第１期 不间断电源系统的运行与维护 （２）ＤＣ—ＡＣ逆变电路：采用大功率ＩＧＢＴ模块全 桥逆变电路，具有很大的功率富余量，在输出动态范 围内输出阻抗特别小，具有快速响应特性。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。 （３）控制驱动：控制单元是完成整机功能控制的 核心，它除了提供检测、保护、同步以及各种开关和 显示驱动信号外，还完成ＳＰＷＭ正弦脉宽调制的控 制，由于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。 （４）电源工作过程：当市电正常３８０ＶＡＣ时，直 流主回路有直流电压，供给ＤＣ—ＡＣ交流逆变器，输 出稳定的２２０ＶＡ Ｃ交流电压，同时市电对电池充电。 当任何时候市电欠压或突然掉电，则由电池组通过 隔离二极管开关向直流回路馈送电能。从电网供电 到电池供电没有切换时间。当电池能量即将耗尽时， 不间断电源发出声光报警，并在电池放电下限点停 止逆变器工作，长鸣告警。不间断电源还有过载保护 功能，当发生超载（１５０％负载）时，跳到旁路状态， 并在负载正常时自动返回。当发生严重超载（超过 ２００％额定负载）时，不间断电源立即停止逆变器输 出并跳到旁路状态，此时前面空气开关也可能跳闸。 消除故障后，只要合上开关，重新开机即可恢复工 作。为使不间断电源充分工作，避免在过载或欠载下 运行，电源在开机前，首先计算负载容量。 ３ ＵＰＳ的分类及特点 通常我们把静态ＵＰＳ分为三类：后备式、在线 互动式及在线式。也可按照容量分为小型ＵＰＳ：１０ ｋＶ 以下ｌ中型ＵＰＳ：１０ｋＶ以上、１００ｋＶ以下；大型ＵＰＳ： ｌ ００ ｋＶ以上。ＵＰＳ设备的选型应结合单位对电源可 靠性、功能、负荷特性、使用方便等方面的需求，尽 可能经济的选择ＵＰＳ。 ３．１后备式ＵＰＳ电源原理及特点 后备式ＵＰＳ电源是在外电电网电压正常时，ＵＰＳ 的任务主要对自身蓄电池进行充电，其输出电压基 本就是输入电网的电压。这种Ｕ ＰＳ有一定的转换时 间（通常小于ｌ０ ｍＳ），不能抑制和隔离电网中的各 （值的注意的是，市面上很多后备式ＵＰＳ只 有简单的稳压，甚至完全没有稳压功能），但是相对 于在线式和在线互动式而言，这种稳压毕竟是简单 的，低层次的。 （１）市电利用率高，可达９６％。 （２）输出能力强，对负载电流波峰因数、浪涌系 数、输出功率因数、过载等没有严格的限制。 （３）输出转换开关受切换电流能力和动作时间 限制。 （４）输入功率因数和输入电流谐波取决于负载 性质。 ３．２在线互动式ＵＰＳ电源工作原理及特点 输入市电正常时，ＵＰＳ的逆变器处于反向工作给 电池组充电，在市电异常时逆变器立刻投入逆变工 作，将电池组电压转换为交流电输出，因此，在线互 动式ＵＰＳ也有转换时间。同后备式ＵＰＳ相比，在线 互动Ｕ ＰＳ的保护功能较强，逆变器输出电压波形较 好，一般为正弦波。主要特点如下： （１）市电利用率高，可达９８％。 （２）输出能力强，对负载电流波峰因数、浪涌系 数、输出功率因数、过载等没有严格的限制。 （３）输入功率因数和输入电流谐波取决于负载性 质。 （４）变换器直接接在输出端，并处于热备份状 态。对输出电压尖峰干扰有抑制作用。 （５）输入开关存在断开时间，致使ＵＰＳ输出仍 有转换时间，但比后备式小得多。 （６）变换器同时具有充电功能，且其充电能力很 强。 ３．３在线式ＵＰＳ电源原理及特点 在线式Ｕ Ｐ Ｓ工作原理是输入的市电经整流滤波 后，一方面经逆变后变成纯净的交流电压输出；另一 方面经充电器输出直流电给电池组充电，在市电中 断时，由电池组经逆变电路逆变成交流电输出，零时 间自动转换，负载不会因为市电异常而丢失或差错， 可提供始终如一的高品质电源供应，有效地保证输 出不间断的电源。 （１）不管有无市电供应，负载的全部功率都由逆 变器提供，保证高质量的电力输出。 （２）由于全部负载功率都由逆变器提供，因而 ＵＰＳ的输出能力不理想，对负载提出限制条件，如负 载流峰值因数、过载能力、输出功率因数等。 （３）对可控整流器还存在输入功率因数低，无功 损耗大等情况，若使用ＩＧＢＴ—ＰＷＭ—ＤＳＰ功率因 数校正技术，可把输入功率因数提高到接近１。 一７５— 种噪声和干扰，输出的电压不是稳压稳频的，最多是 进行简单的调压。