UPS性能指标及维护指南

1、Comment 剑剑剑1: 插入 220VUPS 性能指标及维护指南性能指标及维护指南作者：刘作者：刘 霓霓摘 要不间断电源（ Uninterruptible Power System）简称 UPS。是在主电源（通常是市电 220V）无法提供电力时临时向需要不间断工作的系统连续供电的电源系统。在主电源输入正常时，也可对品质不良的电源进行稳压、稳频、抑制浪涌、滤除噪声、防雷击、净化电源、避免高频干扰等以提供使用者稳定纯净的电源，在工业中应用广泛。UPS 提供的电源具有较高的电压和频率稳定性，波形失真也较小，噪声和干扰更优于外电网，是计算机系统最理想的供电方式。关键词不间断电源、选配、安装、维护C

2、omment 剑剑剑2: 我这里给您插入了英文摘要，正规的是需要的。您可以根据自己实际情况，如果不需要 可以删除。UPS performance indicators and maintenance guideAuthor：Liu NiAbstractUninterruptible Power Supply (Uninterruptible Power System) referred to as UPS. Are in the main power source (usually a municipal electric 220V) power supply can not provide

3、temporary work to the required system for uninterrupted supply of electricity power supply system. Normal in the main power input, it can be bad for the quality of power supply regulation, frequency stabilization, surge suppression, noise filtering, anti-lightning, purifying power, to avoid high-fre

4、quency interference in order to provide users with the stability of pure power, in widely used in industry. UPS to provide power with higher voltage and frequency stability, waveform distortion is also smaller, more superior noise and interference outside the power grid, computer systems are the ide

5、al power supply.KeywordsUninterruptible power supply, matching, installation, maintenanceComment 剑剑剑3: 这里的致谢，您可以根据自己的实际情况适当的改动。写上您要感谢的导师，朋友，家人。致致 谢谢 在本次撰写论文的过程中，首先要衷心感谢我的指导老师XX，在这半个学期的毕业设计期间给于我很多的指导和帮助，每当我遇到困难的时候，给了我许多有用的建议和提示。在自己一有空的时候就给我们上课辅导。本文的顺利完成，离不开指导师的关怀和悉心辅导，再次表示衷心的感谢。同时，也感谢学校对学生学习工作的关心和支持，

6、使我们能够顺利的进行毕业设计，感谢学院给我们提供了外出实习的机会，感谢学校图书馆及其网络资源，使我能查阅一些非常重要的参考资料。并且感谢我们组其他成员：XX 对我支持和帮助。最后感谢所有关心和支持设计的学校领导和老师。目 录中文摘要.1英文摘要.2致谢.3目录.4第一章 UPS工作原理.51.1 UPS系统的运行方式.51.2 UPS电气性能参数介绍.61.3 UPS选配要点.7第二章 UPS安装.112.1 UPS安装要点.112.2 UPS电源系统的使用.12第三章 UPS维护指南.143.1 UPS系统的日常维护.14参考文献.16Comment 剑剑剑4: 插入 调压Comment 剑

7、剑剑5: 插入 图例说明第一章第一章 UPS 工作原理工作原理UPS 电源系统主要分两大部分，UPS 主机和储能电池（或备用发电机） 。额定输出功率的大小取决于主机部分，通常负载功率应满足 UPS 电源 70的额定功率。储能电池的容量当负载功率确定后主要取决其后备时间的长短，通常在几分钟或几个小时不等。再长时间可以考虑用备用发电机。UPS 正常运行时一般有二路输入电源，其一为主市电；其二为蓄电池。正常情况上由主市电经由 UPS 主机整流稳压再经逆变后向负载供电，当主市电中断时，由电池经逆变后向负载供电。当市电恢复时，再转换为市电供应。另外，当 UPS 故障或检修需要时，UPS 还可采用旁路供电

8、模式。1.1UPS 系统的三种运行方式系统的三种运行方式1.1.1 正常运行方式正常运行方式UPS 正常运行时，由市电向 UPS 系统供电，以 380V 或 220V 交流电为电源，经自藕变压器调压后输入整流器将交流电压转换为直流电压，再经滤波电抗器滤除直流电压的谐波，输入脉宽调制逆变器转换为交流电压，由滤波电抗器滤除来自逆变器输出中的谐波电压，以使逆变变压器输出端电压获得低非线性失真的正弦波，将 220V、50Hz 交流电送到 UPS 负载。1.1.2 蓄电池供电运行方式蓄电池供电运行方式当系统停电或整流器输入电压超出允许范围时，UPS 由蓄电池供电，直流电经直流隔离二极管和电池扼流圈（以减

