过矿用分站完成数据采集，实现对生产场所的安全监测与控制。地面设备是信息采集处理中心：由传输接口、监测管理软件、监控主机、备用机、打印机、监视器以及信号避雷器等组成，主要把井下上传的监测控制信息及时传输，对井下环境进行综合分析和科学判断，确保煤矿生产的安全。

监控地面中心站就是地面设备安装的要害位置，对电器设备的管理也有统一的标准。中华人民共和国安全生产行业标准AQ1029-2007中明确要求了当电网停电时，备用电源保证监控系统监控时间不小于2小时，为实现这一目标，地面中心站安装了不间断供电系统。

一、UPS对监控机房设备的重要性

对于机房中的服务器来说正常工作需要正常的电力供应，尤其是内存系统，对电源的要求更高，内存系统是一种依赖电能的存储设备，需要不断地刷新动作来保持存储内容。一旦断电，所保存的内容立即消失。如果非正常断电，导致内存中的信息来不及保存到硬盘等存储设备上，就会造成数据因完全丢失或变得不完整而失去价值，从而浪费大量的工作精力、时间、甚至造成巨大的经济损失。电脑电源是一种整流电源，过高的电压可能会造成整流器烧毁。而电压尖脉冲和暂态过电压以及电源杂讯等干扰都可能通过整流器进入主机板，影响机器的正常工作，甚至烧毁主机线路。对于机房设备而言，可靠稳定的电力供应是应当首要解决的重要问题。UPS不间断电源为机房设备提供了稳定可靠地电源，能在断电后能够提供可靠稳定的后备电源，对不稳定的电网实时监控，机房设备安全性得到了可靠保障。机房采用供电系统如下图所示：

我矿安装了不间断供电系统是由不间断电源UPS和电池供电箱组成，UPS是型号EA-DF 831000和电池型号是EAST NP120-12，是一种免维护铅酸电池单进单出在线式UPS，每次充电时间8-10小时就能完成90%的容量，它采用的是在线式拓扑构架设计，对交流输入电源不断进行跟踪，当电中断时，会无间断的转换为电池供电模式。在过载和故障情况下，UPS会无间断地自动转换到旁路模式，由旁路电源供电。若过载情况消除，UPS还会无间断地自动转回到逆变供电模式。

二、不间断电源的工作原理

UPS系统架构框图：

UPS正常运转运行流程：

当UPS运转正常时，电源经滤波器除高频谐波噪声，一路经由充电器对电池组充电，保持电池电力处于满电位，另一路经由整流器，变换成直流电，经逆变器转换成纯净的正弦波电源，再经由静态开关、滤波器送至机房设备使用。如下图：

UPS断电运行流程：

当断电时，由电池迅速供电给逆变器，经逆变器转换成纯净的正弦波电源，再经静态开关、滤波器送至机房设备使用，不至造成机房设备有断电发生。如下图：

三、使用说明

3.1开机前准备工作

断开所有负载，把交流输入开关、电池输入开关置于OFF状态，用万用表检查交流输入、电池输入电压、极性是否符合UPS要求，并确保UPS的输出电压符合所有负载设别的额定电压。

3.2开机操作步骤

先闭合UPS的电力开关，观察交流输入指示灯与旁路指示灯是否同时亮起，电经旁路向负载供电。持续按开机键1秒以上，UPS开机，此时LED显示屏亮起。经过20秒后，旁路状态指示灯熄灭，UPS逆变模式指示灯常亮，此时UPS由逆变器向负载供电。切断UPS交流输入开关，交流输入指示灯熄灭，电池模式指示灯常亮，UPS由电池逆变输出向负载供电。

3.3日常操作方法

UPS日常关机时，持续按UPS关机按钮1秒以上即关闭UPS逆变器。此时UP处于旁路状态，电经旁路供电，电池处于充电状态。如果要使UPS完全无输入，切断UPS的交流输入和直流输入开关。

参考文献

[1]赵延明，高军.煤矿安全监控系统的现状与发展[J].煤矿机电，2007（3）.

[2]冯卫，胡发中.搞好矿井安全监测监控系统确保煤矿安全[J].山东煤炭科技，2008（3）.

第6篇：ups不间断电源范文

当前在我国通信系统建设的过程中，信息技术有了非常广泛的应用，这也使得它们在运行的过程中对供电的质量和水平提出了更加严格的要求，供配电系统在电力系统生产运行的过程中扮演着越来越重要的角色，所以在很多通电机房当中都安装了UPS电源，这样一来就大大的增加了系统运行过程中的稳定性和安全性，系统运行过程中故障率更低，同时在诸多方面都可以起到节约资源和成本的作用。

