UPS电源在工厂中的应用与维护
时间：2024-10-28 阅读：11
UPS电源保证所有情况下的正常供电是许多行业的重要基础。 因此，除了工业电网正常供电外，许多企业还配备了UPS。 UPS是保证供电稳定和连续性的重要设备，由于其智能化程度高，储能器材也可以选择免维护电池，在运行中经常忽略系统的维护和检修。 其实维护的好坏，对电源的寿命及其故障率有很大的影响。 作者结合UPS的原理和实际工作经验，提出了UPS的维护点，使之更稳定长久地运行。
UPS的供电原理是，商用电源正常时，将商用电源的交流电力转换为直流，对电池进行浮动充电。 市电发生异常时，将电池中储存的直流电转换为交流电，继续向负载供电。 这里必须强调的是，UPS并不是在停电时电池工作，而是在电压过低、过高、瞬间浪涌等影响设备正常工作的情况下工作，向设备提供稳定的纯电力。 一般的负载在启动的瞬间会有冲击电流，但是UPS内部的功率部件有一定的安全工作范围，在选择部件时有富余，但是过大的冲击波会缩短部件的寿命，导致部件的破损，所以在使用UPS时需要尽量减少冲击电流带来的影响。 另外，蓄电设备可以选择免维护蓄电池，但在日常运行中，需要进行适当的维护。
1 UPS的系统构成
UPS由4个部分组成，进行：整流、存储、变频、开关控制。
(1)整流器带来的稳定功能
整流元件采用晶闸管和IGBT，其本身具有根据外电的变化控制输出宽度的功能，外电
有变化时(该变化应满足系统要求)，输出幅度几乎不变的直流电压。
)2)通过储能电池实现净化功能
整流器由于无法消除瞬间的脉冲噪声，整流后的电压中依然存在噪声脉冲，但蓄电池除了可以存储直流电力能量外，对整流器来说就像连接了较大的电容器一样，其等效容量的大小与蓄电池的容量大小成正比由于电容器两端的电压不能突变，利用电容器对脉冲的平滑性来消除脉冲噪声，起到净化功能，也称为噪声屏蔽。
(3)变频器实现频率的稳定化
频率的稳定度只依赖于逆变器振荡频率的稳定度。
4 )开关的切换是为了方便UPS的日常操作和维护，
设计了自动旁路开关、检查旁路开关等系统的开关控制。
2 UPS使用注意事项
UPS智能化高，储能设备也可以使用免维护电池。 这给我们的使用带来很多便利，但是在其使用中必须注意许多方面以保证使用。如果潮湿，主机的动作会紊乱。 电池组对温度的要求很高，标准使用温度必须为25，室内温度必须为(15~30 )。 温度过低会导致电池容量下降，温度每下降1，容量就会下降1%。 如果长期在高温下使用，温度每上升10，电池的寿命就会下降约一半。
)2)参数设定
主体中设定的参数在使用中不能随意变更。 特别是电池组的参数直接影响寿命。 但是，必须根据环境温度的变化，调整浮动充电电压。 通常以25为基准，环境温度每变化1，浮动充电电压也变化18mV (相对于电池12V )。
)3)系统的冷启动
没有外部电源，只通过UPS供电时，请勿在带负载的情况下启动UPS。 负载启动的瞬间，启动电流进入
由于池在较大的负载冲击下会瞬间过载，在严重的情况下会损坏变频器，因此必须先断开各负载，等待UPS系统启动
打开负载。
4 )增加负荷
在设计中，UPS的电力余量一般不大，因此在使用中请勿随意增加大电力的多余负载，也不可允许在满负载下长期运行。 UPS的工作性质决定了它可以无中断地工作并增加大功率负载。 即使在基本满载的状态下动作，也会导致主机故障，严重时会损坏变频器。
)5)电池相关问题
由于电池组电压高，有电击危险，因此在拆装导电连接棒、输出线时，请使用绝缘工具，戴上绝缘手套，站在绝缘板上等安全保护措施。 特别是输出连接端子需要采取防止接触的措施。
无论电池是浮动状态还是充放电检修测试状态，都必须保证电压和电流满足规定的要求。 度过
高电压和电流可能会引起电池热失控和脱水，电压、电流过小可能会导致电池失去电，这些都会影响电池的寿命，前者的影响更大。
无论哪种情况，都与电池的循环寿命和放电深度有关，因此必须防止电池的短路或深放电。 放电深度越深，循环寿命越短。 通常，在比对容量试验中或放电检查中，放电达到容量的30%~50%即可。
