UPS电源常识

不间断电源(UPS)
UPS（Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply），即不间断电源，是将蓄电池（多为铅酸免维护蓄电池）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、计算机网络系统或其它电力电子设备如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应。

当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流式电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时，UPS 立即将电池的直流电能，通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。

UPS 设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。

中文名:不间断电源
外文名:Uninterruptible Power System/Uninterruptable Power Supply
简称:UPS
应用:通信，电力，金融，石油，军事等
分类:在线式、在线互动式、后备式
特点
UPS是针对中国电网环境和网络监控及网络系统、医疗系统等对电源的可靠性要求，克服中、大型计算机网络系统集中供电所造成的供电电网环境日益恶劣的问题，以全新的数字技术研制出的第三代工频纯在线式智能型UPS。

直流电源，是维持电路中形成稳恒电流的装置。

如干电池、蓄电池、直流发电机等。

UPS和直流电源是企业重要的供电保障设备，传统的维护管理包括：①日常巡检外观，定期更换电池、滤波电容、风机等易损件，大修时做电池活化等；②改造或采用换代设备，使用高级工具测试电池性能。

这种管理方式企业投入成本高，维护人员工作量大，不易实时掌握设备运行状态和关键数据，设备事故预防能力低。

实施在线维护管理可避免传统方式的不足之处，获得良好效益。

UPS的中文意思为“不间断电源”，是英语“Uninterruptible Power
System/Uninterruptible Power Supply”的缩写，它可以保障计算机系统在停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘，使用户不致因停电而影响工作或丢失数据。

ups分类
UPS按工作原理分成后备式、在线式与在线互动式三大类。

其中，我们最常用的是后备式UPS，它具备了自动稳压、断电保护等UPS最基础也最重要的功能，虽然一般有10ms左右的转换时间，但由于结构简单而具有价格便宜，可靠性高等优点，因此广泛应用于微机、外设、POS机等领域。

后备式UPS电源又分为后备式正弦波输出UPS电源和后备式方波输出UPS电源。

后备式正弦波输出UPS电源：单机输出可做到0.25KW~2KW，当市电在170V~264V 间变化时，向用户提供经调压器处理的市电；当市电超出170V~264V范围时，才由UPS 提供高质量的正弦波电源。

后备式方波输出UPS电源：与后备式正弦波输出UPS电源不同的只是为用户提供50Hz方波电源。

在线式UPS结构较复杂，但性能完善，能解决所有电源问题，如四通PS系列，其显著特点是能够持续零中断地输出纯净正弦波交流电，能够解决尖峰、浪涌、频率漂移等全部的电源问题；由于需要较大的投资，通常应用在关键设备与网络中心等对电力要求苛刻的环境中。

在线互动式UPS，同后备式相比较，在线互动式具有滤波功能，抗市电干扰能力很强，转换时间小于4ms，逆变输出为模拟正弦波，所以能配备服务器、路由器等网络设备，或者用在电力环境较恶劣的地区。

选用原因
电网存在至少九种问题：断电、雷击尖峰、浪涌、频率震荡、电压突变、电压波动、频率漂移、电压跌落、脉冲干扰，因此从改善电源质量的角度来说给电脑配备一台UPS 是十分必要的。

另外，精密的网络设备和通信设备是不允许电力有间断的，以服务器为核心的网络中心要配备UPS是不言而喻的，即使是一台普通电脑，其使用三个月以后的数据文件等软件价值就已经超过了硬件价值，因此为防止数据丢失而配备UPS也是十分必须的。

采购要点
一、稳定性
因为UPS是起保障作用的，因此它自身的稳定性更为重中之重。

所以，当用户选购UPS产品的时候，不管是中小型企业用户还是其他，首先必须考虑UPS产品的质量，产品的质量是用户选用产品的第一要则，通过质量可以决定你会选择什么品牌的产品，因为我们说品牌之所以称为品牌，是因为它被很多人验证过、认可了，这是第一。

二、后备时间
后备时间是很多用户在购买UPS产品的时候会关注比较多的一个指标。

从学术角度讲，UPS就是停电后继续为用户供电，首先这是一个物理学，停电供电只是它的功能之一，功能之二则是保证用户能够有一个干净的电源，保护用户的设备。

三、确定UPS的类型
根据负载对输出稳定度、切换时间、输出波形要求来确定是选择在线式、在线互动式、后备式以及正弦波、方波等类型的UPS。

在线式UPS的输出稳定度、瞬间响应能力比另外两种强，对非线性负载的适应能力也较强。

对一些较精密的设备、较重要的设备要采用在线式UPS。

在一些市电波动范围比较大的地区，避免使用互动式和后备式。

如果要使用发电机配短延时UPS，推荐用在线式UPS。

注意事项
1）UPS的使用环境应注意通风良好，利于散热，并保持环境的清洁。

2）切勿带感性负载，如点钞机、日光灯、空调等，以免造成损坏。

3）UPS的输出负载控制在60%左右为最佳，可靠性最高。

4）UPS带载过轻（如1000VA的UPS带100VA负载）有可能造成电池的深度放电，会降低电池的使用寿命，应尽量避免。

5）适当的放电，有助于电池的激活，如长期不停市电，每隔三个月应人为断掉市电用UPS带负载放电一次，这样可以延长电池的使用寿命。

6）对于多数小型UPS，上班再开UPS，开机时要避免带载启动，下班时应关闭UPS；对于网络机房的UPS，由于多数网络是24小时工作的，所以UPS也必须全天候运行。

