时间：2023-05-29 18:17:40
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇ups不间断电源，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】电源 ups系统 安装 应用
不间断电源UPS技术就是在输入电源中断时能够供应电力，当电源处于输入正常状态时，可以对品质差的电源实施稳压、稳频等操作，在工业领域广泛应用。
乌鲁木齐国际机场分公司网络信息部的主机房安装了2台50KVA大型的在线式UPS，其它机房、配线间有二十几台中、小型UPS。笔者在对这些设备的改造、大修、维护等各方面的应用具有一定的经验。
1 不间断电源UPS主要类型及各自的工作原理
1.1 UPS工作原理
UPS是一种以蓄电池为储能装置，采用逆变器作为主要单元，确保电压处于稳定状态的电源保护装置。如果外电处以正常输入状态，把外电稳压后供给负载使用，并对机内蓄电池实施充电，将能量储存至电池内。如果外电发生中断或输入故障，UPS把机内电源能量转换为交流电继续使用，促使负载处于正常工作状态。系统仍能正常向负载供电。离线式UPS系统容量的增大，不要对各负载进行供电。
1.2 不间断电源UPS主要分类
现阶段，市场所用的UPS电源设备种类多种多样，根据其工作模式主要划分为离线式、在线互动式和在线式。在线式UPS不管外电是否处于正常工作状态，其输出电压一直由UPS逆变器供给，当外电输入后被UPS转变为直流电压，其逆变器把直流电压转换为交流电压输出，其变压器不管外电是否正常时刻处于工作状态。
在线互动式属于智能化的UPS，是指当输入市电处于正常工作状态，UPS的逆变器为整流工作状态，对电池组进行充电。如果市电发生异常，逆变器即可调整为逆变工作状态，所以，在线互动式UPS也有相应的转换时间。必须注意，在线互动式UPS具有较强的保护功能、能够远程控制并实现智能化管理。在线互动式UPS集中离线式UPS、在线式UPS的优点，但这种UPS性能不佳，不适合当做常延时的UPS电源。
2 不间断电源UPS安装步骤
2.1 安装准备工作
UPS进行安装前，要认真考虑安装基础承重量，小容量UPS能够直接安装在机房地板上，大容量UPS必须安装相应的底座。敷设电缆过程中，充分考虑走线槽架位置与下进线电缆沟槽位置。同时，UPS要设计合理的输入和输出电柜，并采用专用线路，其输入电缆与保护设备依据标准选用。输入、输出变压器、备用发电机组等设置，用户要依据具体需要进行选择。
2.2 设备安装
将UPS机柜与蓄电池柜依次移动至安装点就位并进行校正，大容量UPS机柜英语安装基础进行紧固处理，防止发生倾斜等情况。将输入、输出变压器案防止预设位置，把外接充电器、发电机组就位并校平，以此减少不必要的振动。
2.3 设备接线
UPS接线前，仔细明确蓄电池回路断路器是否断开。分别连接交流输入母线与旁路输入母线，确保两者保持一致状态。在蓄电池内部进行接线时，必须佩带绝缘手袋，穿绝缘胶靴，以保证操作者的安全。必须注意，不可接错正负极。整个设计所用的交流输入、输出电流、直流输入电缆等尺寸严格根据UPS容量设定，通常不小于表1设定的电缆规格。
2.4 保护接线
部分用电设备对UPS有独特的接地要求，从单相输入、输出UPS，输入与输出之间设有隔离，且输出电压为悬空电压，采用电压表依次策略两个输出端对地的电压为几十伏或几百伏，此时要把任一个输出端接地，确保电力设备安全运行。必须注意，三相大容量UPS自身携带负载多，应将抵押设备规范实施接地，切不可将中性线作为地线，确保线路的安全。同时，UPS交流和旁路输入端必须考虑设计防雷保护回路和电涌保护器，防止雷电损坏UPS系统。
3 不间断电源UPS应用要点
3.1 不宜带载开机、关机
缺少延迟启动功能的UPS，带载开机在启动时，容易烧毁逆变器末级驱动元件。由于刚启动瞬间，控制电路并未达到稳定工作状态，启动瞬间会产生一定的浪涌电流，UPS末级驱动元件也是如此。如果负载中存在电感性负载，带载关机也会导致驱动元件损坏。所以，不可带载开机或关机。
3.2 后备式UPS不宜增加市电输入保险丝容量
后备式UPS处于供电状态时，通常并未设置过载或短路自动保护功能。在市电时，通常依靠输入交流保险承担过载保护任务，因此，用户不要轻易增加市电输入保险丝容量。如果UPS输出出现短路事故，极易发生输入保险烧不断，印制板印制线被烧毁的情况。
3.3 示波器观察控制要点
当UPS逆变器处于正常工作状态。严禁采用示波器观察控制电路波形。逆变器为UPS核心部件，逆变器具体运行过程中，切忌采用示波器或其他测试工具控制电路波形。由于具体测试过程中，虽然特别小心，也不可避免表笔与临近点相互碰撞，无法预防表笔接上后导致电路工作状态改变。如果电路工作发生异常，烧毁末级驱动元件的危险加大。
4 结论
总之，不间断电源UPS在输入电源中断过程中，能够即可供应电力，当电源输入正常时，能够为品质不佳的电源实施稳频、防雷击、滤除噪声等操作，确保使用稳定纯净的电源。文中从UPS工作原理和主要分型入手，重点阐述UPS安装调试、具体应用中的注意要点，对任意场合使用UPS提供重要的指导和借鉴作用。
参考文献
[1]耿亚彬.UPS在民用建筑中的布线[J].建材发展导向（下），2014，13（5）：13-14.
[2]刘明，王颖.不间断电源U PS系统安装应用技术[J].无线互联科技，2014，17（8）：67-67.
【关键词】双机热备冗余 电力专用UPS电源
1 改造原因
皂市水电站UPS装置原配置为一台南京欧亚玛创力电子有限公司生产的V系列10kVA逆变电源装置，安装于中控室。所带负荷均为厂内重要的负荷，包括监控系统主机电源、中控台电源、网络柜电源、调度数据网电源、远动通讯机电源及保护信息管理系统柜电源等。
由于一台UPS装置长期不间断运行，不便于对其进行维护保养。此台装置故障，将导致UPS电源装置所带负荷将全部停电，直接影响电站运行人员正常监视和机组运行控制、省调传输数据中断、影响计算机监控系统上位机的正常运行。
为提高不间断电源的可靠性，根据电力行业标准DL/T 5065-2009《水力发电厂计算机监控系统设计规范》中对计算机监控系统不间断电源的规定，需配置双机热备冗余结构的电力专用UPS电源装置，以保障重要负荷供电的可靠性。
2 改造技术方案的分析论证
双机热备冗余结构的电力专用UPS电源装置可分为串联或者并联两种方式，串联备份技术是一种比较早期、简单而成熟的技术，它被广泛地应用于各个领域。备机UPS的逆变器输出直接接到主机的旁路输入端，在运行中一旦主机逆变器故障时能够快速切换到旁路，由备机的逆变器输出供电，保证负载不停电。UPS串联的特点是：两台UPS均为完整的具有独立旁路的在线式UPS单机，两台UPS除了电源线的连接外不需要其他信号的连接，在正常情况下，主机100%的给负载供电，从机的负载为零。
并联备份技术是近年来发展起来的采用更复杂技术的一种备份方式，并联备份解决了串联备份主从UPS电源老化不一致的问题，并且能够实现增容功能。UPS并联备份的特点是：两台或多台UPS的输出端直接短接在一起，同时给负载供电，每台UPS均分负载，没有主从机之分。当一台UPS的逆变器出现故障时，立即自动脱机，负载由余下的UPS均分，不存在切换问题。
通过以上分析，结合电站UPS电源装置所带负荷特点，电站采用并联备份技术，建立双机并联备份冗余结构，以保障当其中一台UPS电源装置故障时，另一台UPS可独立承担负荷不间断供电，不影响监控系统上位机、调度数据网、远动通讯机等重要负荷的正常运行。电站经过询价，通过技术评审和商务评审，最终选择的产品为由深圳思凡贝特科技公司提供的型号为HR8610的不间断电源装置。
