一、UPS的功能

UPS是不間斷電源英文名稱的縮寫，是一種含有儲能裝置、以逆變器為主要組成部分、具有穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、濾波、抗電磁和射頻干擾、防電壓峰谷浪涌等功能的用電設(shè)備電源保護系統(tǒng)。其主要功能是在正常、異常和供電中斷的情況下，向重要用電設(shè)備及系統(tǒng)提供安全可靠、穩(wěn)定不間斷，不受倒閘操作影響的交流電源。

二、UPS的分類

1、按工作方式分類

UPS按工作方式可分為后備式、在線式和在線互動式三大類。

1）后備式

后備式UPS在市電正常時，直接由市電向負(fù)載供電，當(dāng)市電超出其工作范圍或停電時，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換為電池逆變供電。其特點是結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低，但輸入電壓范圍窄，輸出電壓穩(wěn)定精度差，有切換時間，且輸出波形一般為方波。

2）在線式

在線式UPS在市電正常時，由市電進(jìn)行整流提供直流電壓給逆變器工作，由逆變器向負(fù)載提供交流電；在市電異常時，逆變器由電池提供能量，逆變器始終處于工作狀態(tài)，保證無間斷輸出。其特點是有極寬的輸入電壓范圍，無切換時間，且輸出電壓穩(wěn)定精度高，特別適合對電源要求高的場合，但成本較高。

3）在線互動式

在線互動式UPS在市電正常時，直接由市電向負(fù)載供電；當(dāng)市電電壓偏低或偏高時，通過UPS內(nèi)部穩(wěn)壓線路穩(wěn)壓后輸出；當(dāng)市電異常或停電時，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)為電池逆變供電。其特點是有較寬的輸入電壓范圍，噪音低，體積小，但同樣存在切換時間。

2、按容量大小分類

1）小容量：3kVA以下。

2）中小容量：3～10kVA。

3）中大容量：10kVA。

3、按輸入/輸出方式分類

1）單相輸入/單相輸出；

2）三相輸入/單相輸出；

3）三相輸入/三相輸出。

三、UPS的組成部分

UPS由整流器、逆變器、隔離變壓器、靜態(tài)開關(guān)、手動旁路開關(guān)等設(shè)備組成。

1、整流裝置

整流器又稱充電器，接線方式有三相全控橋式整流和三相半控橋式整流。

1）輸入變壓器

用來改變交流電源輸入電壓的大小，給整流器一個合適的電壓值。

2）整流器

有三個二極管和三個可控硅組成三相全波半控橋式整流電路，調(diào)整導(dǎo)通角和通電時間可得到理想的直流輸出電壓。

3）輸出過濾器

由一個電感線圈和一組電容組成的L型過濾器，用來減小整流器輸出的波紋系數(shù)。

4）控制板

通過比較給定值，調(diào)整可控硅的導(dǎo)通角，使整流器輸出電壓正常。

2、逆變器

1）輸入回路

提供穩(wěn)定的直流電源。

2）功率開關(guān)

其交替反極性導(dǎo)通將直流電源轉(zhuǎn)換成功率很大的方波。

3）振蕩器

是逆變器的核心，發(fā)出一定頻率的導(dǎo)通脈沖去控制功率開關(guān)電路。

4）輸出回路

由恒壓變壓器及濾波電容組成，其作用是濾去功率開關(guān)輸出方波中的高次諧波，使輸出波形近似于正弦波并保持輸出電壓的恒定。

四、UPS的運行方式

UPS系統(tǒng)為單相兩線制系統(tǒng)，輸入電源為三相交流或直流，輸出電源為單相交流。

1、正常運行方式

市電正常時，市電經(jīng)濾波回路轉(zhuǎn)換為直流電，對電池充電以備電力中斷時使用。后備式和在線互動式直接由市電向負(fù)載供電，在線式則是經(jīng)整流回路轉(zhuǎn)換為直流電作為逆變器的輸入，再經(jīng)過逆變器的轉(zhuǎn)換提供電力為負(fù)載使用；當(dāng)市電電壓過低或過高、瞬間突變等影響設(shè)備正常運轉(zhuǎn)時，在線互動式通過UPS內(nèi)部穩(wěn)壓線路穩(wěn)壓后輸出。

2、電池工作方式??