电池要避免大电流的充放电。 虽然充电时可以接受大电流，但在实际操作中请尽量避免。 否则，电池极板膨胀变形，极板活性物质脱落，电池内阻增大，温度上升，严重时容量下降，电池寿命提前结束。
3日常维护和检查
因为UPS分为主机和电池组，所以维护和检查对两者都很重要，电池的维护也是工作的重点。)1)主机的维护和检查
UPS在正常使用时，主机维护工作少，主要是防尘和定期除尘。 特别是在气候干燥的地区，空气中的灰尘颗粒很多，机内的风会把灰尘带入机内进行沉淀。 空气潮湿时，主机控制混乱，主机动作失常，出现误报警。 大量的灰尘会导致散热变差，机内温度上升。 接着，除尘时，检查各连接器和插件是否有松动或接触不良。 一般来说，每4年检查一次UPS设备，首先更换UPS的所有风扇，根据运行情况，由专家带电检查直流电路的脉动情况，从外观上检查直流电容器和交流电容器有无异常，用表测试电容器容量情况，然后清扫、检查结束后，开始重新安装插件。 请注意将插件牢牢插入，将二次插头牢牢插入。 开机后，检查风扇和盖板是否共振。 如果以上情况都正常，UPS将继续手动绕过供电负载，空载时，由专业技术人员单独向UPS供电以调整自动绕流、整流器和逆变器。 如果调试正常，UPS开始切换，从手动旁路切换为自动旁路，向变频器供电。
)2)电池的维护和检查
电池组目前基本上采用的是免维护电池，这只免除了传统普通铅酸电池的测量比、配比和时机
加入蒸馏水的作业。 外因和异常工作状态对电池的影响不变，这部分的维护检查仍然非常重要。 UPS的安装环境、环境温度、充放电电流、充电电压、放电深度。 日常维护项目有：清洁和电池端电压、温度的检查； 连接部有松动腐蚀现象或连接杆的电压下降； 电池的外观是否良好，有无变形和泄漏； 极柱、安全阀的周围是否有酸雾逃逸； 主机设备是否正常工作？ 由于储能电池长期处于悬浮状态，此时应每年进行一次放电试验。 对于新电池，请在放电前对电池组均匀充电，确保所有电池的电压均匀。 等待放电时，首先对电池做测试记录，在放电中，定时检查并记录电池电压，当一方达到放电终止电压时，停止放电，继续放电需要更换延迟的电池。 建议免维护的电池放电，离线进行。 选择放电电流时，根据电池容量和电池备份时间，在放电中用电流计进行监视，尽量保持电流恒定。 通过调整电极在水中的深度和电解质的浓度，调节放电电流的大小。 值得注意的是，放电中，水箱会散发大量的热量，温度很高，所以要适当更换水，降低水温。 镍镉电池的电解液是氢氧化钾溶液，不仅放电时产生热量，还会释放有害气体，因此放电时需要确保良好的通风。 深放电会使电池内部极板表面的硫酸氯化，增大电池的内阻，严重时会导致单个电池的“反向极化”现象和电池的的损坏。 蓄电池对环境温度要求高，工作环境一般要求在20~25之间，低于15时，放电容量下降，温度过高时(超过30时)寿命缩短。 目前常用的m型封闭式铅酸蓄电池寿命约在10年以内。 免维护电池需要维护的不是废话，应该从广义维护的角度，实现运行、管理的周全、细致、规范，保证设备良好运行情况，延长使用年限； 保证直流母线始终处于合格的电压和电池的放电容量； 确保电池的可靠性和人员的安全性。 这是电池维护的目的，也是电池运行规程中包含的内容和规定。)3)故障诊断
UPS电池发生故障时，首先需要确定原因，区分是负载问题、UPS问题、主机故障、还是电池组
麻烦。 虽然UPS主机有故障诊断功能，但其反面有问题，更换零件很方便，但要修理故障点，需要大量的分析、检查工作。 此外，自检部分发生故障时，显示的故障内容可能有误。 对于主机损坏、断路器或设备烧损故障，请务必查明原因，排除故障后重新启动。 否则，可能会发生同样的故障。
电池组发现电压反极性、压降大、压差大、酸雾泄漏现象时，及时采取相应措施修复，不能修复的要更换，但不得混用不同容量、不同性能、不同厂家的电池。 否则，有可能对电池组整体造成不良影响。 请立即更换过期的电池组，以免影响主机。
4 )切实做好防雷措施
必须在UPS市电输入端子上安装防雷设备，确认UPS是否可靠接地。 接地电阻请控制在2以下。