2UPS工作原理

UPS，即不间断电源，是一种含有储能装置，以整流器、逆变器为主要组成部分的稳压稳频的交流电源。主要利用电池等储能装置在停电时给计算机/服务器、存储设备、网络设备等计算机、通信网络系统或工业控制系统、需要持续运转的工业设备等提供不间断的电力供应。UPS电源系统在运行的过程中，逆变器是核心元件，它是一种十分重要的稳压稳频输出的设备，该设备在运行的过程中可以很好的对电源予以保护，在设备处于运行状态的时候，它具备良好的储能性，而在系统运行的过程中，稳定电压通常都是由这一元件执行的，电源系统在运行的过程中通常会存在三种模式，一种是后备式，一种使在线式，最后一种使在线交互式。首先，后备式不间断电源。在运行的过程中使电通过一旁的线路直接向一些必要的设备进行供电操作，而蓄电池在正常供电的情况下是不运行的，只有市政停电的时候，蓄电池才开始向负载提供电能，如果蓄电池不提供电力的时候，实际上它就是一个稳压器，而且从性能上来看并不是非常好，在转换的过程中，转换的时间和电网侵入干扰的保护性都不是非常强，但是它也存在着一定的优势，它结构简单，同时更加的轻便，在运行的过程中不需要投入大量的成本，能够体现出较高的经济效益。其次是在线式不间断电源。在线式不间断电源通常是由市电中的交流电源在经过一定的整流之后形成的直流电源，在经过一系列的处理之后会将直流电转变成交流电源实现供电的功能。当市电的供应中断时，蓄电池就开始执行供电的任务，只有UPS电源出现故障或者是运行异常现象的时候才能转到旁路去给出荷载，输出的电力在经过UPS处理走之后是没有转换的时间的，在线式的UPS电源供电质量要比前文中介绍的后备式UPS电源的供电质量高，但是在运行的过程中结构十分复杂，而且这一过程中也需要较高的成本投入。最后是在线交互式不间断电源。其在运行的过程中是从旁路开始经由变压器从而实现了负载的传输功能。在对变压器进行抽头切换的过程中，双向变换器通常是采用逆变器的工作模式和工作方法来使用，在这样的情况下也就使得逆变器发挥了充电器的作用。如果断电的时候逆变器是可以将电池的能量转化成交流电源工负载使用。在线交互式电源在设计的过程中采用了双向的转换器，这样就实现了连续的不间断的电压输出。UPS电池在回充的过程中时间并不是很长，但是这种方式在运行的过程中采取的是工频变压器，所以其自身的体积和重量都不占优势。

3UPS电源系统在使用过程中的注意事项

按照用户和相关部门的要求，科学合理的选择负载容量和不同性质的UPS电源可以使得电力系统的运行质量得到显著的提升，同时在这一过程中可以很好的节约资金，供电部门运行过程中的经济效益也得到了非常显著的提升，但是我们必须要指出的一点是在其运行和使用的过程中，必须要注意每一个小细节，只有这样，才能更好的保证其使用的安全性和合理性。

3.1根据用户负载的需求性质对UPS输出功率的影响，在考虑UPS容量时，UPS电源实际可带的负载量是与负载功率因数密切相关的，输出功率都是指负载功率因数为-0.8(滞后)时的值，当负载为纯电阻性或电感性时，逆变器在额定功率下其有功功率将有所下降。对于电阻性或电感性复印机类负载，则需酌情加大UPS容量。

3.2UPS容量不宜过小。UPS电源系统按使用要求功率余量不大，如果使其长期处于重载运行状态，虽可节省一部分投资，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，但由于逆变器处于重载运行，增加大功率负载。这样既不能为负载提供优质电源，还会造成主机出故障，严重时将损坏变换器，UPS负载量不宜长期超过其额定容量的80%。

3.3UPS在运行的过程中容量负载的数值不能过大，UPS电源系统所使用的功率如果过大，就会使得设备出现小荷载运行的情况，这样就使得逆变器损坏的几率大大的降低，但是在市电停止运行或者是电池保护装置出现了故障的时候，电池放电电流的数值过小或者是电流放电的时间太长，都会使得电池出现永久型损坏的情况。

3.4UPS电源系统对环境和运行的温度存在着非常高的要求，其在使用的过程中应该将温度控制在22℃以内，同时在其工作的过程中，温度一定要在15到30℃之间，湿度标准使用35％，UPS电源系统运行工作时不能超过20％～50％。

4日常维护与检修

4.1UPS电源在正常运行工作中，主机的维护工作主要观察主机的运行工作状态，检查各连接部件和插接部件有无松动和接触不牢的情况。对主机防尘工作中，应定期除尘。

4.2定期观察UPS操作显示屏，确定显示UPS电源在正常工作数据运行状态输入、输出电流，电压等运行参数值是否都处于正常范围内，历史显示记录是否出现故障或报警，检查主机运行声音及逆变器输出声音，是否有异常变化，如出现“吱吱”声音时，则可能出现匝间绕组绝缘不好或接触不良；如出现“钹钹”的声音时，则变压器存在偏磁现象。

4.3定期维护电池组，要定期测比，平时以每组电池至少应有5～10只电池作标示电池，因储能电池的工作全部是在浮充状态，每年应进行2～4次放电。放电前应先对电池组进行测比，以达全组电池的均衡。

4.4在日常维护中，检测检查输入、输出各连接部件是否有无松动和接触不牢的情况。除定期检测检查电池两端连接处端子有无松动，腐蚀现象外，还要检查电池外观是否完好，机房温度计、湿度计是否完好准确。

第7篇：ups不间断电源范文

1 概述

UPS（Uninterruptible Power System ），即不间断电源，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。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，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时， UPS 立即将机内电池的电能，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 设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。

针对UPS的产品特点，UPS的电磁兼容主要包含以下几个部分：电源的输入、输出传导干扰；电源的辐射骚扰；UPS的抗干扰特性。下面逐项阐述达到相关标准要求的设计方法。