3 项目实施过程控制
由于UPS装置所带负荷均为厂内重要的负荷，包括监控系统主机电源、中控台电源、网络柜电源、调度数据网电源、远动通讯机电源及保护信息管理系统柜电源等。为缩小此次改造过程中对电站相关业务的影响范围，电站根据负荷性质及分布情况组织编写了详细的施工方案，先对新UPS装置进行安装和调试，新UPS装置上电试验正常后，再对原UPS装置上的负载进行转移接带，所有负载转接运行正常最后才退出原UPS装置。在对原UPS装置上的负载进行转移接带时，对采用双电源供电的大部分设备，在实施改造前将双电源供电设备的其中一路电源转接至市电供电，保障在转接过程中不停电保证运行。对单电源供电的保护信息管理系统柜、调度数据网柜内交换机、MIS系统服务器从机等设备，因在转移负荷时必定有短时间停电，将影响与省调间的实时数据传输（机组与水调数据）以及AGC、AVC数据下达，故向调度申请零点消缺。单电源供电设备在由原UPS供电转至新UPS供电时，施工前做好充分准备，以尽量缩短停电时间。
现场安装屏柜基座时，将新购的两台UPS不间断电源装置柜安装固定，设备整体安装整齐，保障设备基础和设备屏柜可靠接地。敷设UPS不间断电源装置柜的电源输入、电源输出、信号输出等电缆时，做好电缆两端标示牌的悬挂。电缆敷设在电站中控室进行，应做好电缆的保护，防止误动设备。敷设完成后进行绝缘检测和导通测试，保障电缆的电气性能。
新安装UPS不间断电源装置柜后进行设备性能调试，对单机供电进行切换检查、并机运行、信号核对、输出电源及供电负荷检查（采用模拟负载检查设备供电情况）等，并做好调试记录，通过试验检查确认新安装设备功能是否运行正常。检查设备运行正常后，逐步将负荷接至新UPS装置，检查各设备运行情况，确认设备运行正常后，最后拆除原UPS电源装置及现场清理。
4 总结分析
通过此次改造，电站较好的解决了单台UPS工作的风险，实现了双机并联备份冗余，提高了电源的可靠性。在项目实施过程中，编制了较为科学合理的施工方案，对项目实施过程中可能出现的危险点、危险源进行了分析，确保了施工人员安全和设备安全。通过施工前的充分准备，使项目在实施过程中未出现工作间断，保证了工作的连续性，提前完成改造工作，并减少了改造工作对电站安全生产的影响。目前装置运行稳定，人机接口界面良好，设备维护工作量较小，达到了改造的目的。
参考文献：
关键词：ups；组成；原理；容量确定
UPS（Uninterruptible Power System），是一种含有储能装置，以逆变器为核心的恒压恒频的不间断电源。
1 UPS基本组成
由AC-DC整流器、DC-AC逆变器、控制电路、蓄电池和转换开关等部分组成。⑴AC-DC整流器：将电网来的交流电全波整流、滤波变为直流电，供给逆变电路；⑵DC-AC逆变器：大功率MOSFET或IGBT逆变电路，其作用是变直流为交流输出，输出阻抗小，具有较大功率富余量和快速响应特性。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；⑶控制电路：完成整机功能控制，提供检测、保护、同步以及各种开关和显示驱动信号，完成正弦脉宽调制SPWM的控制，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；⑷蓄电池：是UPS储能装置。UPS的蓄电池应具有良好的大电流放电特性，经得住反复地充放电，寿命要长，目前常用免维护密封式铅酸蓄电池；⑸转换开关：是提供维修通道。要求切换快、过载能力大。a.静态旁路开关：静态转换开关，是将一对反向并联的快速晶闸管连接起来，作为UPS在执行由市电旁路供电至逆变器供电切换操作时的元件。由于快速晶闸管的接通时间为微秒级，是小型继电器毫秒级的转换时间的千分之一左右。因此，可以对负载实现转换时间为零的不间断供电。b.动态旁路开关：动态旁路开关为有触点开关，由接触器和断路器构成，靠机械动作完成转换，动态开关转换过程会有几十毫秒的供电中断，故不能应用于重要的负载场合，现代的UPS己很少采用。
2 UPS的分类
2.1 后备式
⑴基本原理：UPS在市电正常时直接由市电向负载供电，当市电超出其工作范围或停电时，通过转换开关转由电池逆变供电。⑵特点：结构简单，运行效率高、成本低，适用于市电波动不大，对供电质量要求不高的场合，但输入电压范围窄，输出电压稳定精度差，有切换时间，输出波形一般为方波。
2.2 在线互动式
⑴基本原理：在输入市电正常时，UPS的逆变器处于整流工作状态，给电池组充电；在市电异常时逆变器立刻转为逆变状态，将电池组电能转换为交流电输出。
⑵特点：同后备式UPS相比，在线互动式UPS的保护功能较强，逆变器输出电压波形较好，一般为正弦波，但同样存在切换时间。这种UPS集中了后备式UPS效率高和在线式UPS供电质量高的优点，但其稳频特性能不是十分理想。
2.3 在线式
⑴基本原理：UPS先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；在市电异常时，逆变器由电池提供能量，逆变器始终处于工作状态，保证无间断输出。⑵组成：由整流滤波电路、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。⑶特点：极宽的输入电压范围，无切换时间且输出电压稳定精度高，适合电源要求较高的场合，成本较高。目前功率3KVA以上几乎都是在线式。
3 UPS的供电方式
多台UPS并联冗余供电；UPS双总线模式供电；UPS单机供电等。
4 UPS对前级供电系统的要求
⑴前级供电系统电源电压及频率应稳定在正常范围内。一般地讲，大容量UPS主机输入电压范围应为380V士15%。电压过低将使UPS后备蓄电池频繁放电，最终因长期处于欠压充电状态而大大缩短它的使用寿命；相反，电压过高则易引起逆变器损坏。如果通信机房的前级电网在电压范围上达不到要求，应在UPS前级配置合适的抗干扰交流稳压电源，不宜采用磁饱和稳压器，因为这类稳压器在开机时可产生瞬时高压，输出波形失真度也较大，易造成UPS故障。
⑵前级供电系统中不应当带有别的频繁启动负载。电梯、频繁开启的空调等在开、关机时会出现瞬间高、低压，使供电线路上电压波形失真度过大，造成UPS市电旁路供电与逆变器供电转换控制电路误动作，进而引起同步控制电路故障。在有条件的情况下，宜将UPS电源尽可能置于电网输入的前端或采用独立的供电回路。
5 UPS容量的确定
UPS的容量要满足当前负载的需要，同时也要考虑以下几个因素。
靠、实用的不间断供电的实现办法；从而满足现代通讯技术日益发展的需要，真正实现网络
系统的不间断，为广大网络设计人员提供另外一种选择。
关键词：通讯；逆变电源；LIPS；蓄电池：可靠性：分散供电
Abstract: this paper mainly introduces the present communication system in use a lot of UPS and a series of problems, this paper discusses a reliable and practical uninterrupted power supply to the realization of the; Modern communication technology in order to meet the increasing needs of the development of really realize network system of continuous, for the overwhelming majority of web design personnel to provide another choice.
