陕西 西安的UPS基础知识

一、UPS的概况

1、UPS的概念

Uninteruptible Power System的英文字首简称为UPS，即我们所说的不间断电源系统，依照字面上的解释即为电力系统停止供电时，在极短的时间内取代原有的电力设备，继续供电给负载系统使用。

其工作原理：首先在正常时利用整流装置将交流输入整流成直流电力，然后一路对蓄电池充电，一路籍以将直流电力供给逆变器，逆变器将直流电力转换成稳定的交流电力输出经静态开关装置供给负载使用。当输入电力中断时，由储存在蓄电池内的直流电力供应逆变器工作转换成交流电力供负载使用。待市电完成供电准备后，才停止由蓄电池输出转换。

二、UPS的组成概要

   依UPS内部构造可分为：电池组、充电器、逆变器及静态开关。

1、电池组

   UPS所用的电池种类相当多，其差别在于极板材质、构造及电解液成份的不同，目前广泛UPS采用的为铅酸免加水电池，其优点在于重量轻、寿命长。电池容量单位为安培/小时（Ah），数值越大则表示电池的容量越大，一般UPS标准放电时间在满载状态下最长不超过15分钟，若使用者欲延长放电时间则需另外加长效型充电电路来使用，由于电池为UPS市电中断后的电力来源，故其电池的品质及可靠度是不容忽视的，所以电池的品牌亦是选择UPS的指标，最好能尽量选世界知名品牌。

2、充电器

   电池充电器经由变压器与市电隔离，对电池充电及提供逆变器电力，此电源需有足够的容量，但又必需有一定限流装置电路来保护电池的寿命，一般而言，对已耗尽电力的电池进行充电，将花费其放电时间常数的 8～10倍才能回充至额定压的80％，故标准型小容量在线式每放一次电需8小时以上的充电时间才能恢复电力。

3、静态开关

   静态开关可由两个单向可控硅组成，以可控硅的高速开关特性来补偿输出继电器触点跳接时间，使AC与INV转换时，转换时间小于5ms，因为继电器的跳接时间不能满足UPS负载的要求（电脑允许断电的最短时间小于6ms）。

4、逆变器

逆变器是一种电力转换电路，它所担任的工作是将直流电源转换成一般的交流电，在UPS领域内利用整流器将交流电力整流成直流电力，然后再经逆变器转换成交流电力，即所谓的AC-DC-AC，使输出电源更为纯净，其具备如下功能：

（1）反转：将整流器及电池组所供应的 直流电源换成交流电源，波形失真小于5％。

（2）稳定：保持交流输出电压再负载能接受之范围内（2％），频率漂移则0.5％。

（3）限制：本身具有过电流感，当超载时用于保护自身和负载。

三、UPS的作用和特点

1、UPS的作用

 （1）市电中断的情况下，能利用自身所带的蓄电池通过逆变电路将直流电转换为220V交流电给计算机及网络系统供电，保证计算机及网络系统能正常运转。

 （2）对市电有稳压作用，能在电网电压波动时稳定电压。

 （3）能抑制电网的电力谐波干扰、电压瞬间跌落、高压浪涌、电压波形畸变、电磁干扰等电力污染，为计算机及其它设备提供电压稳定、波形纯正的电力供给，保证计算机及网络系统的正常工作和数据不受干扰。

2、UPS的特点

（1）高可靠性

   系统应具有能提供连续提供高质量的UPS逆变电源的供电能力。这就意味着，在UPS供电系统的运行中，既不允许出现任何瞬间供电中断／停电事故，也不允许出现由普通的市电经交流旁路直接向用户负载供电的情况。为此，要求UPS供电系统应满足如下要求：

——允许在UPS逆变电源连续供电的条件下，执行不停电的维护和检修操作。

——万一在用户设备端出现短路故障时，应将故障的影响缩小到尽可能小的范围。

（2）高抗干扰性

   UPS供电系统能使互联网设备获得高“可利用率”，并可为其创造优良的运行环境。大量的运行实践表明：电源干扰问题是造成互联网设备的“可利用率”下降的重要原因之一。在此需说明的是：电源干扰不仅来源于普通的市电电网，它还来源于设计不完善的UPS本身及用户的互联网设备本身。这是因为配置在IDC和MDC机房内的服务器、磁盘阵列机和交换机等均内置有开关电源，这种整流滤波型非线性负载会向UPS供电系统反射3～23次低次谐波干扰，可能带来降低话音质量的恶果。实践证明，过大和过频地出现电源干扰，轻者会导致互联网的传输速率下降，网络服务器的数据丢包率增大等隐性故障，从而导致互联网设备被迫进入“降额使用”状态，严重时会导致网络瘫痪。

   由此可见，高速信息网络技术的迅猛发展，对UPS 供电系统所能提供的电源质量提出更为严格的要求。

 （3）具有防雷击、抗高能浪涌的功能

   雷击、闪电及电网上的高能浪涌严重威胁UPS系统和计算机网络的安全。如无相应的保护措施，将造成UPS系统及计算机网络的硬件和软件的损坏。UPS应具有这方面的保护电路，其指标应符合国家及国际安规标准。

 （4）过载能力强

   由于计算机等负载属于整流型负载，在启动时往往有较大的瞬态冲击电流，如果UPS的过载能力弱，有可能造成严重后果导致系统不能正常安全运行。

 （5）智能化监控

在UPS和计算机/网络之间建立起双向通信监控管理功能。利用监控软件监控管理UPS的运行、操作。当市电中断或UPS电池低电位时，监控软件可做到将计算机中的数据自动安全存盘、系统安全关机然后关闭UPS，避免因电力突然中断而造成操作系统的损坏和数据资料的损失，以实现数据的完整性保护。