2 输入、输出传导干扰的抑制

针对传导骚扰，可以从三个方面来考虑：干扰源、传导途径和直接的骚扰抑制。

（1）干扰源的消除和降低：在UPS中有整流的AC/DC变换，有SPWM逆变的DC/AC逆变器，有PFC的高频变换电路，有DC/DC变换的回路，这些都是UPS内重要的骚扰源，尤其是其中的变压器、电感、高频电流回路，因此，合理地设计相应变压器和电感的参数、加工工艺和在整机中的布局将可能大幅度降低它们的骚扰强度，合理地设计高频电流的PCB、布线也可以改善UPS的骚扰；对于功率变换器中的驱动电路，可以在不影响效率和内阻的情况下加大驱动电阻，增加开关电源的上升、下降沿时间，从而减少电压、电流的高频谐波含量。

（2）传导途径的抑制：由于所有的传导干扰只有通过适当的空间和导体途径才可能作用到UPS的输入、输出电源端子，因此，尽量减少传递的途径也是减低UPS不间断电源骚扰的有效方法。例如，将所有的干扰源安装在离输入、输出端子较远的位置，输入、输出的电源线不从干扰源附近走线，在干扰源的进出位置加强抑制处理，通过屏蔽手段将干扰源和其它部分进行空间隔离，电源的输入、输出等分别在整机的相对较远位置等。

（3）直接的骚扰抑制：对于采用上述方法后仍然无法符合标准要求的情况，直接在输入、输出回路采用相应的EMI滤波器件，如电感、高频电容、专用滤波器等将可以再次有效压低UPS整机对外的传导干扰，实践表明，只要适当加大滤波器的相关参数和衰减的DB值，一般都可以将UPS的传导骚扰压低到标准的限值以内。当然，滤波器的安装必须越靠近输入、输出电源端子越好，因为即使是多几厘米长的接线也会增大干扰，插座式的滤波器将是最为理想的选择。另外，在滤波器中的电容或外加的EMI滤波电容最好是无感的，以增强滤波效果。

3 整机辐射干扰的抑制

对于UPS的辐射干扰，主要有两种方法：辐射源的强度抑制和辐射途径的处理。

（1）辐射源的抑制：在UPS中，辐射源的辐射强度抑制方法基本同传导的处理相同，因为干扰源本身即有传导骚扰又有辐射骚扰；另外，对于辐射骚扰，对辐射源采取适当的屏蔽措施将可十分有效地降低辐射干扰的电平和能量。

（2）辐射途径的处理：整机外壳的等电位设计：根据电磁场原理，一个接地良好理想密闭的金属六面壳体的内外电磁场不存在相互干扰，因此UPS的外壳一般应作成金属的，且各个面之间应良好连接，保证为一个等电势体，这样即可十分有效减弱UPS对外的辐射干扰。一般对于电磁兼容要求严格的场合，UPS的壳体不宜采用塑料制作。

进出UPS壳体连线的处理：由于UPS必须有输入、输出电源端子、电池扩展端子等连线进出UPS的外壳，因此这些线的防骚扰处理将十分重要，直接影响到测试的结果能否符合标准要求。一般在这些线上适当地加些高频磁环和高频电容就会有很好的效果。

4 UPS的抗干扰设计

UPS的抗干扰主要体现在控制电路的抗扰性，从电路的性质可分为模拟电路的抗干扰和数字电路的抗干扰两个方面。良好的抗扰性是保证UPS正常运行的条件，因此，在UPS的控制回路的设计初期就必须将控制电路的抗扰性考虑进去，否则，遇到外界骚扰时整套的控制方案将可能全部。

（1）模拟电路的抗干扰：

对于开环的模拟控制，一般针对可能出现干扰的部位适当加入一定的RC电路将骚扰消除；对于闭环的模拟控制，除了采用RC外，还必须对闭环的放大倍数的频率特性进行适当的调整，确保干扰信号加入时不会对环路产生恶果。

对于功率部分的电路，减短所有的连线、加入假负载、减小功率驱动的回路等都可以有效增强功率电路的抗干扰能力。

（2）数字电路的抗干扰：

对于数字控制电路，其抗扰性对UPS的可靠性十分重要，因为目前几乎所有的UPS控制都有采用到数字控制的单片机，抗扰性差的系统将可能导致UPS的停机或损坏。

数字电路电源的有效滤波是数字电路不受干扰的基本保证；所有的I/O口应有适当的RC处理；控制电路应尽量远离功率部分；适当的电磁屏蔽措施；良好的PCB布局设计等都可以有效避免数字系统受到外界干扰。

第8篇：ups不间断电源范文

（1.郸城县广播电视台广播中心，河南 郸城 477150；

2.郸城县有线电视台，河南 郸城 477150）

【摘要】广播电视安全播出要求保障电力不间断供应，通过外部电源和自备电源提出了县级广播电视中心供配电系统设计方案，重点分析了UPS不间断电源设计时应着重考虑的几个方面。