7）UPS放电后应及时充电，避免电池因过度自放电而损坏。

使用技巧
不间断电源-如何延长UPS的供电时间？
延长不间断电源系统的供电时间有两种方法：
1．外接大容量电池组：可根据所需供电时间外接相应容量的电池组，但须注意此种方法会造成电池组充电时间的相对增加，另外也会增加占地面积与维护成本，故需认真评估。

2．选购容量较大的不间断电源系统：此方法不仅可减少维护成本，若遇到负载设备扩充，较大容量的不断电系统仍可立即运作。

UPS电源系统开、关机
第一次开机
(1）按以下顺序合闸：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。

经空载运行约10分钟后，按照负载功率由大到小的开机顺序启动负载。

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。

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）。

关机
先将电脑或其它仪器关闭，让UPS空载运行10分钟，待机内热量排出后，再按面板“关”键。

使用与维护
1. 保持适宜的环境温度。

影响蓄电池寿命的重要因素是环境温度，一般电池生产
厂家要求的最佳环境温度是在20－25℃之间。

虽然温度的升高对电池放电能力有所提高，但付出的代价却是电池的寿命大大缩短。

据试验测定，环境温度一旦超
过25℃，每升高10℃，电池的寿命就要缩短一半。

达不到规定的环境要求，其
寿命的长短就有很大的差异。

另外，环境温度的提高，会导致电池内部化学活性
增强，从而产生大量的热能，又会反过来促使周围环境温度升高，这种恶性循环，会加速缩短电池的寿命。

2. 定期充电放电。

UPS电源中的浮充电压和放电电压，在出厂时均已调试到额定
值，而放电电流的大小是随着负载的增大而增加的，使用中应合理调节负载，比
如控制微机等电子设备的使用台数。

一般情况下，负载不宜超过UPS额定负载的60%。

在这个范围内，电池的放电电流就不会出现过度放电。

UPS因长期与市电相连，在供电质量高、很少发生市电停电的使用环境中，蓄电池会长期处于浮充
电状态，日久就会导致电池化学能与电能相互转化的活性降低，加速老化而缩短
使用寿命。

因此，一般每隔2－3个月应完全放电一次，放电时间可根据蓄电池
的容量和负载大小确定。

一次全负荷放电完毕后，按规定再充电8小时以上。

3. 利用通讯功能。

大多数大、中型UPS都具备与微机通讯和程序控制等可操作
性能。

在微机上安装相应的软件，通过串/并口连接UPS，运行该程序，就可以利用微机与UPS进行通讯。

一般具有信息查询、参数设置、定时设定、自动关机和报警等功能。

通过信息查询，可以获取市电输入电压、UPS输出电压、负载利用率、电池容量利用率、机内温度和市电频率等信息；通过参数设置，可以设定UPS 基本特性、电池可维持时间和电池用完告警等。

通过这些智能化的操作，大大方
便了UPS电源及其蓄电池的使用管理。

4. 及时更换废/坏电池。

大中型UPS电源配备的蓄电池数量，从3只到80只不
等，甚至更多。

这些单个的电池通过电路连接构成电池组，以满足UPS直流供电的需要。

在UPS连续不断的运行使用中，因性能和质量上的差别，个别电池性能下降、储电容量达不到要求而损坏是难免的。

当电池组中某个/些电池出现损坏时，维护人员应当对每只电池进行检查测试，排除损坏的电池。

更换新的电池时，应
该力求购买同厂家同型号的电池，禁止防酸电池和密封电池、不同规格的电池混
合使用。

日常维护
故障
在使用不间断电源系统的过程中，人们往往片面地认为蓄电池是免维护的而不加重视。

然而有资料显示，因蓄电池故障而引起UPS主机故障或工作不正常的比例大约为1/3。

由此可见，加强对UPS电池的正确使用与维护，对延长蓄电池的使用寿命，降低UPS 系统故障率，有着越来越重要的意义。

除了选配正规品牌蓄电池以外，应从以下几个方面入手正确地使用与维护蓄电池：
(1)灰尘带入机内沉积、当遇空气潮湿时会引起主机控制紊乱造成主机工作失常，并发生不准确告警，大量灰尘也会造成器件散热不好。