9、少单相逆变器在电池中产生的脉动） ，输入脉宽调制逆变器完成向负载供电。1.1.3UPS 系统旁路运行方式系统旁路运行方式当 UPS 故障或整机需要脱离电网运行时，经旁路系统向负载供电。图：UPS 供电方式Comment 剑剑剑6: 第一次引用插入中文说明！Comment 剑剑剑7: 同上Comment 剑剑剑8: 插入 说明功率因数Comment 剑剑剑9: 改为虽然Comment 剑剑剑10: 改为此格式1.2UPS 电气性能参数介绍电气性能参数介绍市场上所售的 UPS 电源，以 W（瓦特）或 VA（伏安）来标识容量。通常容量较小的以“W”为单位来标识；超过 1 千瓦时，用“VA”标识。 “

10、W”与“VA”值是有区别的。用“VA”能更准确的表示出 UPS 的负载容量的匹配程度，因为决定UPS 输出能力的是电流值（A） 。 它们之间的换算关系可用如下公式计算出来：W = VA功率因数。功率因数在 01 之间，它表示了负载电流做的有用功（W）占总功率的百分比。只有电热器或电灯泡等的功率因数为 1。对于其他设备来说，有一部分负载没有作功。这部分电流是谐波或电抗电流，它是负载特性引起的。由于有这部分电流，所以“ VA”值比“W”值大， “W”可以看作是“VA”值当功率因数为 1 时的特例。 一般，计算机的瓦特（W）值是它的“VA”值的 6070。事实上如今所有的计算机电源的功率因数值都在

11、6070左右，微型机趋向于 60，大型机趋向于 70。最新研制出的 UPS 具有功率因数自动校正（PFC）功能，它的功率因数号称为 1。有些 UPS 厂商用“W”表示容量，而实际上他们指的是“VA” 值。计算机负载“W”值应为该标出值的 6 07 0，所以标出值为 1 0 0 W 的 UPS 电源，虽然能够驱动一个 100 瓦的灯泡，但对计算机只能驱动65W 的。目前，大多数计算机设备容量用“VA”表示，有些计算机也用“W”表示容量（如 IBM） ，但总体而言还是用“VA”的多，所以 UPS 用“VA”表示容量更能反映出和负载的匹配程度。【注：其中美国 APC 公司生产的所有 UPS 都同时提

12、供了“W”和“VA”两种值。 】Comment 剑剑剑11: 改为 因此也是1.3UPS 选配要点选配要点UPS 作为保护性的电源设备，它的性能参数具有重要意义，因此也是我们选购时的考虑重点。市电电压输入范围宽，则表明对市电的利用能力强(减少电池放电)。输出电压、频率范围小，则表明对市电调整能力强，输出稳定。波形畸变率用以衡量输出电压波形的稳定性，而电压稳定度则说明当 UPS 突然由零负载加到满负载时，输出电压的稳定性。在选购 UPS 之前，请先解决以下几个问题，以便选择到最合适的品牌型号，为以后节省时间和金钱： 如何确定所需的 UPS 容量？ 购买一台 UPS，还是一部 UPS/发电机的组合

13、？ 是否需要在线技术，或者线交换还是离线型号？ 需要具有什么特性的软件？ 是否需要在以后对 UPS 进行升级？ 如何确定应用需要 计算计算 UPS 功率功率选择 UPS 最关键的一步是根据所连接设备的耗电量确定 UPS 的容量（功率） 。其中计算 UPS 功率一般有三种途径。第一种方法是检查设备背后的铭牌。对此不同的国家有不同的规定，但多数要求在主电源接口旁边附有一个铭牌标明设备的瓦特（W）或安培（A）数。如果是安培形式，就将其乘以线上的电压算出 VA（伏安）值，而 UPS 正是以VA 标称的。举例来说，110V 下 5A 表示 550VA，230V 下 2A 表示 460VA。如果铭牌上标的