关键词 广播电视中心；安全播出；外部电源；UPS电源

随着广播电视事业的不断发展，广播电视的节目量、播出时长不断增加，要求对播出系统提供持续不间断的供电。同时，播出系统数字化、网络化也对供电的质量提出了较高要求。但是，伴随着广播电视中心技术系统规模的不断扩大，用电负荷急剧增加，供配电保障的风险也越来越高。2007年初，在国家广电总局实施的全国性安全播出大检查中，检查出的供配电系统问题占所有系统问题总数的74%，而在2009年全国广播电视604起事故中，因供配电系统问题引发的事故有483起，占事故总量的80%，可见供配电系统成为影响广播电视节目安全播出的主要因素。并且电网存在的电压浪涌、电压尖峰、电压瞬变、噪声电压、过压、欠压、电源中断等污染和干扰始终威胁着设备的运行安全。如何提高广播电视中心的供配电、减少或避免停电事故，是关系到广播电视信号能否安全优质传输的重要问题。因此，设计一个合理、安全的供配电系统是一个重要的问题。以下就浅谈一下广播电视中心供配电系统的设计。

1外部电源设计

对于安全播出保障等级为三级的县级广播电视中心来说，至少应设置两个独立低压供电回路。在配置中需要注意以下几点：

1）宜选用等容量的两台变压器互为主备，每台变压器的容量能满足全中心负荷的用电要求。两台变压器分别接入两段低压母线，分别为主备两路播出负荷供电。两段低压母线以低压母线开关相连，并具备自动或手动切换功能。

2）有条件的三级广播电视中心配置工艺变压器。采用工艺变压器是为了防止因动力设备的故障引起的停电和动力设备运行时产生的干扰，保证工艺电源的质量。

3）如果只有一路外电，建议设置主备两台变压器，并在低压二段母线设置自备电源的接入开关，将自备电源接入低压母线。自发电的相序应经过校验，并定期携带负荷进行试运行。自发电时，应断掉与播出机房应急照明无关的负荷。

4）应将系统中主备用设备或双电源设备分别接入两组低压供电母线，以防止因负荷端过流跳闸造成全部设备停播。

我局的广播电视中心和有线广播电视网前端，已从原来县城中心的两个办公场所整合搬迁到新的广播电视大楼，负责全县广播电视节目信号接收、集成和控制。由于新办公大楼地处城乡结合部，外电属于农业用电，稳定性较差，停电现象较多，加上工作人员离办公新址较远，导致抢修时间较长，搬迁过来仅半年已发生几次外电中断，尽管广播电视中心配备有UPS不间断电源，但由于容量所限，对安全播出造成了较大威胁。由于和供电部门及时协调，才没有造成信号中断的安全播出事故。为了满足三级安全播出保障。我局和供电部门达成应急供电协议(包括安全播出重要保障期间提前做好发电机支持）的基础上并向供电部门提出申请，要求增加一路来自与目前不同的高压供电线路来保障外电供应的可靠性。

2自备电源的设计

如果市电突然停电，且没有其它后备电源持续供电时，广播电视中心的电子设备由于没有电力供应可能产生硬件损坏、系统中断运行、数据丢失、甚至系统崩溃等后果。因此，广播电视中心必须设计配备符合要求的健康的自备电源。而UPS电源是目前广播电视领域应用较广泛的自备电源。外电断电及所送的电源质量达不到要求的，广播电视中心必须配备UPS不间断电源，那么，应用设计UPS不间断电源要注意哪些方面呢？

2.1UPS应该解决哪些问题

UPS是不间断电源，当停电时能够接替市电持续供应电力，它的动力来自电池组，由于电子元器件反应速度快，停电的瞬间在4-8毫秒内或无中断时间下继续供应电力。同时还应该具有以下功能：停电保护、高低电压保护、波形失真处理、频率稳定、电压稳定、抑制噪声、突波保护、瞬时响应保护以及能够监控电源。

2.2UPS类型的选择

UPS作为一个完整独立的电源系统，包括滤波器、整流器、逆变器、静态旁路开关、手动维修旁路开关及电池组。按其设计原理与工作方式可分为离线式UPS、在线式UPS、在线互动式UPS。离线式UPS电源一般在正常状态下电流会走旁路直接将电力供给负载，UPS电源在正常状态下处于充电状态，而一旦出现电路故障造成停电的状况时，UPS电源的直流电将在逆变器紧急工作的状态下被转变为交流电输出。离线式UPS电源存在着供电质量较差、需要一定的电源切换时间、输出的电流波形为准方波，会对负载造成干扰等缺点。在线式UPS在市电正常时，由市电进行整流提供直流电压给逆变器工作，由逆变器向负载提供交流电，在市电异常时，逆变器由电池提供能量向负载提供交流电，保证无间断输出。在线UPS有极宽的输入电压范围，无切换时间且输出电压稳定精度高，适合对电源要求较高的设备使用。广播电视中心应采用在线式UPS系统。在线互动式UPS以网络使用为主，它结合了离线式效率高和在线式供电质量高的特点，与离线式UPS相比切换时间短，但在线互动式UPS电源存在着稳频特性不够好，充电器的充电效果一般，不适合做广播电视系统中长延时的不间断电源。

2.3UPS的集中式与分散式配备方式选择

UPS不间断电源供电有两种方式：一种是集中式供电，另一种是分散式供电。集中式供电需采用大功率的在线式UPS，其输出是正弦波，效果最佳。如果设备之间距离较远，还需要单独铺设线缆，虽然便于管理，但成本较高，如果UPS系统异常，容易引起大面积停电事故。分散式供电使用小功率的在线式UPS，分别对各个机器进行供电，分散供电的好处是分散风险，不会因为一台UPS供电异常而造成大面积停电;缺点是UPS分散布置，不便管理，而且布线不易规划。

