ups電源

UPS即不間斷電源，是將蓄電池(多為鉛酸免維護蓄電池)與主機相連接，通過主機逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設備。主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)或其它電力電子設備如電磁閥、壓力變送器等提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應。當市電輸入正常時，UPS 將市電穩(wěn)壓后供應給負載使用，此時的UPS就是一臺交流式電穩(wěn)壓器，同時它還向機內(nèi)電池充電;當市電中斷(事故停電)時， UPS 立即將電池的直流電能，通過逆變器切換轉(zhuǎn)換的方法向負載繼續(xù)供應220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。UPS 設備通常對電壓過高或電壓過低都能提供保護。

UPS是針對中國電網(wǎng)環(huán)境和網(wǎng)絡監(jiān)控及網(wǎng)絡系統(tǒng)、醫(yī)療系統(tǒng)等對電源的可靠性要求，克服中、大型計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)集中供電所造成的供電電網(wǎng)環(huán)境日益惡劣的問題，以全新的數(shù)字技術研制出的第三代工頻純在線式智能型UPS。直流電源，是維持電路中形成穩(wěn)恒電流的裝置。如干電池、蓄電池、直流發(fā)電機等。

UPS和直流電源是企業(yè)重要的供電保障設備，傳統(tǒng)的維護管理包括：①日常巡檢外觀，定期更換電池、濾波電容、風機等易損件，大修時做電池活化等;②改造或采用換代設備，使用高級工具測試電池性能。這種管理方式企業(yè)投入成本高，維護人員工作量大，不易實時掌握設備運行狀態(tài)和關鍵數(shù)據(jù)，設備事故預防能力低。實施在線維護管理可避免傳統(tǒng)方式的不足之處，獲得良好效益。

UPS的中文意思為“不間斷電源”，是英語“Uninterrupble Power System/Uninterrupble Power Supply”的縮寫，它可以保障計算機系統(tǒng)在停電之后繼續(xù)工作一段時間以使用戶能夠緊急存盤，使用戶不致因停電而影響工作或丟失數(shù)據(jù)。

DCS控制系統(tǒng)

集散控制系統(tǒng)是以微處理器為基礎，采用控制功能分散、顯示操作集中、兼顧分而自治和綜合協(xié)調(diào)的設計原則的新一代儀表控制系統(tǒng)。集散控制系統(tǒng)簡稱DCS，也可直譯為“分散控制系統(tǒng)”或“分布式計算機控制系統(tǒng)”。

它采用控制分散、操作和管理集中的基本設計思想，采用多層分級、合作自治的結(jié)構形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制。目前DCS在電力、冶金、石化等各行各業(yè)都獲得了極其廣泛的應用。

DCS通常采用分級遞階結(jié)構，如圖3.1所示，每一級由若干子系統(tǒng)組成，每一個子系統(tǒng)實現(xiàn)若干特定的有限目標，形成金字塔結(jié)構。

可靠性是DCS發(fā)展的生命，要保證DCS的高可靠性主要有三種措施：一是廣泛應用高可靠性的硬件設備和生產(chǎn)工藝;二是廣泛采用冗余技術;三是在軟件設計上廣泛實現(xiàn)系統(tǒng)的容錯技術、故障自診斷和自動處理技術等。當今大多數(shù)集散控制系統(tǒng)的MTBF可達幾萬甚至幾十萬小時。

DCS控制系統(tǒng)中UPS電源的配置使用和維護

UPS系統(tǒng)的工作原理：將供電質(zhì)量較差的廠用電源首先經(jīng)整流裝置變換成直流電源，一路經(jīng)充電模塊向蓄電池充電，另一路采用高頻脈寬調(diào)制(SPWM)法在逆變裝置內(nèi)重新將直流電源變成純正的高質(zhì)量的正弦波電源向負載供電。當交流工作電源消失或整流裝置等元器件故障時，由蓄電池組經(jīng)電池開關向逆變裝置供電。當逆變裝置故障輸出電壓異?；蜻^載時，則切換到自動旁路開關由廠用電直接向負載供電。

該廠對DCS系統(tǒng)輸入、輸出點數(shù)比較少，采用雙交流進線單UPS供電方式，對DCS系統(tǒng)輸入、輸出點數(shù)多，采用雙交流進線雙UPS并機供電方式。

1 雙交流進線單UPS接線

雙交流進線單UPS供電接線如圖1所示：圖中正常情況下，由交流輸入1向UPS供電，當交流輸入1

有故障時，自動切換到交流輸入2向UPS供電，交流電源1和2進行電路聯(lián)鎖。UPS正常工作狀態(tài)下，按“交流輸入1—整流—逆變—負載”的運行方式工作;當整流器模塊有故障時，按“蓄電池—逆變—負載”的運行方式工作;當蓄電池放電完畢以后自動切換到由自動旁路開關向負載直接供交流電;當逆變器模塊有故障時，按“交流輸入1—自動旁路開關—負載”的運行方式直接向負載供廠用電;當UPS有嚴重的故障需維修或更換時，按“交流輸入1—手動維修旁路開關”的運行方式向負載供廠用電，這時UPS被短接，可以交出檢修或更換，而不影響負載的正常供電。