14、是瓦特形式，将这个数值除以 0.7 以便应付大多数电器设备的开关模式特征。这种方法的唯一缺点在于铭牌是为安全安装保险丝的要求而设，所以有些厂家会将实际的数值翻倍以确保万无一失。在这种情况下，就会造成对功率需求的高估。 第二种方法是使用 UPS 厂商提供的表格。在上面直接列有各种设备所需VA 的标称，而无需再进行手工转换。这种方法的问题是表上的数据可能是过时Comment 剑剑剑12: 改为此格式了的，或者只是标准设备的数值，而没有将增强型设备或兼容机的数据列在表上。 最后我们还可以用安培表进行测量，这种方法最为准确。值得注意的是，设备在启动时一般需要平时正常工作所需的几倍的电流，尤其是那些采用

15、了电动马达的设备或大型 CRT 显示器（21 英寸以上） 。克服这种问题的办法是用一块有敏感的反应速度的安培表在启动时反复地仔细测量几次。 在线型在线型(On-line)与与离线型离线型(Off-line)UPS 目前使用的 UPS 可以分为两大类型。第一种为离线型，即在电源正常时将输入电流直接传递到输出接口。它持续地监测着线路状况，当出现严重的电压下降情况时，就将开启直流/交流逆变器，由内部的电池向外部设备供电，直到外部电压恢复正常并稳定地持续一段时间。这种设计方式决定了在 UPS 的转换期间会有一个暂时性的无电状态。但由于这种状态一般只持续 5 毫秒左右，对一般的设备来说并没有什么影响。较

16、昂贵的型号还会带有对主电源整流的功能，它能够输出纯净的正弦波交流电，而不像廉价型号那样输出方波或梯形波。 第二种类型称为在线型，它的逆变器始终处于开启状态，输入电流首先被转换为直流电，在为电池充电的同时向逆变器供电。当主电源断电时，连接在逆变器上的电池继续为其供电，所以不会产生离线型 UPS 的暂时电流中断的情况。因为这种 UPS 需要配备能够持续工作的逆变器，所以成本也高一些。许多名牌在线 UPS 产品还提供一种称为静态传递（ Static Bypass）的附加保护措施，在逆变器出故障的时候将主输入电源跳过逆变器直接输出，避免因此造成的断电。在线型 UPS 的设计特点是先将交流电转换为直流电

17、，再将其转换为纯净的交流电，所以具有很好的电流输出品质。 【注：一个规律是 5kVA 以上功率的 UPS 几乎全部是在线型的。由于成本的原因，600VA 以下的 UPS 大多是离线型的。 】两种类型中的高级型号都有减弱高输入电流及加强低输入电流的调整能力，而无需电池的帮助。 Comment 剑剑剑13: 插入 的Comment 剑剑剑14: 改为 可以UPS 供电时间供电时间 几乎所有标准的 UPS 都能在满负荷状态下提供 5 到 10 分钟之间的电源供应。可以非常粗略地估计它在半负荷下也能支持 10 到 20 分钟。有些 UPS（主要是在线型 UPS）带有扩充电池的设备，从而增加 UPS 的

18、供电时间。如果需要增加电池，就要选择集成充电器的电池盒。否则很难用一个小充电器为一个大型的电池组充电。 在某些情况下，根据 UPS 品牌和型号的不同，有时购买一个配有发电机的10 分钟 UPS 要比扩充大量的电池更为经济。在主电源出现故障时发电机将自动启动，能够有效地维持几乎无限的不间断电源供应。 （当然，发电机的维护工作也是这种方案应考虑的方面）.1 远程提示与监控远程提示与监控 由于计算机有时要在无人的条件下工作，如果用户无法察觉断电进而采取应急措施的话，那么 UPS 延长的使用时间也就意义不大了。因此，现在的关机软件大多能在电源发生故障时通过传呼机发出警告。如果网络管理员经常不在，这是一