2.4UPS的容量的确定

根据负载容量及性质，选择适当的UPS，既可保证UPS的供电质量，降低故障率，有可节省投资，提高经济效益。主要考虑几个因素：

2.4.1负载性质对UPS输出功率的影响

当前大部分UPS生产厂家在产品说明书中所给的输出功率都是指功率因数为0.8时的值，而实际UPS电源可带的负载量与负载功率因数密切相关的，对不同的负载功率因数要进行功率折算。

2.4.2UPS容量对负载不宜过大或过小

过大使电池组可能产生深度放电，使电池组永久性损坏，过小使其输出波形将发生畸变，易造成逆变器损坏。

2.4.3对于负载不断增加，UPS需要扩容的，可采用UPS在线并机扩容和模块化UPS实现逐步扩容

目前中、大功率段UPS均已经具备冗余并机功能，只要规划时在UPS前后配电箱预留足量的空气开关，并在机房规划相应空间，即可实现UPS并机扩容功能；模块化UPS已经开始应用，模块化UPS特点主要包括：可扩容、平均故障修复时间(MTTR)短、可经济实现“N+X”冗余并机。同时，实现“N+X”冗余比较划算。

2.5UPS的工作时间

不间断电源工作时间因各单位具体情况不同而不同，负载功率确定后主要取决于后备电池。UPS电源系统在检测到外电中断后，自行启动供电，随着电池慢慢放电，电源的余量逐渐降低。但应保障电池电量下降到50%时为止，这主要是考虑到它寿命终止时还应保留一定余量，此工作时间要大于外电恢复或发电机正常供电所需时间，如时间较长，应配置外接的电池组，但此时还应考虑内部UPS整流器有能力对外接电池组进行充电，否则，应配备外接充电器。同时，因电池工作电流很大，要选用容量足够的多股铜芯线或铝线，以降低电源连接配线损耗对UPS工作时间的影响。

2.6通过冗余方式增加可靠性

为了提高UPS供电的可靠性，可采用多种UPS冗余连接方式，各种方式都有优缺点，考虑方案时要根据实际负载情况，选择合适的模式。当前冗余连接方式大概有以下几种：

2.6.1双机主从式热备份

将作为从机的UPS1输出接到另一台作为主机的UPS2旁路输入，正常运行时由UPS2供电，UPS1作为备份。当UPS2故障时负载切换至UPS2旁路，由UPS1承担负载供给任务。此系统结构及控制简单，但存在以下缺点：主机长时间工作，而从机长时间处于待机状态，两级的元件老化不均匀；在从机的供电状态下，主机静态旁路故障时将导致系统供电失败；系统负载不能超过单机容量且以后无法扩容。

2.6.2功率均分并联备份

该系统将两台或多台逆变UPS单元并联运行，正常时两台（或多台）逆变器同时向负载均分供电，当其中一台故障时，该UPS从系统中脱离，由剩余逆变器按新的份额重新供电。此种方式目前有两种结构，一种是UPS通过外加并机柜方式并联，并机柜提供同步及多机均流控制，同时提供并联系统的总静态旁路；另一种是在每台UPS内安装一套逻辑控制板，控制各台机器的同步及均流输出。此方案的优点是宜于扩容，通过冗余备份提高供电可靠性，但也存在缺点：（a)采用并机柜方式的，并机柜成为系统的公共瓶颈点，一旦它内部失控或故障，会导致整个供电失败。（b)由于各台UPS输出量参数难以保持完全一致，导致各UPS在向负载供电同时，还在内部UPS的逆变器间形成环流，当环流过大，将直接危及逆变器安全。

2.6.3并联热备份

该系统将两台UPS的电池组输入，整流器输出及逆变器输出并联，并共用旁路，正常时两台整流器同时向两逆变器供电，并向两组电池充电，通过逆变器输出静态开关选择其中一台逆变器向负载供电，两台整流器和逆变器分别互为备用，只有当两台逆变器同时故障时，系统将负载切换至共同静态旁路，由市电继续向负载供电。该方案没有瓶颈故障点，任何一台UPS局部或整体故障，系统仍能继续向负载供电。

2.7善用UPS电源的通讯功能

目前，绝大多数大、中型UPS都具备与微机通讯和程序控制等可操作性能。在微机上安装相应的软件，通过串/并口连接UPS，运行该程序，就可以利用微机与UPS进行通讯。具有信息查询、参数设置、定时设定、自动关机和报警等功能。通过信息查询，可以获取市电输入电压、UPS输出电压、负载利用率、电池容量利用率、机内温度和市电频率等信息；通过参数设置，可以设定UPS基本特性、电池可维持时间和电池用完告警等。通过这些智能化的操作，大大方便了UPS电源及其蓄电池的使用管理。

UPS供配电设计还应考虑市电的电压及频率应稳定在正常范围内，如达不到要求，应在UPS前级配置合适的抗干扰交流稳压电源；电池应尽安装在清洁、阴凉、通风、干燥的地方。电池应立正放置，不可倾斜角度；由于环境温度对电池的影响较大，环境温度过高过低，都会影响电池的使用寿命；不能把不同容量、不同厂家、不同性能的电池组串联在一起；输出的电流波形为准方波会对负载电器造成干扰等方面。

总之，合理的设计广播电视中心的供配电系统，直接决定了机房内设备能否安全、正常运行，在设计时我们既要考虑节省投资,又要考虑系统的可靠性和灵活性，为广播电视安全播出提供有效保障。

参考文献

［1］杨一曼.广播电视安全播出管理规定实施细则培训教材[M].中国广播电视出版社,2012,1:7-17.

