UPS电源设备及蓄电池安装维护

阎杰

摘要：UPS即不间断电源，随着各种电子设备的普及，UPS电源得到了越来越广泛地应用，电力应用在人们的生活中越来越重要UPS不仅是不间断供电装置，还具有电力净化的作用。本文将重点讨论UPS的选择和配置、蓄电池组容量的选择和配置以及UPS电源的安装与维护。

关键词：UPS蓄电池;选配;维护

一、UPS选型和配置

（一）了解UPS电源的性能指标

①输入电压：220V或380V（三相四线制），-15%～+10%。②输出电流：根据这个值选择导线截面和输入保险。③输出电压：一是输出电压稳定度，一般为±5%。有些为±3%左右。另一个是稳压精度：稳态≤±1%、瞬态≤±5%。④瞬态电压恢复时间：≤±50ms。⑥输出容量：即视在功率S，S=UI⑥后备时间：指输入中断后，UPS能继续工作的时间，是UPS的关键指标。⑦功率因数：0.8（滞后）⑧效率：≥90%（满载时）⑨过载功能：10nmin（125%额定电流）;10S（150%额定电流）。⑩限流：100%～110%额定电流可调。

（二）UPS选择

1.UPS型号①在线正弦波UPS电源。无论市电正常与否，它对负载供电都是由UPS电源逆变器提供的。只要机内蓄电池能向UPS电源逆变器提供能量，当市电中断时，在线式UPS电源就能实现对负载的真正不间断供电，其正弦波波形失真系数最小，对负载供电转换时间为零，可靠性高，故障率低但价格较高。②后备式正弦波UPS电源。采用了抗干扰式分级调压稳压技术。仅仅在由蓄电池供电时才有可能向负载提供高质量的正弦波，在从市电供电向逆变器供电进行转换时，对负载而言，大约有4ms左右的中断供电（主要来源于继电器的转换时间）。后备式正弦波UPS电源处于市电供电时，由于市电是直接通过抗干扰滤波器对负载供电的，因此噪音较小，但是UPS电源处于逆变器工作时，由于PWM脉宽调制频率一般为8KHZ左右，因此噪音较大。③后备方波输出UPS电源。向负载提供的交流电是方波而不是正弦波。此类UPS电源只能接微容性或纯组性设备，负载越重，方波脉冲宽度越宽，而方波脉冲的峰值越小。此类UPS电源的转化时间不一定。其变化范围为4～9ms且用户不能控制。此类UPS不能进行频率的关闭和启动，但造价较低。

2.负载容量、负载功率因数和UPS的波峰因数选购UPS时，首先要知道负载的总容量，同时还要考虑负载的功率因数才能确定UPS的标准功率容量。由于负载功率因数很难计算，所以UPS技术规范中给出了波峰因数这个指标，波峰因数越高，UPS承受非线性的能力越强。一般波峰因数比应大于

3.电池后备时间一般情况下，选择后备时间时，通常选取满载工作时间为10min、15min或30min即可。由于蓄电池价格较贵、长延时UPS一般仅在停电时间较长的场合选用。此时最好选择有外接大容量的蓄电池功能的UPS，以确保市电停电后能长时间供电。

4.UPS中性线截面由于UPS负载多为非线性负载，因而流过中线的电流不为零。即使在三相负载完全平衡时中线电流也可达三相电流的1.8倍。负载功率因数越小，倍数越大。因此在UPS电源中，其中线截面不得小于相线截面。否则易造成中线发热，甚至烧掉电缆引起火灾，造成严重后果。

二、蓄电池的选择和配置

（一）蓄电池基本技术指标

①阀控式密封铅酸蓄电池：每台UPS各接一组。②浮充电压允差：1%。③浮充电压：2.23～2.27V/单体。④均充电压：2.3～2.4V/单体。⑤放电终了电压：1.67～1.70V/单体。⑥温度对蓄电池寿命的影响：在25℃时浮充运行情况下，理论寿命不低于10年。

（二）UPS蓄电池容量的计算

1.蓄电池最大放电电流I

I=S×COSΦ/η×Ei式中：S为UPS电源的标称输出功率;COSΦ为负载功率因数，一般取0.8;η为逆变器的效率一般取0.8;Ei为蓄电池放电终了电压。

2.电池后备时间t电池后备时间t根据用户的需要而定，中小型UPS多采用阀控铅蓄电池。价格较贵，一般选取满载工作时间为10min、15min或30min。

3.蓄电池容量C算出最大放电电流后，再根据负载性质及用户所需UPS的后备时间，算得蓄电池标配容量：（C=It）。

三、UPS安装

（一）UPS的安装位置要求

1.为延长电池寿命，蓄电池应安装在环境温度为15℃～25℃范围内，室内温度也不能太大。

2.UPS的左右兩侧要留有50mm空间，后面要留有100mm，前面留有足够的操作空间。

3.外置电池柜应与UPS放在一起。

（二）UPS与市电、负载的连接

UPS与市电及负载的连接都很简单，但连接前应检查：①UPS输入参数与市电的电压、频率是否一致。②接入UPS的火线和零线是否与厂家规定一致。③检查负载功率是否小于UPS输出功率。④叨'S与电池连接时一定分清正负极。

（三）电缆截面的选择

选择导线截面时应考虑：

1.符合电缆使用安全标准。

2.符合电缆温升要求。

3.满足电压降要求。①交流输入电流I相。因为P=3×U相×I相×COSΦ（单相输出者则为：P=UICOSΦ）。所以I相=P/（3×U相×COSΦ）=S/（3×U相）。②直流输出电流I=P/U（U应取最小值）。求出交流输入I相和直流输出电流I后，再查表确定导线截面积。

四、UPS维护

（一）掌握UPS的基本知识，认真阅读设备说明书，弄清各种警示信息，警示代码，指示灯的含义，以及产生的原因和应对方法。熟悉设备上各种开关，按钮的作用。熟悉掌握UPS的各种操作，清楚连接关系，明白代通之法。

（二）加强日常的巡视、维护，查看设备有无告警，有无异味，有无异常响声，检查接头有无松动发热现象，散热扇运转是否正常，设备各种指示是否正常，发现问题及时解决。

（三）制定定期维护计划：每月定期测量设备输出电压、电流、功率以及蓄电池内阻和端电压。每季或半年对蓄电池做一次核对性放电试验，一般应放出额定容量的30%～40%。每年清洁一次UPS内部卫生，检查各接头是否接触良好。

（四）蓄电池放电：在蓄电池放电操作中，如采用蓄电池脱机使用假负载放电，不仅拆卸繁琐，且不安全，事后还需拆卸安装再充电。为保证电池放电试验的安全有效，既能发现问题（落后电池、反极电池等），又能保证供电安全可靠（不造成过放电、短路、供电中断等）。这里推荐一种直接利用负载对电池放电的方法：即关断UPS交流输入开关，让蓄电池放电。由于UPS电源多用于重要的网络通信等系统中，负载变化幅度不大，所以用负载直接放电，其放电电流也基本不变，这样就可根据蓄电池的电压情况和放电情况确定放电终止电压，算出放电时间，以后每季度的放电都与此次记录相比较，并从中发现问题及时排除。

参考文献：

[1]陈庆武.后备式UPS蓄电池充电电路的检修[J].卫星电视与宽带多媒体，2014（3）.

[2]黄捷音，李光升，谢永成.UPS中蓄电池DC-DC变换电路仿真研究[J].通信电源技术，2015（4）.