19、项极为有用的功能，它能够及时通知网络管理员赶回来解决电源的故障。 .2 电源管理及监测软件电源管理及监测软件 如果服务器需要在无人控制的条件下连续运行的话，那么电源管理软件就显得非常重要了。电源管理软件能够对 UPS 发送的信息进行反应，向用户播放警告讯息，然后等待一定的时间，再进行一个有次序的关机过程。有的电源管理软件还能在关闭整个系统前先关闭正在运行的程序。 因为 UPS 只有有限的电池支持时间，所以它的电能应该用于网络上最关键设备的供电。如打印机和显示器之类的设备由于在紧急状况下对系统的完整性并非至关重要，所以不应该消耗 UPS 宝贵的电源。在与 UPS 搭配时，电源管理软件能将非关键部

20、分的负载关闭以尽可能长地维持系统运行时间。 尽管有些网络设备需全天 24 小时的连续工作，其他设备却可在非高峰时关闭以减少能源消耗并延长设备的使用寿命。电源管理软件能帮助网络管理员在其座位上就将某些设备关闭，而无需亲自走到每台设备前。 如果许多设备同时启动的话，大负荷产生的突发电流常常导致电源故障。电源管理软件能够依照用户规定的时间间隔依次启动不同的设备，从而克服了这个问题，节省了不必要的配线和大功率 UPS 系统。监控软件则是一种不是必需但很有用的工具。它一般通过图形方式显示出电池电量、主输入电压、剩余供电时间以及 UPS 状态及其他信息。监控信息一般通过 SNMP 协议在网络上传输，而不像

21、关机软件使用当地的串口连接以防在断电情况下集线器或路由器失效。当 UPS 出现异常情况时，它就会在SNMP 监测工作站上显示出来。 除了最便宜的型号外，所有的新式 UPS 都支持某种形式的通讯端口，一般是 9 针的 D 形串口。基本型的 UPS 利用一些不带电压的端子，发送监测软件需要的基本数据，如主输入电压正常、电池正在被使用或电池电量低等。而高档型号的监控软件需要通过串口传输更复杂的信息。这两种型号一般用非智能型(dumb)接口和智能型(smart)接口区分。Comment 剑剑剑15: 删除一些不必要的，更改格式Comment 剑剑剑16: 新加第二章第二章 UPS 系统安装系统安装2.

22、1 UPS 安装要点安装要点安装地点选择安装地点选择由于 UPS 通常采用大量电池组做为备用电源，因此，在安装时必须要考虑到 UPS 系统安装地板的承重。因此，UPS 电池柜最好安装在地面楼层或载重梁位置。电线连接要求电线连接要求电线的选用标准每平方毫米 800-1000W,4-5A输入插座要求 16A 以上的容量UPS 输入、输出需接保护地线UPS 输出插座直接接负载UPS 输入电源线接入有过流保护器装置的合适插座或端子台上输入电线计算：（ups 主机容量/市电 220）/每个平方流量大约 5-6a电池线计算：（ups 主机容量/ups 电池电压）/ 每个平方流量大约 5-6a(1)电源线应

23、安装避雷设备，最好能从总配电处、分开关处、UPS 输入端分别做避雷防护。 (2)要将计算机系统接到专用的电源线路上。(3)计算机系统供电一定要有保护措施，最常用的是采用 UPS。(4)所有计算机外设使用专用电源时，应降低组件间潜在的干扰。(5)计算机系统接地。使用粗电缆，各个设备都要接地，合理的接地可以减少由电源本身和计算机外设所产生的噪声，抵消闪电噪声或电涌干扰，减少电击的危险，保证人身安全。(6)计算机应远离有噪声的电气设备，如空调、工业机床、复印机等，主机房与空调机房应分区域设置。(7)在有“噪声”的环境里，要屏蔽计算机电线和电缆。(8)执行程序时不要关闭计算机电源，否则会毁掉数据，甚至

24、烧掉电子电路。(9)对重要的计算机系统要保证电源的冗余备份，如双回路、双 UPS、发电机组等2.1.3 其他具体要求其他具体要求一、电网情况一、电网情况包括电网电压波动范围、停电频率等，确定 UPS 备用时间配置。如有必要，可以在 UPS 前级增设其他保护措施，如在雷电多发区选配外接 C 级防雷箱。二、接地情况二、接地情况为了确保系统稳定可靠地工作，防止寄生电容耦合干扰，保护设备及人身安全，系统必须良好接地。接地系统以接地电阻表示接地的性能，接地电阻一般必须小于 5，对于一些精密电子仪器仪表、医疗仪器接地电阻甚至要求小于 1。三、配电要求三、配电要求安装 UPS 时，必须充分考虑设备的交流输入