［2］李昊,朱琪,杨孟.浅谈中波一体化ups供电系统[Z].

［3］李琦,石怿.浅谈UPS系统在湖北广电总台电视播出机房中的实际应用[J].现代电视技术,2012,3.

第9篇：ups不间断电源范文

关键词：数据中心、电力输配系统、不间断电源、制冷机房、空调末端系统、节能

一、概述

随着社会电子信息化程度的提高，企业的业务和管理朝着电子化和网络化的方向快速发展，在这种背景下，通信运营商的IDC业务得到了迅速的发展。随着电子信息及制造技术的飞速提升，数据中心机房的设备密集度大大提高，耗电巨大，发热量更加集中，机房局部过热现象增多，机房内单位面积空调冷负荷急剧增加，由此引来的主设备运行故障和能耗逐年上升，甚至成为了制约通信业务发展的一大瓶颈。同时，具有重要战略地位及发展潜力数据中心作为通信行业高能耗的代表也成为了大家关注的焦点，国内外各大运营商及相关研究机构都陆续开展了一系列数据中心节能试点改造，取得了良好效果。

本文主要从电源（包括电力输配系统、交直流不间断电源等）和空调（包括制冷机房、空调末端系统等）两大方面对数据中心能耗现状及问题进行梳理，结合某运营商数据中心建设及改造案例，对数据中心机房提出系统的节能方案建议。

二、数据中心能耗现状

国内某运营商的调研数据显示：数据中心能耗呈逐年上升趋势，2009年比2008年增长了约20%左右，到2010年底，数据中心占该运营商全国网络运营总能耗的比例达到了13%（见图1），特别是在一些IDC业务发展较好的大城市，该比例远远超出了全国平均水平，比如：上海市2010年数据中心能耗占比超过了25%，北京市则达到了50%以上。

图2-1 某运营商2010年网络运营能耗结构

从机楼的角度来看，数据中心能耗主要由三个部分构成：数据通信设备、空调（制冷机房、空调末端系统）及电源（电力输配系统、交直流不间断电源），其能耗占比情况见图2。

图2-2 数据中心能耗构成

(数据来源：劳伦斯伯克利国家实验室)

上述数据显示，数据通信设备的能耗占比最大。但某种程度上来说，主设备的节能环节是运营商无法真正掌握的。因此，运营商在尽量采购节能减排主产品的同时，需不断加大力度，开展对数据中心空调及电源系统的节能建设及技术改造，以期实现节能降耗。

三、数据中心电源系统节能研究

一般来说，数据中心电源系统包括：外电引入、变压器、发电机、电动机、交流不间断电源系统、直流不间断电源系统、照明系统及输配电线路等。由于数据中心功率密度的提高，所消耗的电功率增加，在电力各环节能量损耗亦随之增大，因此，电源系统各环节均需采取节能措施。

一）、外电引入、变压器、发电机及电动机系统节能研究

数据中心外电、变压器、发电机及电动机等环节的现状、问题及节能建议见下表：

外电引入 变压器及发电机 电动机

现状及问题 目前数据中心所在机楼的外电引入多采用两回路互为备用的10kV专线。相比更高电压等级的外电引入，外电容量受到限制，线路损耗难以降低。 目前，不少机楼的变压器实际使用负荷率较低，实际用电量与设计规划用电量存在较大差距。 数据中心的电动机类负载主要是风机和水泵，且多为Y系列，其效能较新型YX2系列电动机低；电动机未采用变频调速等节能措施。

技术发展趋势及建议 发展趋势：1.20kV电压已列入国家标准电压。2.已经具备全方位的成熟产品，包括20/0.38kV变压器及相应电压等级的电缆。3.相比10kV供电系统，20kV系统在相同导线截面条件下，增加了近一倍供电能力；相同供电容量的前提下，降低电网损耗达75%，并节省外线建设投资约40%。当前，国内外电气行业在确定供电电压等级均以节能为导向的趋势，因此，如条件许可，建议采用20kV或更高等级的外电供电。 1.用电负荷合理分类及精细计算，应科学的考虑设备运行的需用系数和同时系数，合理配置变压器及应急发电机组容量，降低设备的初期投资及运行损耗。2.应根据实际情况灵活配置变压器，变压器采用2N配置时，每台变压器负荷率不大于50%；变压器采用N配置时，每台变压器负荷率不大于70%；变压器应采用D，yn11接线方式。3.选用低损耗、节能环保、具有抗谐波能力及较高过载能力的变压器产品；选用具有较高过载能力及较强带非线性负载的能力的产品，选用具有一定抗谐波能力的发电机组。4.供电距离长及功率较大，有并机运行需求时，宜采用10kV高压柴油发电机。5.通过加强谐波治理，提高变压器及发电机的有效容量。 发展趋势：1.660V电压已列入国家标准电压。2.10/0.66kV变压器、660V电动机、660V电缆、母线及开关等相关产品的标准化生产。3.变频控制技术发展成熟及广泛应用。建议：1.采用高效率新一代的节能电机YX2系列；采取电动机变频调速等节能措施。2.提高电动机供电电压等级： （1）较大容量的电动机（如：耗电较大的水泵、空调冷水机组以及空调末端风柜），建议采用660V电压供电。 （2）大容量的电动机,单台大于550kW的电动机（含电制冷机组），应当采用10kV(6kV)电源供电；单台大于350kW的电动机（含电制冷机组），宜采用10kV(6kV)电源供电。