4结束语
再好的UPS电源设备也有寿命，也会发生各种故障，但搞好维护工作可以减少设备故障，延长设备寿命。 虽说智力高且免维护，但也不能疏忽本来应该进行的维护工作。 虽然随时都有可能发生故障，但是预防工作是安全驾驶的重要保障。
UPS的供电原理是，商用电源正常时，将商用电源的交流电力转换为直流，对电池进行浮动充电。 市电发生异常时，将电池中储存的直流电转换为交流电，继续向负载供电。 这里必须强调的是，UPS并不是在停电时电池工作，而是在电压过低、过高、瞬间浪涌等影响设备正常工作的情况下工作，向设备提供稳定的纯电力。 一般的负载在启动的瞬间会有冲击电流，但是UPS内部的功率部件有一定的安全工作范围，在选择部件时有富余，但是过大的冲击波会缩短部件的寿命，导致部件的破损，所以在使用UPS时需要尽量减少冲击电流带来的影响。 另外，蓄电设备可以选择免维护蓄电池，但在日常运行中，需要进行适当的维护。
1 UPS的系统构成
UPS由4个部分组成，进行：整流、存储、变频、开关控制。
(1)整流器带来的稳定功能
整流元件采用晶闸管和IGBT，其本身具有根据外电的变化控制输出宽度的功能，外电
有变化时(该变化应满足系统要求)，输出幅度几乎不变的直流电压。
)2)通过储能电池实现净化功能
整流器由于无法消除瞬间的脉冲噪声，整流后的电压中依然存在噪声脉冲，但蓄电池除了可以存储直流电力能量外，对整流器来说就像连接了较大的电容器一样，其等效容量的大小与蓄电池的容量大小成正比由于电容器两端的电压不能突变，利用电容器对脉冲的平滑性来消除脉冲噪声，起到净化功能，也称为噪声屏蔽。
(3)变频器实现频率的稳定化
频率的稳定度只依赖于逆变器振荡频率的稳定度。
4 )开关的切换是为了方便UPS的日常操作和维护，
设计了自动旁路开关、检查旁路开关等系统的开关控制。
2 UPS使用注意事项
UPS智能化高，储能设备也可以使用免维护电池。 这给我们的使用带来很多便利，但是在其使用中必须注意许多方面以保证使用。如果潮湿，主机的动作会紊乱。 电池组对温度的要求很高，标准使用温度必须为25，室内温度必须为(15~30 )。 温度过低会导致电池容量下降，温度每下降1，容量就会下降1%。 如果长期在高温下使用，温度每上升10，电池的寿命就会下降约一半。
)2)参数设定
主体中设定的参数在使用中不能随意变更。 特别是电池组的参数直接影响寿命。 但是，必须根据环境温度的变化，调整浮动充电电压。 通常以25为基准，环境温度每变化1，浮动充电电压也变化18mV (相对于电池12V )。
)3)系统的冷启动
没有外部电源，只通过UPS供电时，请勿在带负载的情况下启动UPS。 负载启动的瞬间，启动电流进入
由于池在较大的负载冲击下会瞬间过载，在严重的情况下会损坏变频器，因此必须先断开各负载，等待UPS系统启动
打开负载。
4 )增加负荷
在设计中，UPS的电力余量一般不大，因此在使用中请勿随意增加大电力的多余负载，也不可允许在满负载下长期运行。 UPS的工作性质决定了它可以无中断地工作并增加大功率负载。 即使在基本满载的状态下动作，也会导致主机故障，严重时会损坏变频器。
)5)电池相关问题
由于电池组电压高，有电击危险，因此在拆装导电连接棒、输出线时，请使用绝缘工具，戴上绝缘手套，站在绝缘板上等安全保护措施。 特别是输出连接端子需要采取防止接触的措施。
无论电池是浮动状态还是充放电检修测试状态，都必须保证电压和电流满足规定的要求。 度过
高电压和电流可能会引起电池热失控和脱水，电压、电流过小可能会导致电池失去电，这些都会影响电池的寿命，前者的影响更大。
无论哪种情况，都与电池的循环寿命和放电深度有关，因此必须防止电池的短路或深放电。 放电深度越深，循环寿命越短。 通常，在比对容量试验中或放电检查中，放电达到容量的30%~50%即可。
电池要避免大电流的充放电。 虽然充电时可以接受大电流，但在实际操作中请尽量避免。 否则，电池极板膨胀变形，极板活性物质脱落，电池内阻增大，温度上升，严重时容量下降，电池寿命提前结束。
3日常维护和检查