2 雙交流進線雙UPS并機供電方式

來，要求并聯(lián)兩臺UPS的輸出電壓相同、頻率相同、相位相同并所帶的負荷電流大小基本平衡。在雙UPS并機系統(tǒng)正常運行時，兩臺UPS各帶1/2的負荷電流，一臺UPS發(fā)生故障，則由另一臺帶所有的負荷，但必須降負荷使用。這種并機雙UPS系統(tǒng)的平均無故障時間是單機系統(tǒng)的7～8倍，從而大大提高了系統(tǒng)的可靠性。但是雙UPS并機系統(tǒng)的2臺UPS之間的控制有一定的聯(lián)系，操作時一定要弄清楚并機板的控制邏輯，不然會因操作不當而引起并機板誤判斷造成輸出電壓下陷，對負荷造成不良影響。

3 UPS使用注意事項

(1)UPS在選配上要留一定余量，如4KVA的負載，UPS的應配置5KVA以上。

(2)UPS應避免頻繁開、停機，最好在長時間開機狀態(tài)。

(3)新購的UPS應進行充放電，這樣有利于延長UPS電池的使用壽命。一般采用恒壓充電，充電初始電流不得大于0.5*C5安培(C5可以用電池的額定容量計算出)，每個電池的電壓控制在2.30～2.35V，以免損壞電池。充電電流連續(xù)3小時不變，證明電池已充足，一般充電時間為12～24小時。

(4)如廠用電一直正常，UPS就沒有工作的機會，其電池在長期浮充狀態(tài)有可能損壞，應定期對UPS進行充放電，這樣不僅可以活化電池，也可檢驗UPS是否處于正常工作狀態(tài)。

(5)要定期檢查UPS，每月檢查一次浮充電壓，如浮充電壓低于2.2V，應對整組電池進行均衡充電。

(6)要經(jīng)常用軟布擦試電池，以保持電池表面清潔。

雙交流進線雙UPS并機供電方式如入2所示：通過將兩臺具有相同功率的UPS的輸出直接并聯(lián)起 (7)UPS運行過程中的溫度控制，因使UPS運行過程中溫度范圍控制在20℃～25℃內(nèi)，以延長UPS蓄電池的使用壽命。在沒有空調(diào)的環(huán)境中，UPS的溫度控制尤為重要。

(8)UPS在使用后應立即進行充電，使電池恢復到正常狀態(tài)。

(9)外接電池組至UPS的距離盡量短，導線的截面積應盡量大，以增大導線的導電量，減少線路上的電能損耗，尤其是大電流工作時，線路上的損耗更不可忽視。

4 UPS的日常維護及一般故障處理

4.1 日常維護

(1)每天查看UPS操作顯示屏，確認UPS電源的運行狀態(tài)模擬指示燈是否在正常運行狀態(tài)。

(2)用耳聽UPS電源是否有異常響動，主要是功率模塊及隔離輸出變壓器的冷卻風扇，以及變壓器是否有異常的震動聲音。

(3)檢查UPS電源的排風口有無堵塞現(xiàn)象。

(4)每周在UPS電源的顯示屏查看電池的浮充電壓、UPS的輸出電壓、電流，并作好記錄，與以前數(shù)據(jù)進行比較，如數(shù)據(jù)變化比較大，則應及時查明原因。

4.2 一般故障處理

當UPS電源在運行過程中出現(xiàn)報警時，切勿慌亂操作UPS的任何開關和按鈕，以免將事故擴大甚至造成UPS輸出中斷。UPS電源出現(xiàn)報警時，首先應看清顯示面板上的狀態(tài)指示燈及液晶顯示屏的提示。UPS具有自診斷功能，一旦出現(xiàn)故障會通過狀態(tài)指示燈、液晶顯示屏提供故障類型、故障時間等信息。待看清狀態(tài)指示燈及液晶顯示屏提供故障類型提示后，再根據(jù)不同的故障類型進行進行相應的處理。UPS運行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)以下幾種故障。

(1)交流廠用電故障，也就是交流輸入停電或出現(xiàn)大范圍的波動，UPS出現(xiàn)該告警時，同時出現(xiàn)電池放電告警信息，此時UPS面板狀態(tài)指示燈的交流輸入燈熄滅，電池放電燈亮。處理辦法首先要確定是否交流廠用電故障，檢查UPS輸入開關是否跳閘、保險是否熔斷。如確為廠用電故障，在不知道恢復時間的情況下，把不重要的負載切除，以保證重要負載的不間斷供電。

(2)逆變器故障，出現(xiàn)該報警的同時，出現(xiàn)自動旁路開關帶載告警，首先確認在面板上是否同時出現(xiàn)逆變器超載報警，如有，查看液晶顯示屏上的輸出電流，如超過額定電流，則關閉不重要的負荷，直到輸出電流小于額定輸出電流，然后按復位鍵消除報警后，重新啟動逆變器并輸出。如沒有超載報警信號，說明逆變器不是因為沖擊電流而保護關閉，而是IGBT器件或驅(qū)動控制有故障，應及時通知廠家進行維修。

(3)旁路失效，出現(xiàn)該報警信號時，一般應同時出現(xiàn)逆變器不同步報警信號。這表明輸入的廠用電的電壓、頻率超出設定范圍，但滿足整流器要求，這時逆變器自起振，不再跟蹤旁路。這時不能再起動大容量負荷，以免沖擊逆變器。

5 結(jié)束語

只要UPS電源配置合理，日常注意維護和保養(yǎng)，做到防患于未然，就可以使UPS運行穩(wěn)定、可靠，從而向DCS系統(tǒng)安全、可靠、高質(zhì)量地供電，確保化工生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定、長周期地運行。