某运营商案例 某运营商某省的IDC数据中心工程采用两路20KV专线电源，正常供电时，两段母线分段运行，两路电源同时供电，运行效果良好。 某运营商某数据中心对部分较大容量的电动机（约30多台空调主机、水泵等）采用660V供电，总功率达2500kW。

优点如下：大量节省配电开关及配电导线的投资；线路损耗仅为380V电压供电的33%，节能效果明显。该数据中心对数台大容量电动机（单台达1000kW以上的冷水机组）采用10kV高压供电。优点如下：减少了低压冷水机组所需的10/0.4kV变压器以及大容量的低压配电开关及控制设备；节省占地面积及一次性投资；减少年运行损耗，节能效果明显。

表3-1数据中心外电引入、变压器、发电机及电动机系统节能研究

二）、照明系统及输配电线路节能研究

数据中心照明及输配电线路环节的现状、问题及节能建议见下表：

照明 输配电线路

现状及问题 多数数据中心长期开启全部灯具，部分机房照度偏高；多采用T8荧光灯，效率不高；灯具开关缺乏智能控制。 目前多数在用的数据中心机楼的高低压配电房及发电机房、电力电池室等远离数据主设备及空调等负荷中心区域，输配电线路长，线路损耗较大。

建议 1.推广使用高效光源：优选细管荧光灯和紧凑型荧光灯，积极推广高压钠灯和金属卤化物灯。2.设置合理的照度，照度要求较高的场所采用混合照明。3.采取智能、合理的照明控制方案。 1.为减少投资并降低线路运行损耗：高低压配电室、变压器室、电力电池室等应采用贴近用电负荷的布局，以缩短输配电线路的距离；发电机房、低压配电房与电力电池室应尽量靠近，减少配电级数并缩短配电线路；楼层高的机房应分层安装变压器，面积大的机房应在中心位置设置变压器，以减少输配电线路长度。2.选用低损耗的新型输配电母线及电缆。

表3-2 数据中心照明及输配电线路节能研究

三）、交、直流不间断电源系统节能研究

1. 传统交流不间断电源（塔式UPS）系统应用现状

当前，数据中心主设备一般要求交流电源输入，多采用传统的交流UPS系统供电模式，即：UPS系统将交流市电整流逆变后，为数据主设备提供220/380V的交流不间断电源。其应用现状总结如下：

（1）传统UPS系统多采用N+1配置，等级较高的数据中心机房采用2（N+1）配置。

（2）.部分在网的早期UPS主机采用6脉冲整流，近年来基本都采用12脉冲整流。

（3）为了限制UPS系统产生的谐波，部分UPS系统配置了有源滤波器。

（4）蓄电池后备时间大多按单机满载30分钟配置，有的数据中心配置达到了单机满载1小时。

2. 传统交流不间断电源系统存在的问题

随着数据中心高能耗问题的凸显以及对设备运行可靠性要求的不断提高，传统交流UPS供电模式存在以下一些不足：

（1）采用了冗余并机技术，无论是N+1还是2（N+1）系统，在正常运行时，UPS主机的负载率均较低，再考虑到系统配置容量较实际偏大，使得系统的负载率更低，未在最佳效率点附近运行，系统损耗较大。

传统UPS系统的负载率与效率的大致关系见下图：

图3-1 负载率与效率关系图

经调查，很多大型数据中心机房的UPS系统单机负载率一般在10%至30%之间，大多数只有20%左右，在发展过程中的数据中心机房UPS单机负载率甚至更低，单机负载率10%不到的也占很大部分。

（2）目前仍有采用6脉冲整流的UPS在网运行，且没有采取相应的谐波处理措施，导致系统额外附加功率损耗大。部分UPS系统虽然配置了谐波过滤器用于谐波治理，但治理后实际运行情况没有进行相应跟踪，治理效果无法保证。

（3）交流UPS系统的后备蓄电池需经过UPS逆变后才能供给负载，一旦UPS本身出故障，仍会造成负载停电。

3.数据中心不间断电源系统发展趋势

（1）模块化交流不间断电源系统

为解决传统UPS系统由于负载率低导致的系统低效率及难以实现按需扩容等问题，“模块化”的概念被引入了交流UPS设计生产领域，出现了模块化交流UPS系统。一般来说，模块化UPS系统由机架、UPS功率模块、静态开关模块、显示通信模块以及电池组构成，系统组成模式与直流供电系统相似，可以方便实现N+X冗余，可根据实际负载量来配置合理的电源容量，其系统效率及供电可靠性相比传统UPS系统都得到了提升。