Keywords: communication; Inverter power supply; LIPS; Battery: reliability: distributed power supply
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1 引言
在现代通讯系统中的网络管理、监控中心、数据中心、计费系统及客户服务系统中。为确保数据存储、程序运行，网络优化的安全及设备运行的连续、稳定和可靠，无不用到交流不间断电源，即UPS，它己成为计算机网络系统的重要组成部分，获得了前所未有的高速发展和广泛应用。为信息化发展的进程。起到了保护神的作用。为了使UPS的输出供电更可靠、更安全，UPS出现了多种供电运行方式，如串联备份，并联备份，多机备份等。但是随着时间的推移，已配置在网上运行的uPS仍然存在着事故隐患。事故案例多见媒体，具体表现如下：
1、备份蓄电池不能及时供电，而造成系统中断。据有关资料显示，60％的UPS故障是因蓄电池的损坏引起的。
2、在雷雨天气或雷暴多发区，UPS即使有避雷措施，也不能保护负载安全，往往自身遭到雷击，系统损坏。
3、大、中型UPS均为集中输出，负载之间相互存在传导干扰，产生电磁兼容损害：若出现系统故障，造成所有负载运行中断。
2系统设计方案
众所周知，由交换机供应商配套的逆变电源已广泛应用于通讯系统的网管中心，到目前为止在网上运行非常可靠。因为它克服了UPS固有的缺陷。因此，在通讯系统大力推广逆变电源进行分散供电，具有十分重要的社会意义。笔者就此提供几项交流不间断电源设计方案，以供广大网络设计人员参考。
l、 对于已立项而即将或正在设计中通讯大楼，交流不间断可按以下两种方式选择：
第一种是把直流系统设计更多的富余，它既能承担交换设备和传输设备的直流供电，又能保持这些设备的网管、监控、数据系统的电脑服务器的交流不间断逆变供应。
第二种是在电力室或分散供电的各楼层电源室，设计成各楼层独立的分散式交流不间断电源系统，与通讯直流系统隔离，实现既能及时维护，又能及时扩容的网络不间断电源。
2、对于新建通讯大楼，新设计的直流电源有足够的富余容量，它适用于网管监控、数据中心、前台营业和客户服务系统。
3、对原有的通讯大楼，由于按当时的直流电源容量设计，有50％左右的富余，但是，近几年通讯业务的高速增长，富余的直流容量逐步减少，甚至有的大楼必须重新扩容，才能满足业务发展的需要，在通讯电源系统由于有自备的大楼的交流不间断，交流不间断电源采用DC／AC独立于通讯48V以外的不间断电源系统，适逆变模块，单元功能清晰，并应用了通讯电用于原有的大楼电源改造。源系统中固有的防雷电隔离装置，安全性能，实际上把独立的UPS 提高，给用户在使用中带来极大的便利。分散化了，表面上相同容量的电源与UPS相比造价会提高，但实际上无论是AC／DC模块，或DC／AC模块，国产技术已经成熟，与进口UPS整机相比，价格差异不大，但其可靠性远远超过几个数量级。在目前电网改造结束，市电稳定的情况下，DC／AC逆变模块带有市电旁路，按市电优先方式运行，那么AC／DC整流模块只要对蓄电池有充电能力，可以减少配置，整个系统的造价又会降低。
3可靠性分析
通过以上分散式、模块化结构设计，对于提高系统的可靠性和实用性，具有重大的经济效益和社会效益。首先，在整流部分，采用已成熟n+l模块化结构，安全性提高了100％，在蓄电池部分，采用一用一备方式连接，把蓄电池组按通讯48V结构安装，上架敞开排列，避免采用UPS电池组进行箱式安装。同时要定人定岗监控管理，进行定期充放电维护，而目前的阀控式铅酸蓄电池，只要有专人维护管理，使用寿命由原来的二年已提高到现在的三年，而部分品牌承诺可达四至六年(假冒伪劣电池除外)。改变了过去大型UPS系统蓄电池独立集中供电，维护人员不习惯开箱在线测试，而造成电池放空、掉电引起系统中断现象。其次，采用DC／AC逆变模块化分散结构，既能及时扩容，又会减少因故障发生掉电的波及面，与UPS集中供电的故障损，最后，在通讯电源系统由于有自备的48V电源，交流不间断电源采用DC／AC逆变模块，单元功能清晰，并应用了通讯电源系统中固有的防雷电隔离装置，安全性能提高，给用户在使用中带来极大的便利。
关键词：UPS；逆变器；蓄电池；工作原理
1 引言
信息化建设在通信系统中的广泛应用，对供电质量提出了越来越高的要求，供配电系统已经成为一个非常重要的组成部分，因此在通信机房中安装UPS(不间断电源)供电系统变得越来越普遍。一个设计良好的UPS供电系统能给负载提供优质电源。由此选择适当的UPS不间断电源，既可保证UPS的供电质量，降低故障率，又可节省投资，提高经济效益。
2 UPS的工作原理
UPS电源系统，以逆变器为主要元件，稳压稳频输出的电源保护设备，是一种含有储能的装置。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的，电源系统主要由整流器、蓄电池、逆变器和控制电路开关等几部分组成。工作模式主要分为三种形式：后备式(OFF LINE)，在线(ON LINE)和在线交互式(LINE INTERACTIVE)。
(1)后备式不间断电源是市电通过旁路直接向负载供电。只有在停电时，蓄电池才对逆变器供交流电向负载提供电力。当市电正常时，后备式对市电没有任何处理而直接输出至负载。这时的UPS电源本质上相当于一台性能较差的市电稳压器。存在转换时间、电网侵入的干扰保护性能差的缺点，但结构简单、体积小、重量轻、容易控制、成本低。
(2)在线式不间断电源是由市电交流电源经整流变成直流电源，然后进行脉宽调制、滤波，再将直流电经逆变重新转换成正弦波交流电源输出向负载供电，当市电中止，立即改由蓄电池提供的直流电经逆变器向负载提供正弦波交换电源。只有当UPS发生故障、过载或过热才会转为由旁路输出给负载。输出的电力经过UPS的处理，无转换时间。在线式UPS电源的供电质量明显优于后备式UPS电源，但结构复杂，成本较高。
(3)介于两者之间的在线交互式不间断电源是由旁路经变压器输出给负载，在变压器抽头切换的进程中，双向变换器作为逆变器方法工作。逆变器此时做为充电器。当断电时逆变器将电池能量转换为交流电输出给负载。在线交互式不间断电源的特点是具有双向性转换器设计，因此能实现输出电压的不间断，UPS电池回充时间较短，但它使用的是工频变压器，存在体积大、份量重的问题。
3 UPS电源系统使用注意事项
根据用户单位的需求，选用适当负载容量及性质的UPS，可节省投资，提高经济效益，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)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。
(2)UPS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)UPS容量较负载不宜过大。UPS电源系统按使用要求功率余量过大，使其过度轻载运行，有利于降低逆变器的损坏概率，但可能在市电停电时，以及电池保护装置故障时，电池放电电流过小而放电时间偏长，电池组被深度放电，而造成电池永久性损坏。
(4)UPS电源系统对环境温度、湿度有一定的要求。标准使用温度为22℃，运行工作时不能超过15℃～30℃。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
(1)UPS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。
(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。
(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)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。
【关键词】UPS；原理；设备选择；电源系统
1、UPS的工作原理。根据工作方式，UPS分为在线式UPS和后备式UPS两类
（1）在线式的UPS由整流器、逆变器、蓄电池组、静态转换开关等部分组成。正常工作时，市电经整流器变成直流电后，再经逆变器变换成高质量的正弦交流电供给负载。当市电出现断电时，蓄电池组向逆变器供电，逆变器把直流电转换成交流电保证负载不断电，并保证负载一段时间的正常工作。在线式UPS的优点是：处于稳压、稳频供电状态，输出电压动态响应特性好，波形畸变小，供电质量优于后备式UPS，大功率有电设备，均使用在线式UPS。在线式UPS的缺点是：结构复杂，成本较高。如图1-1，在线式UPS结构框图
（2）后备式的UPS由充电器、蓄电池组、逆变器、交流稳压器、转换开关等部分组成。市电正常时，逆变器不工作，市电经交流稳压器稳压后，通过转换开关向负载供电，同时充电器电路工作，给蓄电池组充电。当市电掉电时，逆变器启动工作，把蓄电池供给的直流电变换成稳压稳频的变流电，同时转换开关断开市电通路，接通逆变器，向负载供电，并维持一定的时间，减少停电带来的损失。后备式UPS的优点：结构简单，成本低，运行效率高，价格便宜。缺点：输出电压稳压精度差，转换时间长。后备式UPS用在2KVA及以下的小功率用电设备中，如图1-2，后备式UPS结构框图。
2、UPS的功能要求
（1）静态旁路开关的切换时间一般为2-10ms，UPS的后备时间一般为5―10min。当逆变器装置发生故障或者需要停电检修时，应能够使静态旁路开关切换到市电备用电源并正常供电，当负载回路发生过载或者短路时，负载电流超过设定值，静态旁路开关切换到市备用电源，增大短路电流值，使保护装置动作，防止故障加大。当故障排除后，再启动逆变器装置供电。带有频率跟踪功能的UPS装置，当电网频率波动超过设定值时，UPS能够自动与电网解列，当电网的频率和电压恢复到正常范围时UPS能够自动并网供电，减少各次谐波对电力网功率因数的污染，提高电网供电质量。（2）当使用旁路供电通道供电时，逆变器的频率和相位要与市电锁相保持同步。（3）三相UPS输出负荷不平衡度，既三相UPS中最大一相和最小一相负载的基波（工频50Hz）方均根电流的差值，不应超过UPS额定电流的25%，最大相的线电流不应超过其额定值。（4）三相UPS输出系统输出电压的不平衡系数（负序分量与正序分量之比）不应超过5%。输出电压的总波形不应超过5%（单相输出不应超过10%）
3、UPS设备的容量选择
（1）UPS设备输出功率（视在功率），按下列条件选择，当UPS给电子计算机设备供电时，单台UPS的输出功率应大于等于电子计算机所有设备额定功率（视在功率）总和的1.5倍。UPS给其他用电设备供电时，应达到最大计算负荷的1.3倍。负荷的最大冲击电流要小于等于UPS设备的额定电流的150%。
（2）UPS供电时间，要按下列条件选择，为了保证用电设备能够按照正常操作顺序进行停机，蓄电池的额定放电时间需按停机所需最长时间来确定，可取8―15min。当供电系统中有备用电源时，为了保证用电设备供电的可靠性和连续性，蓄电池的额定放电时间应按等待备用电源启动正常投入供电的来时间考虑，可取10―30min。当备用电源中设有应急柴油发电机组时，UPS供电时间可以适当减少一点。当用电设备有特殊要求条件时，蓄电池额定放电时间要根据负荷特性来确定，以保证电设备能够连续工作。
4、UPS系统类型。根据用电设备对供电可靠性、连续性、稳定性和电源诸参数质量的要求，不间断电源UPS宜采用以下集中类型
各种UPS系统类型有不同的特点。单一式不间断电源系统，因只有一个UPS电源设备，用于系统容量较小，可靠性要求不高的场所。冗余式不间断电源系统，因UPS电源设备中增设一个或几个UPS电源装置作备用，确保了供电的连续性用于系统容量较小系统中。并联式不间断电源系统，可组成大型UPS供电系统，供电可靠性高，运行比较灵活，便于检修。并联冗余式不间断电源系统，可组成大型UPS供电系统，供电可靠性高，运行灵活，便于检修，用于互联网数据中心、银行的清算中心等重要场所。
结论
UPS主要用于中断供电时间不允许超过豪秒级的不允许中断供电的，用电负荷，为监控中心、消防中心，实时性计算机数据处理系统，互联网数据中心，银行清算中心、证券交易系统等提供服合容量要求的高品的无时间中断的交流电源。
参考文献
[1]任元会等.《注册电气工程师专业复习指导书》.中国电力出版社，2010年
[2]《民用建筑电气设计计算及示例》.中国计划出版社，2012年
关键词：变电站、站用电系统、一体化、整合方案
Researching of Substation AC ＆ DC Power Integration System
Abstract: This paper analyzes the status and problems in station power supplies for conventional substation, base on which the information circulation, low degree of automation, reliability problems exist, poor economy, ioperational inconvenience, life cycle cost increase. This paper provides an integrated scheme for substation AC＆DC power supplies, namely through the network communications, integrated monitoring, system linkage scheme, effective Integrated station AC power supply system, DC power supply sytem and uninterrupted power supply system, The whole station power supplies is managed by integrated monitoring to implement the linkage of auxiliary system.