25、、输出和电池等因素，选用适当的接线材料和线径。UPS 一般装在室内，距离负载较近，一般采用铜心绝缘电缆，导线截面必须符合安全标准，满足电压降和温升等要求。当距离较远时，重点考虑电压降，然后再校验温升，当距离近时，电压降很小，主要考虑温升指标。对于中小型 UPS 系统，距负载较近，表 1 给出推荐的电缆截面参考。额定负载下的最 大输入电流 (A)推荐最小配线直径 （mm）推荐最小配线面积 （mm2）机型标机长延时机1kVA6.3101.11.52kVA12201.62.53kVA16251.946kVA32502.8610kVA51603.610表 1 推荐电缆截面选择表四、空开、插座容量的选择

26、四、空开、插座容量的选择对于 1KVA、2/3KVA 的 UPS，交流输入线采用标准连接电缆，附带插头容量分别为 10A、16A，安装时需要提供 10A 或 16A 输入插座配合。对于 3KVA 的 UPS 如果经常在低压、满载情况下使用，可剪去插头直接连接到用户配电盘上，注意零火线方向，保证可靠接地。对于 6/10KVA 的 UPS，接线采用端子排型式，需要将 UPS 交流输入线连接到用户配电盘空气开关上，使 UPS 或负载出现紧急情况时，能够迅速切断电源，防止设备损坏。对于 6KVA UPS 输入线上的空开 63A对于 10KVA UPS 输入线上的空开 100A【注】上述空气开关的容量是

27、在 UPS 低压满载情况下计算出来的，UPS 本机上的交流输入开关容量分别为 63A、100A。五、五、UPS 电池配置电池配置根据 UPS 后备时间的不同，长延时机型需要外配不同容量的蓄电池，iTrust 系列 UPS 电池组配置如表 2 所示：UPS 容量电池电压(V)电池节数电池电压等级(V)1KVA123362/3KVA12101206/10KVA1220240表 2 iTrust UPS 电池组配置对于 10KVA 的 UPS 标机内部配置了 40 节电池，分别采用两组 20 节电池串联后再并联而成，外接电池箱的具体连接如下：* 将电池柜就位，先卸上盖板，再卸四周挡板；* 将电池线在

28、电池柜空开端接好，另一端在 UPS 的“” 、 “”端接好；* 先安装最底层电池，再安装上面两层的电池，注意电池串联连接极性，用连接线缆连接电池端子时应用绝缘胶布将另一端子包好，以免造成电池短路，接好后用力抽拉每根电池电缆的端子，检查其是否压紧，要保证可靠连接；* 电池串联后接入电池柜空开，检查电池极性是否正确，电压是否正常；* 合电池柜空开，由电池向 UPS 供电，如果系统自检提示故障，检查电池是否接反或接错；六、安装注意事项六、安装注意事项1、对于 1KVA UPS（含长延时机型） ，建议将主机安装在靠近用电设备的桌面或地面上；对于 2/3/6/10KVA UPS（含长延时机型） ，建议将

29、主机安装在水平的地面上。2、2/3KVA UPS 的后面板及侧板应与墙壁或相邻设备间保持 10cm 以上的距离，6/10KVA UPS 后面板及侧板应与墙壁或相邻设备间保持 20cm 以上的距离，勿用物品遮盖前面板进风口，以免阻碍 UPS 风机排气孔的排气性能，UPS底部也有进风口，同样应保证其通畅。3、保持 UPS 安装环境的通风良好，避免安装在过热或湿度过高的环境中，远离水、可燃性气体、腐蚀剂和发热源，避免阳光直射，尽量保持进/出风口无灰尘。4、避免在有粉尘、挥发性气体、盐份过高，有腐蚀性物质的环境中使用。5、2/3/6/10KVA 的 UPS 具有电池接反保护功能，电池接反时 UPS 会