（2）高压直流不间断电源系统

直流供电方式早已得到了长期的、大规模的使用及验证，该方式将交流市电整流后与蓄电池并联，直接为通信设备提供直流电源，大大提高了供电可靠性和工作效率，谐波小，可以很方便的实现按需扩容。传统的直流供电系统的电压等级一般为－48V，大功耗的数据中心设备若采用-48V的供电电压，会使得配电线路的损耗大大增加，因此需要提高直流供电的电压等级，于是出现了“高压直流供电方式”。与传统交流UPS系统比较，高压直流供电系统的效率更高，系统损耗明显降低。一般来说，直流电源模块的效率一般都在93%以上，即使模块使用率在40%，效率也可以达到92%，而UPS系统的实际满载效率一般仅为85％以上，不超过90％。同时，高压直流供电系统还大大提高了不间断供电系统的可靠性。

4.建议

（1）优先考虑在新建以及改造使用年限长、耗电量大、故障率高的传统交流UPS系统的数据中心采用高压直流供电系统或模块化UPS系统。

（2）加强谐波治理。

5.某运营商案例

2010年某运营商先后在5个省建设了约23套高压直流系统，用以取代传统的UPS供电系统，建设规模及平均节电率情况见下表：

省份 系统数量(套) 相比传统UPS系统的平均节电率(%)

A 7 20%

B 2 15%

C 6 22%

D 4 12%（普通机房）

3 37%（数据中心）

E 1 29%

小结 23 22%

表3-3 某运营商高压直流系统建设情况

四、数据中心空调系统节能研究

1.数据中心空调系统节能建议

数据中心空调系统能耗主要包括制冷机房能耗和空调末端系统能耗，通过对某运营商多个数据中心空调系统的调研及分析，节能建议如下表：

制冷系统 末端系统

建议 1.小型机楼或单个机房宜采用单元式风冷型恒温恒湿专用空调；新建大型数据中心机楼建议采用集中式冷冻水型恒温恒湿专用空调系统，其冷冻水供回水温差宜尽量加大。2.冬季可利用水冷机组的室外冷却塔作为冷源也可积极利用自然冷源。3.机房布局应合理，预留空调设备安装空间，设备机柜的布置应考虑空调制冷能力，少量高热密度服务器可以考虑加装柜门冷却等分体式精确送风空调降温，高密度机架可采用液冷方式，避免出现局部过热；高低密度设备宜分区布局、分区制冷。4.可考虑配套独立的节能加湿装置，减少专用空调加湿能耗。5.宜采用变频或模块化冷水机组，保证空调高效运行；可通过变频技术提高冷冻泵冷却泵效率。6.冷水机组电功率超过500kW时，宜采用10kV高压制冷机组；冷冻泵冷却泵电功率超过200kW时，宜采用10kV或660V电动机。 1.设备机房和电池电力室等辅助房间间隔开，主机房采用恒温恒湿末端，辅助区域采用普通空调。2.机柜按照“背对背，面对面”排列，空调气流方向与列走线架平行，保证通畅；优化冷热气流路径，减少混合。3.可考虑采用封闭冷通道，实现精确送风，同时提高机房内空调设定温度，降低空调能耗。4.在有条件的情况下，使用有送、排风通道的机柜进行精确下送风，自然回风或冷通道设地板风口送风，管道回风的送风方式。5.架空地板高度应根据单机架功率大小进行合理规划；架空地板下只准通风，严禁布放线缆；架空地板下楼面和接触空调冷风的机房墙面建议采用不燃材料制造的隔热保温层，防止结露，减少冷量损失；新建架空地板下送风机房前期装机容量较小时，可考虑地板下做临时隔断，控制送风空间，减少冷量浪费。6.有条件的老机房还可考虑进行下送风上回风或精确定点送风改造。7.应选择高效风机及风柜，宜采用变频装置，降低能耗。

表4-1数据中心空调节能建议

2.某运营商空调系统节能案例

2010年该运营商组织了7个省，重点针对部分气流组织不好、有局部过热现象的数据中心进行了精确送风改造，节能情况如下表：

省份 平均节电率 投资回收期(月)

a 11% 31

b 15% 18

c 16% 30

d 20% 17

e 15% 24

f 11% 31

g 17% 39

平均值 15% 27

表4-2某运营商数据中心精确送风改造情况

除此之外，该运营商还先后在多个省份开展了数据中心空调系统综合节能改造工程，取得良好效果，如：

（1）大型数据中心采用集中式冷冻水型恒温恒湿专用空调,架空地板精确下送风,管道结合自然回风,气流组织合理，提高空调系统整体能效比,节能效果显著。

（2）合理设定机房温湿度，分区精确供冷,提高效率，达到节能目的。

（3）部分专用空调取消加湿功能或配置独立的加湿装置，减少空调加湿能耗。

（4）采用自适应控制系统,根据机房负荷变化,自动调整空调运行数量,实现节能。

（5）改造老数据中心机房上送风风口以达到节能效果。

五、结束语

数据中心的节能降耗涉及到多个方面，本文通过对国内某运营商数据中心的实例分析，从电力和空调两方面提出了节能降耗建议，目标是为了更高效的利用能源，建设节能环保的绿色数据中心。

参考文献

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《中国电信数据中心机房电源、空调环境设计规范（暂行）》，2005-12-01施行