Key words: Substation; station power system; Integration; Integration programme
中图分类号:TM411+.4文献标识码：A文章编号：
0 概述
常规变电站配有三套独立的电源系统，直流操作电源(DC)、交流不间断电源(UPS)和站用电交流电源(AC)。直流操作电源为控制、信号、保护、自动装置以及某些执行机构等供电。交流不间断电源(UPS)为综自系统的微型计算机、继电保护装置内重要负荷等供电，站用电交流电源除为站内照明、空调、主变冷却、消防等设备供电外，还为直流充电设备、站内通信装置、监控系统的测控保护屏柜等提供二次交流电源。
1 各自独立式电源系统存在问题
2.1 信息流通不畅，自动化程度低
传统站用电源难以实现系统化管理，信息不能共享，无法实现电源设备的状态检修。变电站交流电源系统和直流电源系统均由不同的中标厂家提供，各厂家设计的电源系统均采用不同的通讯规约，并且通讯规约一般不兼容。难以实现对电源系统的网络化管理，其自动化程度较低。
2.2可靠患
由于站用电源信息不能网络共享，针对故障或告警信息不具备进行综合分析的基础平台，不同专业的巡检人员分别管理各自电源子系统，难以进行系统分析判断、及时发现事故隐患。对于涉及需站用电源各子系统协调才能解决的问题难以统一处理。
2.3经济性差
由不同供货厂家分别设计的各个电源子系统，资源不能综合考虑，造成了部分设备的重复配置，一次性投资显著增加。如直流电源、UPS不间断电源分别配置独立的蓄电池，浪费严重；交流系统配置电源自动切换设备，直流电源充电模块前又重复配置交流电源自动投切装置，既浪费又使设备之间难于协调运行。
2 交直流一体化电源的优点
交直流一体化电源系统并不是对交流、直流电源系统的简单混装，具有鲜明的技术优点：
3.1 网络智能化设计，实现信息共享
通过一体化监控器对站用交流电源、直流电源、逆变电源进行统一监控，建立统一的信息共享平台，解决了以往由不同供应商提供的各独立电源通信规约不兼容等问题，提高了系统网络化、智能化程度。
3.2 设计优化
取消直流充电模块前的交流自动切换回路；取消原直流系统对交流部分的数据采集(配电监控)；统一进行波形优化处理，针对逆变电源反灌电流影响充电模块均流进行抑制等；统一进行防雷配置。根据交流进线运行方式，自动调整直流运行，达到最佳方式运行。
3.3 设备资产优化
取消UPS系统的蓄电池，将逆变器直接挂于直流母线。避免了UPS蓄电池维护不精细、损坏不能及时发现的问题。
3.4 利于深层次开发，使站用电源的状态检修成为可能
统一的信息共享平台，可以提高一体化站用电源综合自动化应用水平，减轻运行人员的工作强度，使检修人员现场定期试验和测量工作量减轻到最小，提高了工作效率。能够充分利用已有的状态信息，通过多方位、多角度的分析，最大限度地把握设备的状态，依此制定合理的检修维护策略，为提高设备运行可靠性提供了保障。
3交直流一体化电源实现方案
4.1 直流电源、UPS电源整合原理
直流电源、UPS电源整合方案取消UPS系统的蓄电池，统一由整合系统，提供直流负荷供电电源、逆变器或交流不间断电源UPS的直流供电。整合后的系统主要由直流操作电源、电力专用UPS或逆变、集中监控等部分组成，UPS系统与直流电源共用蓄电池组。
4.2 一体化电源整合方案
将站用交流电源系统、直流电源系统、UPS电源系统全面整合，通过一体化监控模块将站用电源各子系统通信网络化，实现站用电源信息共享，通过开关智能模块化，集中功能分散化，实现站用电源整体模块外无二次接线，上行下达信息数字化传输，站用电源信息共享平台能通过光纤媒介、IEC61850规约与外界进行信息互换。该方案取消各专业相互重复配置的功能部分，将电源系统进行优化整合，由一个设备厂家进行统一设计、统一监控、统一生产、统一调试和统一服务。
一体化电源的一体化监控与各子模块间管理关系如下：
图1交直流一体化电源监控系统图
一体化电源的系统架构如下图所示：
图2交直流一体化电源系统图
4.3一体化电源已解决的技术问题
直流操作电源系统为不接地系统，所以交流侧的UPS装置的交流输入、输出与直流侧必须采取措施进行隔离，如采用隔离变，可避免交流侧的运行及故障影响直流操作电源系统侧的绝缘降低，造成直流系统接地等异常。反之，直流系统接地（绝缘降低），也不影响交流系统正常运行。
4 结论
本文就变电站工程中的交直流电源一体化系统作了探讨和研究，形成结论如下：
1）各自独立式电源存在信息流通不畅，自动化程度低，经济性差，运行不便，全寿命周期成本增加等缺点。
2）交直流电源一体化系统将站用交流电源系统、直流电源系统、UPS电源系统全面整合，有以下优点：网络智能化设计实现信息共享、设备资产优化利于深层次开发、使站用电源的状态检修成为可能。
作者：刘磊（1981-），男，汉族，工程师，广州电力设计院，从电设计工作。
参考文献：
[1] 电力用直流和交流一体化不间断电源设备;中华人民共和国电力行业标准;2008.
[2] 吴凤婷;;变电站站用交直流一体化电源的解决方案[J];南方电网技术;2011年03期.