市電發(fā)生異常或停電時，逆變器將儲存于電池中的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，持續(xù)提供電力供給負(fù)載繼續(xù)使用，達(dá)到不斷電的功能。

3、旁路運行方式

在線式UPS超載、旁路命令、逆變器過熱或機器故障時，UPS一般將逆變輸出轉(zhuǎn)為旁路輸出，即由市電直接供電。

4、旁路維護方式

UPS檢修時，通過手動旁路保證負(fù)載設(shè)備的正常供電；檢修完成后，重新啟動UPS， UPS轉(zhuǎn)為正常運行。

五、在線式UPS工作原理

在線式UPS在正常工作狀態(tài)下，由廠用電源輸入交流，經(jīng)整流器整流濾波為直流再送入逆變器，變?yōu)榉€(wěn)頻穩(wěn)壓的工頻電流，經(jīng)靜態(tài)開關(guān)向負(fù)荷供電。當(dāng)UPS交流輸入電源因故中斷或整流器發(fā)生故障時，逆變器由蓄電池組供電，仍可做到毫無間斷地繼續(xù)向負(fù)荷提供優(yōu)質(zhì)可靠的交流電。如果逆變器發(fā)生故障，還可自動切換至旁路備用電源供電。當(dāng)負(fù)載啟動電流太大，UPS也可自動切換至旁路電源供電，啟動過程結(jié)束后再自動恢復(fù)由UPS供電。

如下圖，供電電源為三路，其中兩路交流電源來自廠用保安段，這兩路電源可經(jīng)靜態(tài)開關(guān)自動切換，或經(jīng)手動旁路開關(guān)手動切換。第三路來自直流屏，用蓄電池組供電，經(jīng)隔離二極管到逆變器，三路電源配合使用。

六、UPS的操作順序

1、UPS系統(tǒng)投入運行前的檢查

1）檢查盤內(nèi)清潔無雜物，絕緣符合要求；

2）檢查系統(tǒng)接線相序、極性正確，接頭無松動；

3）檢查整流器電源輸入電壓正常；

4）檢查旁路調(diào)壓器升降調(diào)節(jié)靈活；

5）檢查各元件完好，開關(guān)均在斷開位置。

2、UPS系統(tǒng)投入運行的操作

1）合上系統(tǒng)控制、保護及信號電源小開關(guān)（或熔斷器）。

2）合上正常輸入工作電源開關(guān)，裝上電源熔斷器。

3）按下整流器充電按鈕，充電器投入指示燈亮。

4）合上蓄電池組開關(guān)，裝上直流電源熔斷器，對應(yīng)指示燈亮。

5）按下逆變器運行按鈕，燈亮、大約十秒后向負(fù)荷供電。

6）合上系統(tǒng)備用電源開關(guān)，裝上備用電源熔斷器，調(diào)整輸出電壓為規(guī)定值。

7）檢查滿足靜態(tài)開關(guān)切換條件（旁路電源同逆變器輸出的頻率和相位相同）的同步指示燈亮。

8）檢查UPS運行符合所需運行方式，各信號燈指示正確。

3、UPS系統(tǒng)退出運行的操作

1）斷開備用電源刀開關(guān)，取下備用電源熔斷器。

2）按下逆變器停止與復(fù)歸按鈕，全部報警器復(fù)位。

3）斷開直流電源刀開關(guān)，取下直流電源熔斷器。

4）按下充電器停止按鈕，使充電器關(guān)機。

5）斷開正常交流工作電源進(jìn)線刀開關(guān)，取下電源熔斷器。

6）將手動旁路開關(guān)切換至旁路位置。

7）全面檢查，燈光熄滅，電源均斷開。

4、UPS系統(tǒng)切換至旁路的操作

1）檢查旁路工作正常，處于備用狀態(tài)。

2）合上手動旁路開關(guān)，轉(zhuǎn)入備用電源供電。

3）約八秒后系統(tǒng)切至旁路運行。

4）檢查燈光指示正確，輸出電壓正常。

5）斷開正常交流工作電源進(jìn)線開關(guān)，各信號燈指示正確。

七、UPS的日常維護

1、UPS在正常使用情況下，主機的維護工作主要是防塵和定期除塵。在除塵時應(yīng)檢查各連接件和插接件有無松動和接觸不牢的情況。

2、平時每組電池中應(yīng)有幾塊電池做標(biāo)示電池，作為了解全電池組工作情況的參考，對標(biāo)示電池應(yīng)定期測量并做好記錄。

3、當(dāng)UPS系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，應(yīng)先查明原因，分清是負(fù)載還是UPS系統(tǒng)、是主機還是電池組。

4、對主機出現(xiàn)擊穿、燒斷保