因为UPS分为主机和电池组，所以维护和检查对两者都很重要，电池的维护也是工作的重点。)1)主机的维护和检查
UPS在正常使用时，主机维护工作少，主要是防尘和定期除尘。 特别是在气候干燥的地区，空气中的灰尘颗粒很多，机内的风会把灰尘带入机内进行沉淀。 空气潮湿时，主机控制混乱，主机动作失常，出现误报警。 大量的灰尘会导致散热变差，机内温度上升。 接着，除尘时，检查各连接器和插件是否有松动或接触不良。 一般来说，每4年检查一次UPS设备，首先更换UPS的所有风扇，根据运行情况，由专家带电检查直流电路的脉动情况，从外观上检查直流电容器和交流电容器有无异常，用表测试电容器容量情况，然后清扫、检查结束后，开始重新安装插件。 请注意将插件牢牢插入，将二次插头牢牢插入。 开机后，检查风扇和盖板是否共振。 如果以上情况都正常，UPS将继续手动绕过供电负载，空载时，由专业技术人员单独向UPS供电以调整自动绕流、整流器和逆变器。 如果调试正常，UPS开始切换，从手动旁路切换为自动旁路，向变频器供电。
)2)电池的维护和检查
电池组目前基本上采用的是免维护电池，这只免除了传统普通铅酸电池的测量比、配比和时机
加入蒸馏水的作业。 外因和异常工作状态对电池的影响不变，这部分的维护检查仍然非常重要。 UPS的安装环境、环境温度、充放电电流、充电电压、放电深度。 日常维护项目有：清洁和电池端电压、温度的检查； 连接部有松动腐蚀现象或连接杆的电压下降； 电池的外观是否良好，有无变形和泄漏； 极柱、安全阀的周围是否有酸雾逃逸； 主机设备是否正常工作？ 由于储能电池长期处于悬浮状态，此时应每年进行一次放电试验。 对于新电池，请在放电前对电池组均匀充电，确保所有电池的电压均匀。 等待放电时，首先对电池做测试记录，在放电中，定时检查并记录电池电压，当一方达到放电终止电压时，停止放电，继续放电需要更换延迟的电池。 建议免维护的电池放电，离线进行。 选择放电电流时，根据电池容量和电池备份时间，在放电中用电流计进行监视，尽量保持电流恒定。 通过调整电极在水中的深度和电解质的浓度，调节放电电流的大小。 值得注意的是，放电中，水箱会散发大量的热量，温度很高，所以要适当更换水，降低水温。 镍镉电池的电解液是氢氧化钾溶液，不仅放电时产生热量，还会释放有害气体，因此放电时需要确保良好的通风。 深放电会使电池内部极板表面的硫酸氯化，增大电池的内阻，严重时会导致单个电池的“反向极化”现象和电池的的损坏。 蓄电池对环境温度要求高，工作环境一般要求在20~25之间，低于15时，放电容量下降，温度过高时(超过30时)寿命缩短。 目前常用的m型封闭式铅酸蓄电池寿命约在10年以内。 免维护电池需要维护的不是废话，应该从广义维护的角度，实现运行、管理的周全、细致、规范，保证设备良好运行情况，延长使用年限； 保证直流母线始终处于合格的电压和电池的放电容量； 确保电池的可靠性和人员的安全性。 这是电池维护的目的，也是电池运行规程中包含的内容和规定。)3)故障诊断
UPS电池发生故障时，首先需要确定原因，区分是负载问题、UPS问题、主机故障、还是电池组
麻烦。 虽然UPS主机有故障诊断功能，但其反面有问题，更换零件很方便，但要修理故障点，需要大量的分析、检查工作。 此外，自检部分发生故障时，显示的故障内容可能有误。 对于主机损坏、断路器或设备烧损故障，请务必查明原因，排除故障后重新启动。 否则，可能会发生同样的故障。
电池组发现电压反极性、压降大、压差大、酸雾泄漏现象时，及时采取相应措施修复，不能修复的要更换，但不得混用不同容量、不同性能、不同厂家的电池。 否则，有可能对电池组整体造成不良影响。 请立即更换过期的电池组，以免影响主机。
4 )切实做好防雷措施
必须在UPS市电输入端子上安装防雷设备，确认UPS是否可靠接地。 接地电阻请控制在2以下。
4结束语
再好的UPS电源设备也有寿命，也会发生各种故障，但搞好维护工作可以减少设备故障，延长设备寿命。 虽说智力高且免维护，但也不能疏忽本来应该进行的维护工作。 虽然随时都有可能发生故障，但是预防工作是安全驾驶的重要保障。