[关键词]不间断电源 干扰 稳态电压 瞬态响应 负载 并机技术
中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0365-01
一、引言
随着经济的飞速发展以及基层央行对网络建设认识的不断加深，中心机房的建设和改造如火如荼。对于一些重要行业，在其机房中，如果设备比较多，布置比较集中，应该优先考虑使用大功率不间断电源。本文主要针对大功率的不间断电源，特别是对几个能反映生产技术水平，也是用户关心的特性参数进行探讨。
二、不间断电源的输出电压特性
不间断电源的功能有两个：一是市电断电时不间断地对设备供电，另一个就是隔离市电干扰，给负载提供波形稳定而纯净的正弦波。因此，考察一个不间断电源首先就要看它的电压特性。不间断电源输出电压特性主要由下面3个参数来描述。
1）稳态电压精度。
电压太高或太低会使用户设备的寿命缩短，严重时会烧毁设备，使用在线式不间断电源可以提供稳定的电源电压，因此对保护设备和提高设备的寿命是非常有利的。稳态电压精度在平衡负载和非平衡负载时能达到的值一般是不一样的，如果不加区别，厂家应给出非平衡负载时的稳态电压精度。市场参考值是：平衡负载±1%，非平衡负载±2%。
2）瞬态响应特性。
电网在受干扰时会产生电压的瞬时降低或突然升高，极端的电压降低或升高对设备的寿命和可靠性是个威胁，使用在线式不间断电源可使电网电压波动的影响减至尽可能小的程度。瞬态响应特性指负载从0%-100%突加或从100%-0%突减时输出电压的精度，市场参考值是±4%。
3）谐波失真度。
电力经输配电线路传送至用户端时，其间由于各种设备（特别是非线性设备）的使用，往往造成用户端子电压的失真，失真了的电压和电流波形对民网中的敏感设备是一种干扰，谐波电流则会使输电线路的输电能力下降，使输变电设备发热等。一般要求谐波失真度小于5%，在线式不间断电源的失真度小于3%。
4）频率稳定度。
在我国，电网频率是50Hz，但是电网中的发电机运转会由于客户端用电量的突然变化导致发电机转速发生变化，其结果是电网频率产生偏移，然而，在线式不间断电源的输出可提供稳态的频率。
5）突波保护。
在线式不间断电源内部安装有突波吸收器件，用以吸收突波，保护用户设备的安全。
6）电源监控。
配合不间断电源的智能型通信接口及监控软件可记录市电电压频率、停电时间及次数来达到电源的监控，并可安排不间断电源定时开机及关机的时间以节约能源。
三、不间断电源带非线性负载的能力
不间断电源的负载主要是计算机，而计算机电源是开关电源，它们吸取的电流并非正弦波，称为非线性负载，市电容量大，阻抗小，对非线性负载供电时问题不大，不间断电源却有较大的输出阻抗，非线性负载会在不间断电源的输出端产生谐波电压，特别是在谐振频率附近的谐波电压更大，使不间断电源的输出电压失真，而且不间断电源本身的容量也有限，必须要有好的对策对付高波峰因数的负载电流，否则不间断电源可能在带这类负载时经常切换到限流工作，引起输出电压降低，进而影响计算机负载的正常运行。所以现在考虑不间断电源的容量时，也应该考虑非线性负载的影响，因为不间断电源的标称容量同其他电气设备一样，是按负载功率因数0.8来定的，而非线性负载的功率因数常常只有0.6.-0.65，如果要不间断电源带满负荷的这类负载，势必无能为力，所以核定不间断电源容量时，应该进行适当放大。
四、不间断电源的输入特性
不间断电源的输出特性主要决定于不间断电源的逆变器，而不间断电源的输入特性主要取决于不间断电源的整流特性。过去人们不太重视不间断电源的输入特性，谈到输入部分只谈输入电压范围、频率，对输入功率因数、谐波影响则不太关心。有的厂家提供了输入滤波器，功率因数能提高到0.9以上，但出于经济上的考虑，仅仅将其作为可选件，并且还是手动接入的断开的。
其实，设备的功率因数低、谐波电流大会给电网带来很多危害，归纳起来主要有：1）干扰其他用电设备；2）增大输入电流在传输线上的损耗；3）增加前级设备的功率容量，提高投资；4）增大中线电流。
为了达到对负载的不间断供电，不间断电源还经常与柴油发电机配合使用，这时低功率因数的不间断电源对柴油发电机和其负载的危害会更明显。
传统开关电源的功率因数，由于使用PFC（功率因数矫正）电路，普遍能达到0.99以上，高频PWM整流技术更为大功率不间断电源的输入特性的改善提供了可行性，相信高功率因数的不间断电源将是人们今后追求的选择。
五、不间断电源并机技术
目前主要有两种并机的拓扑结构：一是串联，另一种是并联。
（1）串联结构
两整的不间断电源同步工作，但一台不间断电源的输出接到另一台不间断电源的静态开关，前者是从机，后者是主机，平常主机输出全部负载电流，主机故障时切换到从机，这种结构的并机系统最大的问题是主机的静态旁路没有备份，如果主机的转换控制失灵或出现静态旁路故障，即使从机正常，也不能切换给负载。
（2）并联结构
并联结构有两种工作模式：一种是功率均分方式，另一种是热备份方式。
功率均分方式是：两台不间断电源在正常情况下平均承担负载电流，一旦有一台不间断电源出现故障，间断电源退出，另一台承担全部负载电流。这种方式的并机系统既可以用于容量扩充，又可以用于系统备份，比如，两个30VA的不间断电源在功率均分模式下并机工作，可以带60kVA的负载，但如果要实现备份，则负载容量必须限制在一台不间断电源的容量，即30kVA之内。
并联热备份方式是：两台不间断电源同步工作，但平时只有一台对外输出功率，另一台处于热备份状态。一旦一台出现故障，立即切换到另一台，热备份方式没有容量扩充的功能，值得一提的是，目前有的厂家又提出了改进型的热备份方式，它把两台不间断电源的蓄电池并联起来，系统除了有整流器1和逆变器1，整流器2和逆变器2组成的通路外，还提供由整流器1和逆变器2组成的通路和由整流器2和逆变器1组成的通路，也就是说，系统大大减少了自身整流器和逆变器故障引起的到静态旁路的切换次数，同时，两台不间断电源的蓄电池并联在一起也避免了可能发生的一组蓄电池经常放电，而另一组蓄电池长期不放电的现象，这对蓄电池的维护很有意义，而且在蓄电池上花同样的钱可以获得两倍的延时，所以说，这种热备份方式不失为一种好的选择。
参考文献
关键词：不间断电源；改造；设计；实施
前言
景洪电厂位于云南西双版纳州景洪市北5km，装机容量共1750MW，电厂以500kV和220kV两级电压接入电力系统，担负基荷及调频、调峰和事故备用任务，在整个云南电网中具有举足轻重的作用。
监控系统作为电厂生产过程控制的核心，其可靠性指标已成为评估电厂性能的主要因素，而一套完善的监控UPS电源系统无疑是保障监控系统设备连续、可靠运行的重要前提。
1.原UPS电源系统情况概述
景洪电厂监控上位机原UPS电源系统为双机并机单母线系统，其接线方式及所带负载见附件一。UPS系统两路交流进线来自电厂400V自用电的两段，经隔离变后为两台UPS主机供电；两路直流进线来自保护直流系统；UPS输出为单一母线，所有负载均从该母线取电。该接线方式存在以下设计缺陷：
（1）存在严重的单点故障，若隔离变出现故障，则会导致UPS主机的两路交流进线完全失电；
（2）出线为单一母线，导致母线不存在停电检修的条件；若该母线失电，则会导致监控系统上位机系统失电，造成不可预知的事故，甚至有可能造成设备重大事故；
（3）未配备专用的蓄电池，不能满足厂用电停电情况下设备的供电需求。
《南方电网调度自动化系统不间断电源配置规范》中明确规定，UPS电源系统宜采用双机双母线带母联运行接线方式，且每台UPS电源应至少配备一组蓄电池组。
综上所述，须对原UPS电源系统接线运行方式进行重新设计并改造。
2.改造工程设计
2.1运行接线方式
新UPS电源系统严格按照《南方电网调度自动化系统不间断电源配置规范》设计，电源系统接线及所带负荷见附件二。运行接线方式说明如下：
（1）沿用原两路UPS交流进线，交流进线一作为两台UPS主机的主路输入电源分别接到两台UPS主机的主路输入端子，交流进线二通过隔离变后作为两台UPS主机的旁路输入分别接到两台UPS主机的旁路输入端子，这样就实现了每台UPS主机的两路市电均分别取自电厂厂用电的不同段。
（2）两路UPS交流进线处加装单刀双掷开关，当UPS主路输入失电时，可通过切换单刀双掷开关由交流进线二暂时作为UPS主路输入使用。
（3）蓄电池组一、蓄电池组二分别为两台UPS主机提供直流输入。
（4）两台UPS主机输出各带一段母线，实现系统的双母线配置。
（5）双母线间安装两个母线联络开关，母联开关的双重配置是一种防止两段母线带电是闭合母联开关的防误操作措施。
（6）双电源供电设备的两路交流输入电源分别取自UPS电源系统的两段输出母线（如附件二图中的监控主机、历史数据服务器等）。
（7）冗余配置的两台单电源设备，交流输入电源分别取自UPS电源系统的两段输出母线（如附件二图中的集控通信机、省调通信机、网调通信机等）。