这种ＵＰＳ线路简单，成本较低。虽 然尽大限度的进行了全范围的，包括低端和高端部 分的稳压内蒙古广播与电视技术 ４ ＵＰＳ的使用与维护 ４．１ ＵＰＳ的使用环境要求 （１）放置位置必须平稳； （２）ＵＰＳ机箱各面距墙壁必须保持足够的通风距 离； （３）远离热源，无阳光直射，无腐蚀性； （４）保持正常的温度和湿度； （５）保持室内洁净。 ４．２使用ＵＰＳ时须考虑负载的大小及特性 ＵＰＳ额定输出功率是标志该产品能驱动多大功 率负载的重要参数，它随负载功率因数的变化而 变化，如１ｋＶＡ的ＵＰＳ并不一定能驱动１ｋＶＡ的负 载，为了延长ＵＰＳ的使用寿命，ＵＰＳ不宜长期处于 满载状态下运行。后备式Ｕ Ｐ Ｓ一般选取额定功率的 ６０％～７０％的负载量，在线式ＵＰＳ一般选取额定功 率的７０％～８０％的负载量，同时ＵＰＳ不宜长期处于 过度轻载状态下运行。 ４．３做好ＵＰＳ的防感应雷害工作 雷击是所有电器的天敌，雷害主要是因雷云空对 地或空对空放电所引起的一系列反应造成的，一定 要注意保证Ｕ ＰＳ的有效屏蔽和接地保护。当云层放 电时，附近架空电源线和通信线路因电磁感应现象 会产生感应高电位脉冲。这些高电位脉冲沿着电源 线或通信线进入ＵＰＳ，而ＵＰＳ中采用了大量的ＣＭＯＳ 集成电路模块和控制用的ＣＰＵ等微电子器件，它们 对雷电的电磁脉冲非常敏感，因此很容易被击坏。建 议在Ｕ Ｐ Ｓ具备有效屏蔽和良好保护接地的前提下， 一定要做好电源线和通信线（例如远端监控信号线） 的防雷过压保护。 ４．４使用维护与保养注意事项 所有ＵＰＳ实际可用容量与蓄电池放电电流大小、 蓄电池的环境工作温度、贮存时间的长短及负荷特 性（电阻性、电感性、电容性）密切相关。如果不能 正确地使用ＵＰＳ电源，往往会造成ＵＰＳ实际可用容 量远小于额定标称容量。为此，用户在使用蓄电池时 需注意以下各点： （１）禁止在ＵＰＳ输出端Ｉ：１接带有感性的负载。 （２）使用Ｕ ＰＳ电源时，应务必遵守产品说明书 或使用手册中的有关规定，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。 （３）严格按照正确的开机、关机顺序进行操作。 避免因负载突然加载或突然减载时Ｕ ＰＳ电源的电压 ．７６． 第３０卷 输出波动大，而使ＵＰＳ电源无法正常工作。 （４）严禁频繁地关闭和开启Ｕ ＰＳ电源。一般要 求在关闭ＵＰＳ电源后，至少等待６Ｓ后才能开启ＵＰＳ 电源，否则，ＵＰＳ电源可能进入“启动失败”的状态， 即Ｕ ＰＳ电源进入既无市电输出，又无逆变输出的状 态。 （５）禁止超负载使用。ＵＰＳ电源的最大启动负载 最好控制在８０％之内，如果超载使用，在逆变状态下， 时常会击穿逆变管。实践证明：对于绝大多数ＵＰＳ电 源而言，将其负载控制在３０％～６０％额定输出功率范 围内是最佳工作方式。 （６）电池的放电要求：一般ＵＰＳ对电池放电有 保护措施，但放电至保护关机后，电池又可以恢复到 一定的电压，但这时不允许重新开机，否则会造成电 池过放电，Ｕ ＰＳ必须重新充电后才能投入正常使用。 当蓄电池每次放电完后，可利用Ｕ ＰＳ电源内部的电 池充电回路对蓄电池进行浮充。 （７）新购买的ＵＰＳ（或存放一段时间的ＵＰｓ），必 须先对电池充电之后才能投入正常使用。为了保证 蓄电池被重置于饱和状态，一般需要充电至少１ ２ｈ， 充电时间不充分会使蓄电池的实际可供使用的容量 远远小于其标准容量。 充电时间不充分会使蓄电池的实际可供使用的容 量远远小于其标准容量。 （８）对于长期无停电的ＵＰＳ，应当每隔３～６个 月对ＵＰＳ放电，然后重新充电。这样才能延长电池 的使用寿命。 （９）对于长期存放的ＵＰＳ，应当每隔３～６个月 对ＵＰＳ开机使用和充电，否则ＵＰＳ主机和电池都会 损坏。 （１０）定期对ＵＰＳ电源进行维护工作。清除机内 的积尘，测量蓄电池组的电压，检查风扇运转情况及 检测调节Ｕ ＰＳ的系统参数等。 （１ １）避免蓄电池的过度放电和蓄电池长期开路 闲置不用，这样会使得蓄电池内部产生大量的硫酸 铅，并被吸附到蓄电池阴极上，造成电池内阻增大， 蓄电池的可充放电性能变坏。 （１ ２）避免蓄电池被过流充电，严格控制蓄电池 的充电电流不得超过蓄电池允许的最大充电电流。 审稿人简介：严志刚内蒙古广播电影电视局科技处 副处长正高级工程师 编辑排版校对：李海萄