30、显示电池故障报警。长延时机应先闭合电池箱开关，再闭合交流输入开关。电池接反保护电路在电池接入后起作用，检测到电池接反后关断充电器输出与电池的连接，此时即使充电器工作也不会造成事故，并报电池故障。Comment 剑剑剑17: 插入 新加2.1.3 UPS 的电池安装的电池安装每组电池多节串联，多组电池并联。将电池串联接好，测量电池组二端电压基本满足要求。将电池线之红线接电池“+”端，黑线接电池“-”端，黄绿线接电池箱保护地。让外接电池箱靠近UPS。确认正、负极连接正确后，将电池线插头端插入 UPS。2.2UPS 电源系统的使用电源系统的使用2.2.1 第一次开机第一次开机 （1）按以下顺序合闸：

31、储能电池开关自动旁路开关输出开关依次置于“ON。 （2）按 UPS 启动面板“开”键，UPS 电源系统将徐徐启动， “逆变”指示灯亮，延时 1 分钟后， “旁路”灯熄灭，UPS 转为逆变供电，完成开机。 （3）经空载运行约 10 分钟后，按照负载功率由小到大的开机顺序启动负载。2.2.2 日常开机日常开机 只需按 UPS 面板“开”键，约 20 分钟后，即可开启电脑或其它仪器使用。Comment 剑剑剑18: 插入 +通常等 UPS 启动进入稳定工作后，方可打开负载设备电源开关（注：手动维护开关在 UPS 正常运行时，呈“OFF状态） 。2.2.3 关机关机 先将电脑或其它仪器关闭，让 UPS

32、 空载运行 10 分钟，待机内热量排出后，再按面板“关”键。 UPS 电源系统使用注意事项电源系统使用注意事项 UPS 电源系统因其智能化程度高，储能电池采用了免维护蓄电池，这虽给使用带来了许多便利，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。 a)UPS 电源主机对环境温度要求不高，+5+40都能正常工作，但要求室内清洁，少尘，否则灰尘加上潮湿会引起主机工作紊乱。储能蓄电池则对温度要求较高，标准使用温度为 25，平时不能超过+15+30。温度太低，会使储电池容量下降，温度每下降 1，其容量下降 1。其放电容量会随温度升高而增加，但寿命降低。如果在高温下长期使用，温度每高 10，电池

33、寿命约降低一半。b) 主机中设置的参数在使用中不能随意改变。特别是对电池组的参数，会直接影响其使用寿命，但随着环境温度的改变，对浮充电压要做相应调整。通常以 25为标准，环境温度每升高或降低 1时，浮充电压应增加18mV（相对于 12V 蓄电池） 。 c) 在无外电靠 UPS 电源系统自行供电时，应避免带负载启动 UPS 电源，应先关断各负载，等 UPS 电源系统起动后再开启负载。因负载瞬间供电时会有冲击电流，多负载的冲击电流和加上所需的供电电流会造成 UPS 电源瞬间过载，严重时将损坏变换器。d)UPS 电源系统按使用要求功率余量不大，在使用中要避免随意增加大功率的额外设备，也不允许在满负载

34、状态下长期运行。e)由于组合电池组电压很高，存在电击危险，因此装卸导电联接条、输出线时应用安全保障，工具应采用绝缘措施，特别是输出接点应有防触摸措施。f)不论是在浮充工作状态还是在充电、放电检修测试状态，都要保证电压、电流符合规定要求。过高的电压或电流可能会造成电池的热失控或失水、电压、电流过小会造成 电池亏电，这都会影响电池的使用寿命，前者的影响更大。g)在任何情况下，都应防止电池短路或深度放电，因为电池的循环寿命和放电深度有关。放电深度越深、循环寿命越短。在容量试验中或是放电检修中，通常放电达到容量的 3050就可以了。 h)对电池应避免大电流充放电，虽说在充电时可以接受大电流，但在实际操作中应尽量避免，否则会造成电池极板膨胀变形，使得极板活性物质脱落，电池内阻增大，温升越高，严重时将造成容量下降，寿命提前终止。第三章第三章 UPS 维护指南维护指南3.1UPS 系统的日常维护系统的日常维护日常维护中需经常检查的项目有：清洁并检测电池两端电压、温度；连接处有无松动，腐蚀现象；检测连接条压降；电池外观是否完好，有无壳变形和渗漏；极柱、安全阀周围是否有酸雾逸出；主机设备是否正常。UPS 电源在正常使用情况下，主机的维护工作主要是防尘和定期除尘。特