（8）单套单电源设备供电，须加装静态切换开关即STS装置（如附件二图中的GPS对时装置、ONCALL语言服务器等）。
2.2UPS及蓄电池容量的确定
目前UPS容量的确定存在以下两个原则：
（1）UPS 容量较负载的损坏概率，但可能造成市电停电时，电池放电电流过小而不宜过大.使其过度轻载运行。过度轻载运行虽有利于降低逆变器放电时间偏长，在电池保护装置故障时，电池组被深度放电，而遭永久性损坏。
（2）UPS 容量不宜过小，使其长期处于重载运行状态。这样虽可节省一部分投资，但由于逆变器处于重载运行，其输出波形将发生畸变，输出电压幅值抖动过大。这样既不能为负载提供优质电源，还极易造成UPS 逆变器的本级驱动元件损坏，所以，即使从经济角度讲也是得不偿失。目前一般推荐UPS负载量不宜长期超过其额定容量的8O%。
在以上两个原则的前提下，结合我厂实际情况，并考虑到监控系统扩容的可能性，选择采用了两台20kVA的UPS主机。
为保证系统交流断电时，UPS电源能不问断地向监控系统高质量供电。蓄电池的配置尤为重要。根据“集团公司大中型水电站无人值班技术规范”要求：上位机专用电源的容量在交流电源消失时应满足设备运行4小时以上。考虑到蓄电池使用过程中的老化问题，本次设计整个双母线系统后备时间达到6个小时。电池容量选择应遵循以下原则：即电池必须在后备时间内供电给逆变器，且在额定负载下，电池组电压不应下降到逆变器所允许的最低电压以下。两组32只12V 100Ah蓄电池完全满足断电延时6个小时后备时间要求。
3.改造工程实施
3.1实施原则
（1）对于监控系统中的冗余设备，在改造过程中，不能使冗余的设备同时失电。冗余设备同时停运将会导致监控系统部分功能失效，具体情况见下表：
（2）工程实施过程中尽量缩短各系统服务器、磁盘整列等双电源设备单电源供电的时间。
（3）当系统在电源转移的过程中单电源供电时，必须保证该单电源为UPS电源，且UPS电源带蓄电池组运行。
3.2实施技术要点
（1）实施过程中配置临时电源，临时电源取自保护UPS电源系统。
（2）对冗余设备进行负荷转移，冗余负载中的一台设备由原UPS供电，另一台设备由临时电源供电。
（3）将单套设备进行负荷转移，由临时电源供电。
（4）拆除原UPS电源系统中的UPS主机一。
（5）安装新UPS电源系统中的UPS主机一。
（6）安装新UPS电源系统中的UPS配电柜一，并完成到负载的配线工作。
（7）将原UPS供电设备进行转移，由新UPS主机二供电。
（8）拆除原UPS电源系统中的UPS主机二。
（9）安装新UPS电源系统中的UPS主机二。
（10）将临时电源供电设备进行转移，冗余设备由新UPS主机一供电，单套设备由静态切换开关供电。
【关键词】Ups；发展现状；优缺点；稳定性对策
一、 Ups的发展现状
全称为Uninterruptible Power System或者Uninterruptible Power Supply。即不间断，是将与主机相连接，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。主要用于给单台、计算机网络系统或其它如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应。不间断电源以逆变器、整流器为主要组成部分，以电池为储能装置，不仅可以为用户提供备用电源以防止重要设备因电能中断而遭受损坏，还可以提高电能质量，使设备免受高低电压、突波、杂讯、频率不稳及电磁的干扰，满足用户对于电能质量的需求。
根据市场调查显示，国内UPS生产企业众多，规模较大。截至2012年有近3000家，按企业的销售规模统计，销售规模在500万-2500万元的UPS企业数量最多，有1380多家，而销售规模超过1亿的企业最少，仅十几家。2013年UPS企业实现产值73.12亿元，而截止到2015年，产值已突破100亿元。
从UPS的国内市场规模来看，近年来国内UPS市场销售额逐年增长。2009年为57亿元，2010年达到64亿元，2013年为73多亿元，而且根据最新资料显示2014年已超过80亿元，2015年更是突破100亿大关，前景一片大好。
二、 Ups供电原理
Ups由整流器、逆变器、交流静态开关和蓄电池组组成。平时，市电经整流器变为直流，对蓄电池浮充电，同时经逆变器输出高质量的交流纯净的电源供重要负载，使其不受市电的电压、频率、谐波干扰。当市电因故停电时，系统自动切换到蓄电池组，蓄电池放电，经逆变器对重要设备供电。
Ups的不间断特性，体现在其转换时间工作程序上，当市电与逆变器进行切换时，其控制系统会适时地检测市电的同步范围，在市电不超限时，逆变器实现“先通后断”的供电，从而保证了供电系统的“不间断切换”。
三、 Ups优缺点
（一）优点
1.防雷电： 由于UPS不间断电源是安装在设备与市电之间的，可以滤除电网中的电磁干扰，其原理是在UPS的输入端增加一个避雷模块。UPS电源可以阻挡包括雷电在内的所有的电磁脉冲的侵入，增加了UPS电源避雷功能。
2.抗干扰：不间断电源解决了很多电源干扰问题，如瞬间停电时立即由UPS将电池直流电源转换成交流电继续供电；.高低电压保护；波形失真处理等等
3.持续性供电：UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件、稳压稳频输出，能够提供持续、稳定、不间断的电源。UPS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。
（二）缺点
1.一般来说大部分的 UPS 电源系统都为单机系统，也就是说当 UPS 系统出现问题时，负载只能通过旁路供电。而对于某些要求严格的用电设备，显然这种方案是不能完全解决这个问题的。
2.供电的不稳定性：Ups供电不稳定有很多原因。
（1）蓄电池电压较低，为其充电十多个小时后，电压指数没有变高。首先检查充电电路输入输出电压是否正常，如果输入正常，就检测输出是否正常，断开蓄电池再测，若输出方面也没有问题则为充电电路故障。若断开蓄电池后充电电路输入、输出均正常，则说明蓄电池是因为很久没有充电、超额放电或者是寿命期已到等原因所致。
（2）在接入市电时每次打开UPS，就会听到继电器反复的动作声，UPS面板电池电压显示过低并且蜂鸣器不停发出声音。 这是因为蓄电池电压过低，导致UPS启动不成功造成的。此时要拆下蓄电池，先进行均衡充电（所有蓄电池并联进行充电），若仍不成功，则只有更换蓄电池。
（3）在市电供电正常时启动UPS，如果逆变器工作指示灯发亮，蜂鸣器发出不连续声音，UPS只能在逆变状态下运转，不能在市电状态下工作。这说明逆变供电向市电供电转换部分发生了故障，要检查市电输入保险丝是否完好，如果市电输入保险丝没有问题，则检查市电整流滤波电路输出是否正常，若市电整流滤波电路输出正常，就检查市电检测电路是否正常，若市电检测电路正常，再检查逆变供电向市电供电转换控制输出是否正常。
四、 解决供电稳定性对策
（一）注意开关机的顺序：开机时先开UPS，稍后（最好是滞后1-2分钟，让UPS充分进入工作状态）再开通负载的电源开关，而且负载的电源开关要一个一个依次去开通：关机时顺序正好相反，先一个一个地关掉负载的电源开关，再关掉UPS。UPS要长期处于开机状态，而计算机等负载则每次要使用时才开机，用完后只要关掉计算机等负载的电源开关即可。这样有利于延长它的使用寿命，当然间接的对它的供电稳定性产生积极影响。
（二）匹配关系要对：UPS高频机仅适合贸易场合使用，产业领域的UPS配用需选用工频机。EPS配用于灯具照明时，必需参考各种详细灯具的功率因数：荧光灯为0.6-0.8，白炽灯及卤钨灯为1（如1KW照明型EPS最大仅能配带800W的电子式荧光灯或600W电感式荧光灯或1000W白炽灯）。UPS/EPS机器长期运行的最佳带载率为70%以下，这对机器及负载均有好处，也有利于供电稳定性。
（三）Ups电池维护：正常时，电池每四到六个月充、放电一次，放电至关机后充电，且标准机充电时间不得少于12小时。 在高温地区，电池每隔两个月充、放电一次，标准机充电每次不得少于12小时。留意：同一组蓄电池中新旧是不能混用的而且容量和型号不同的也不能混用。旧蓄电池容量低于标定容量60%的不能在本机器上使用，应及时更换，否则会加大损坏本机的风险。
（四）控制好温度：UPS是精密的电气设备，内部温控非常重要，所以安装UPS时要选在通风条件好而且散热也好的地方，不间断电源工作环境应该与计算机的工作环境相同，温度应控制在5℃以上，22℃以下；相对湿度控制在50%以下，上下幅度不超过10%。保证不间断电源在适宜的环境中工作，不仅能使机器稳定的工作，还能更好的延长机器寿命。
（五）遵守厂家的产品说明书有关规定：使用ups时应严格按照使用说明来操作，保证所接的火线、零线、地线符合要求，用户不得随意改变其相互的顺序。比如，美国某品牌UPS电源的交流输入接线与我国的交流电输入插座的连接方式正好相反。还有例如三相UPS需要注意相序问题，否则会出现相序错误报警，其他品牌也是如此。按照说明书操作是最安全的也是对ups伤害程度最低的，有利于提高其供电稳定性。
（六）经常性维护：UPS电源的维护与使用是分不开的，有科学的使用方式还应该有正确的维护方法，这样才能达到UPS的高利用率。
1.维护时候，必须在关机的情况下进行，以免内部高压产生电离使带电粒子触发igbt造成设备故障。
2.若具有维修旁路的ups电源可转至维修旁路后再维护，但此时内部仍带电。
3.维护工具使用真空式吹风机即可，千万不能用湿布。
4.不能将金属工具或类似的金属零件放在电池上。
5.在拆电池连接端子前，必须先断开连接在电池上的负载。
五、 结语
根据在生产生活工作中的经验，介绍了UPS的工作原理，分析了其供电不稳定的原因及对策，希望对于今后蓄电池维护工作具有一定借鉴意义。
参考文献：
关键词：逆变系统；PFC电路；输入均流；设计探究；UPS
中图分类号：TM46 文献标识码：A
1.逆变系统
含义：逆变系统包括直流升压电路，逆变电路，驱动电路，保护电路以及通信电路等等。逆变器是指将直流转换成交流的换流器，输入直流可以是低压输入或者高压输入，通过内部直流升压电路提供高压直流给逆变电路，逆变电路根据需求有单相逆变和三相逆变。保护电路是指防止电流冲击、电压冲击、输出短路、器件过温保护等保护系统可靠性，避免逆变系统受外部冲击等影响正常输出的辅助电路。
2. PFC电路
2.1 作用
PFC的英文全称是PowerFactorCorrector，意思是功率因数校正器。随着开关电源的普及应用，普通的整流电路PF值低，输入无功功率大，电力效能低，同时对市电电网存在较大谐波干扰，影响整个电网的稳定性和高效性，所以对产品的功率因数要求越来越高。PFC就是通过主动式和被动式两种方式，提高整流电路的PF值，减少无功功率输入和谐波干扰，减小整流过程中的电能损耗，起到节能的目的。
2.2 分类
PFC理论上可以分为主动式和被动式两种，主动式为有源电路控制方式，可以拥有更高的功率因数（大于0.99），适应宽范围的输入电压，但需要专用集成路进行PFC控制，所以产品电路复杂，成本高昂；被动式为无源电路控制方式，功率因数达到0.8已经是非常好的产品，但是它的优点是电路简单，成本低廉，稳定可靠，缺点是PF值低，体积较大。在一些小功率的开关电源产品中应用广泛。
2.3 主流PFC控制芯片
随着半导体技术的发展和电源开关电源技术的不断创新，主流的半导体生产厂家推出各种类型的PFC控制芯片，极大简化了PFC控制电路的设计，比如TI公司推出的UC系列产品，其中经典产品UC3854，还有比如ON公司推出的NCP1654，IR公司推出的IR1150，凌特公司推出的LT1248，仙童公司推出的FAN4810等等产品，随着PFC控制技术研究的深入，在新型拓扑结构和新型控制方法的不断突破和创新，将会有更多的更好的PFC控制芯片面世。
3. UPS
3.1含义
UPS（Uninterruptible Power System），就是为了解决市电突然掉电或者突变导致设备损坏而研发的，通过市电将电能存储在蓄电池上，通过主机PFC电路、逆变器等模块电路将不稳定的，质量差的市电转换成稳压，波形质量好，不间断地供电给系统设备。主要用于给单台计算机、计算机网络系统、交通通信设备或其他电力电子设备提供稳定可靠的、不间断的电力供应。
UPS的最主要功能：稳压输出，滤除谐波，不间断供电。在市电电网正常供电时，UPS通过内部的PFC整流控制模块，电池模块和逆变模块的能量转换，消除电网中的脉冲冲击，谐波干扰和幅值波动，起到稳压器和滤波器的作用，保证电力电子设备可靠稳定地运行；在市电电网断电时，通过电池模块和逆变模块提供交流供电给负载，通过UPS整个系统的控制系统，可以做到市电电网掉电时输出不掉电，这样就使电力电子设备保持正常运行状态，真正保证了设备的不间断运行。
3.2 逆变拓扑选型
随着不间断电源技术的不断发展和市场的不断扩大，传统两电平结构比如H桥逆变等已经无法满足市场需求，因此具有谐波小、损耗低、效率高等优势的三电平拓扑结构便应运而生。
目前针对三电平拓扑结构有很多种，最常见的两种拓扑结构为三电平“I”型和三电平“T”型，两种拓扑互有优势。I型三电平电路，每个管子只承受一半直流电压，开关损耗低，而且开关频率越高，开关损耗低的优势就越明显；T型三电平电路，主管承受全部直流电压，钳位管承受一半直流电压，对比I型三电平会少两个元件，同时控制算法简单。
4. UPS不间断电源中的PFC电路
主动式PFC整流的根据控制的变量不同，可以分为以下4种方式：峰值电流控制；滞环电流控制；单周期控制技术；平均电流控制。以上4种方法都有各自的优缺点：峰值电流控制，因为只控制电流的峰值，与电流平均值误差较大，THD值存在较大缺陷，同时对噪声的敏感，易产生次谐波振荡等等缺点，该技术将逐渐被淘汰；滞环电流控制，设置最大电流参考和滞环回差值，虽然提高了电流控制精度，但是缺点同样明显，开关频率难于做到恒频控制，在实际应用不多；单周期控制技术，该技术主要特点是反应快，精度高，于每个开关周期内对电流进行调节，能有效地抑制电源侧的扰动，既没有稳态误差，也没有暂态误差。单周控制能优化系统响应、减小畸变和抑制电源干扰，整个控制系统具有反应快、动态特性良好、开关频率恒定、易于实现、抗干扰强、控制电路简单等优点。缺点是需要快速复位的积分电路。平均电流控制，主要是在峰值电流控制和滞环电流控制的基础上进行调整，集中了峰值电流控制的恒频控制优点和滞环电流控制的精度优点，可以提供极低输入THDv和THDi，同时，简化了输出滤波器的设计，且因为有电流控制器做调节，取的是平均电流，所以提高了系统在噪声干扰下的稳定度和精度。主要缺点是：控制电路复杂，需检测电感电流需电流控制环路；参考电流与实际电流的误差随着占空比的变化而变化，可能引起低次电流谐波。但目前平均电流控制是应用最广泛、技术最成熟的PFC控制方式。
5.三相UPS高效前级PFC设计实例
三相UPS项目后级采用三路单相T型三电平逆变，通过DSP控制三路逆变输出相位相差120°构成三相逆变输出；三相UPS前级采用凌特的LT1248控制芯片，通过三路单相PFC整流电路构成三相UPS的PFC电路，电路结构简单，性能优良。
三相不同输入的均流问题，系统通过采样三相的输入电流，经过均流电路，把每相输入电流和三相平均输入电流的差值引入到各路的LT1248电流环中，使得每路的输入电流保持均衡。
单相PFC整流电路采用单电感双boost功率拓扑，节省了一个功率电感，同时整合整流和升压电路，电路更简洁，成本更低，如图1所示。
实际产品开发应用过程中，根据产品的性能指标，安规和认证的要求，需要在输入增加LC滤波电路，同时在PFC的工作前需要对正负BUS进行缓启动处理，防止PFC模块启动瞬间的冲击电流损耗器件，同时为了保证提供给后级逆变系统平衡的稳定的正负BUS电压，还需要对正负BUS进行均压控制，BUS过压保护，这些指标要求需要对正负BUS电压采样并通过硬件处理后送入LT1248的控制环路，保证每路的PFC功率模块正常工作，同时为增加系统可靠性还要加入系统输入电流过流保护，功率器件的过温保护，IGBT的过流保护等等措施来满足产品的规格设计要求。
参考文献
[1]杨成林，陈敏，徐德鸿.三相功率因数校正（PFC）技术的综述（1）[J].电源技术应用，2002（8）：50-55.
【关键词】DSP；UPS；锁相
Abstract：In order to avoid a big impact on load when the UPS inverter switching，UPS inverter’s output voltage must be consistent with the grid voltage in frequency and phase.Fast and reliable software phase-locked tracking technology can accurately provide the standard sinusoidal voltage for the digital inverter with the same frequency and phase to the grid voltage.This paper mainly discusses the phase-locked technology of full digital UPS based on TMS320LF2407.
Key words：DSP；UPS；phase-locked
1.引言
UPS，不间断电源，是指在市电正常或故障情况下均可为负载提供可靠、稳定的电源形式。多用于在一些关键性的负载如计算机机房、医院等场合，为负载提供了最多的电源故障保护。然而传统的在线UPS有多个功率部分和模拟控制器，是一个非常复杂、昂贵的系统。因此，适合现代科技发展的高质量、高可靠性全数字UPS（不间断电源）的研究就成为人们十分关注的课题。数字化控制以控制简单、灵活，输出性能更加稳定，可以实现模拟控制所难以达到的功能等诸多优势成为电源研究领域的一大热点。随着微电子技术的发展，为电力电子提供了越来越多的解决方案，使UPS电源的全数字制、各种先进控制策略的引入逐步成为现实。
本文主要讨论在基于TMS320LF2407数字化控制平台的UPS中的关键技术之一--锁相控制技术。
2.锁相意义
不间断电源工作过程中存在两次切换：一是电源启动时由旁路向负载供电，逆变器空载运行，同时启动锁相功能，调整逆变输出跟踪电网频率和相位，当逆变输出跟踪上电网频率时切换至逆变器为负载供电；二是当逆变电路发生故障，或者当负载有冲击性（例如启动负载时）或过载时，控制系统将封锁PWM输出停止逆变器对负载的供电，同时接通旁路开关，由电网直接向负载供电[1]。
为有效保证逆变旁路切换过程不对负载产生过大的冲击，UPS逆变输出电压必须与电网电压的频率及相位保持一致。因此，UPS系统引入了锁相控制技术，软件锁相技术是数字化UPS的重要环节之一。快速可靠的软件锁相跟踪技术可以准确地为逆变器数字化控制提供与电网电压同频同相的标准电压参考正弦波。
3.锁相环基本原理
锁相环是一个闭环的相位控制系统，能够自动跟踪输入信号的频率和相位[2]。它由相位比较器、低通滤波器、压控振荡器三部分组成，其控制框图见图1。
其工作原理为：将压控振荡器的输出信号uo（t）与电网的采样信号ui（t）两路频率与相位不同的信号送入相位比较器，生成的误差信号ue（t）的幅度与uo（t）和ui（t）信号的相位差成正比。ue（t）经低通滤波器处理后将向外送出一个相当于ue（t）信号的平均值的控制电压信号uc（t），压控振荡器在信号uc（t）的控制下将调整输出电压信号uo（t）的频率和相位，从而使uo（t）与ui（t）两路信号的频率和相位差逐渐减小。
4.在线式UPS的锁相控制技术
根据单相UPS逆变器的控制电路产成SPWM波方式的不同，实现UPS的锁相控制方法有很大区别，下面分别讨论。
4.1 在线式UPS的模拟锁相控制技术
传统的在线式UPS电源，其锁相控制原理框图如图2所示[3]。当供电正常时，电网电压检测电路输出高电平，50Hz电网电压经波形变换电路被转换成周期为20ms的单极性“倒置全波整流”信号，再送到模拟开关1的输入端，经过模拟开关2后产生一串电网电压同步跟踪信号。由于变频器的输出信号是周期为20ms的同步捕捉信号，因此加在多谐振荡器控制端上的电网同步跟踪信号可对高频振荡器的高频输出脉冲进行相位调整，以确保正弦波发生器输出50Hz的基准正弦波。经过锁相同步电路，即“锁相环”，该正弦波总是与电网电压处于同频同相的同步跟踪状态。当供电异常时，则由多谐振荡器产生本振频率为20kHz的信号，经分频器输出500Hz的脉冲序列，然后经正弦波发生器产生稳频的50Hz标准正弦波。
传统的正弦波信号发生器采用反馈振荡电路，利用电路的自激振荡和选频作用输出正弦波，但是低频模拟振荡器有一个缺点：受电压和温度的影响大，输出信号的频率和幅度稳定性差，很难达到作为交流基准的要求；而且完全用模拟器件使得控制电路结构相当复杂，不便于生产，难以调试[4]。
4.2 在线式UPS的数字锁相控制技术
在线式UPS的数字锁相控制技术中采用微处理器作为核心控制芯片，并采用软件实现相位锁存的方法，其电路一般由以下几部分组成：交流电压互感器，精密整流电路，过零比较器，低通滤波器，反相器，模拟切换开关及微处理器.其电路组成框图见图3。
该电路工作原理为：电网交流电压经过电压互感器隔离降压成为与电网电压同频同相的低压交流信号，一路经过精密整流电路成为正极性的半波直流电压信号，通过微处理器内部的A/D转换器，测得电压的幅值；另一路经过电压过零比较器输出交流信号的正负极性，经过I/O口进入单片机，这样就可测得外部交流电压的实时波形数据，在将采集的波形数字序列经过D/A转换，即可以输出正弦波。由于电网电压中含有大量谐波成分，经电压互感器采集的交流电压信号并不是纯净的正弦波，所以采用直接输出方式产生的波形并不是稳定纯净的正弦波。
因此，在PWM输出后加入数字低通滤波器以滤除高频谐波成分，从而保证输出电压的稳定性和纯净度[5]。
其具体实现过程是：首先，用数字序列调制单片机内部的PWM脉宽调制电路，使之产生的脉冲方波宽度正比于信号幅度，如果微处理器采用20MHz晶振，PWM输出为8位分辨率时，输出方波的最高频率为78KHz，所以在PWM输出端加一个积分常数很小的RC低通滤波器就可以得到很平滑的半波输出波形，低通滤波器造成的相位延迟可以忽略不计。该信号一路直接送到模拟开关，另一路送到反相电路成为负极性的半波电压信号，再送到模拟开关，这正负极性两路电压信号经过单片机控制的模拟开关切换，就输出与外部电网相位同步的正弦波信号。当电网出现故障时，微处理器将读取其存储器中储存的标准50Hz正弦波序列以控制逆变输出。
4.3 在线式UPS的软件锁相控制技术
随着微电子技术的发展，出现了许多性价比高的用于电机控制的专用微处理器，微处理器内部集成了PWM波产生电路，可以通过软件编程来改变PWM波输出频率。UPS中的软件锁相控制就是基于此类微处理器，以程序计算方式来实现。其软件实现的方式有两种。一种是需要对市电电压和逆变输出电压两路信号进行滤波整形，变换为与其同频率的方波信号，通过微处理器的捕获引脚捕获方波上升沿的跳变，由捕获值来计算频率及相位差，以此调整输出SPWM波的频率，使得两路信号的频率与相位保持一致，其锁相同步控制原理框图如图4所示。另一种方法只需对市电电压进行方波变换，在对市电变换方波的捕获中断中，通过判断SPWM输出波的相位相对于市电相位的超前或滞后，通过改变SPWM定时器周期值来调整SPWM波下周期的输出频率，从而实现频率跟踪[38]。两种方法的共同之处是：都事先设定电网电压频率为50Hz，根据SPWM载波频率将每个电压周期分为N等份（当载波频率为78KHz时，N=150），将对应时刻的正弦值制作成表存在微处理器的存储器中，保持每SPWM周期输出序列个数N值不变，调整载波频率实现对输出电压频率的调整；它们的实现过程都依赖于两个中断，一个是SPWM载波周期定时器中断，一个是捕获中断（可通过设置捕获中断方式使得捕获中断发生在正弦波周期的零相位时刻）。
由于两种方法都是通过调整SPWM频率实现逆变输出对市电电压的锁相，稳态时其跟踪精度较高，但动态性能不好，锁相环启动时的跟踪调整速度较慢，因此同步响应速度有待提高，且需进一步增强同步的抗干扰和容错能力[6]。
5.结论
本文所研究的基于TMS320LF2407数字化控制平台的UPS的软件锁相技术，锁相精度高，易于实现，可以很好地满足不间断电源的锁相技术要求。
参考文献
[1]林新春，康勇，熊建等.UPS逆变电源波形补偿技术研究[J].电气传动，2002.
[2]单鸿涛.陈息坤.康勇，鹿婷.一种新型实用数字化并联UPS系统[J].电气应用，2005.
[3]祁亚萍，戴瑜兴.基于DSP的数字化UPS锁相设计[J].低压电器，2004.
[4]BusoS.Robust.Control of Single Phase UPS.IEEE And electrConf，2004，19：825-831.
[5]Malesani L，Mattavelli P，Buso S.Robust Dead-beat Current Control for PWM Rectifiers and Active Filters.IEEE Trans Ind Application，2005，35：613-620.