一般每季度应彻底清洁一次。

其次就是在除尘时，检查各连接件和插接件有无松动和接触不牢的情况。

(2）虽说储能电池组都采用了免维护电池，但这只是免除了以往的测比、配比、定时添加蒸馏水的工作。

但外因工作状态对电池的影响并没有改变，不正常工作状态对电池造成的影响没有变，这部分的维护检修工作仍是非常重要的，UPS电源系统的大量维修检修工作主要在电池部分。

1. 储能电池的工作全部是在浮充状态，在这种情况下至少应每年进行一次放电。

放电前应先对电池组进行均衡充电，以达全组电池的均衡。

要清楚放电前电池组
已存在的落后电池。

放电过程中如有一只达到放电终止电压时，应停止放电，继
续放电先消除落后电池后再放。

2. 核对性放电，不是首先追求放出容量的百分之多少，而是要关注发现和处理落
后电池，经对落后电池处理后再作核对性放电实验。

这样可防止事故，以免放电
中落后电池恶化为反极电池。

3. 平时每组电池至少应有8只电池作标示电池，作为了解全电池组工作情况的参
考，对标示电池应定期测量并做好记录。

4. 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。

5. 免维护电池要维护，不是什么无稽之谈，应从广义的维护立场出发，做到运行、
日常管理的周到、细致和规范性，保证设备（包括主机设备）保持良好的运行状
况，从而延长使用年限；保证直流母线经常保持合格的电压和电池的放电容量；
保证电池运行和人员的安全可靠。

这就是电池维护的目的，也是电池运行规程中
包括的内容和进行规则。

(3）当UPS电池系统出现故障时，应先查明原因，分清是负载还是UPS电源系统；是主机还是电池组。

虽说UPS主机有故障自检功能，但它对面而不对点，对更换配件很方便，但要维修故障点，仍需做大量的分析、检测工作。

另外如自检部分发生故障，显示的故障内容则可能有误。

(4）对主机出现击穿，断保险或烧毁器件的故障，一定要查明原因并排除故障后才能重新启动，否则会接连发生相同的故障。

(5）当电池组中发现电压反极、压降大、压差大和酸雾泄漏现象的电池时，应及时采用相应的方法恢复和修复，对不能恢复和修复的要更换，但不能把不同容量、不同性能、不同厂家的电池联在一起，否则可能会对整组电池带来不利影响。

对寿命已过期的电池组要及时更换，以免影响到主机。

决定因素
UPS作为保护性的电源设备，它的性能参数具有重要意义，应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。

还有UPS效率、功率因数、转换时间等都是表征UPS性能的重要参数，决定了对负载的保护能力和对市电的利用率。

性能越好，保护能力也越强，总的来说，离线式UPS 对负载的保护最差，在线互动式略优之，在线式则几乎可以解决所有的常见电力问题。

当然成本也随着性能的增强而上升。

因此用户在选购UPS时，应根据负载对电力的要求程度及负载的重要性不同，而选取不同类型的UPS。

购买须知
在购买电池后备系统时，需要知道这些设备的以下信息：
UPS电池供电的时间长短
UPS在使用待机电源时是否向服务器提供警告系统
UPS是否包含可以消除输入的瞬态噪声的电源调节功能
电池的寿命和它的性能如何随时间而降低
在电池不再能够提供后备功率时设备是否发出警告
何时需要替换电池
一般情况下还需要了解要挂接UPS的设备的电源要求。

对服务器装置而言，这可能包括CPU（和其他附加的设备）、监视器、外部路由器、集中器单元和布线中心，设备的背面提供了有关这些设备的电源要求，设备上的标牌列出了各单元使用的功率。

UPS 具有一个VA （伏安）额定值，即线路电压与电流（安培）的乘积。

用户首先需要将要挂接到UPS上的设备的各个功率要求加起来，再去购买可以处理这么大负荷的UPS。

先从要挂接的每种设备背面了解电流额定值，并将它与电压（通常为120/220V）相乘；然后，将所有设备的值加起来，再去选择一个处理能力比该负荷高出20%的UPS。

挂接到文件服务器的UPS通常需要一个附加电缆，用于在UPS使用后备电源时警告文件服务器，服务器于是将进行关机程序。

请记住查问UPS供应商，确保用户的操作系统可以使用此功能。

某些供应商已经为他们的电源保护设备开发出某些高级功能。

American Power Conversion的Smart-UPS系列通过一种称为PowerChute的软件控制程序为网络管理员提供诊断信息。

该软件安装在服务器上并通过电缆与UPS通信，这样，管理员可以跟踪电源质量、UPS工作温度、线路频率、UPS输出电压、最大和最小线路功率、电池功率强度、线路电压和UPS负荷。

UPS电源蓄电池好坏判别方法如下
蓄电池的好坏判断有专用的蓄电池测量仪,但是一般的用户很少有这种仪器,都只有一只万用表.下面几点维修中判断蓄电池好坏的几点总结,以供参考。

1、从外观判断：观察外观有无变形、凸出、漏液、破裂炸开、烧焦、螺丝连接处有无氧化物渗出等。

2、带载测量：若外观无异常，UPS工作于电池模式下，带一定量的负载，若放电时间明显短于正常放电时间，充电8小时以后，乃不能恢复正常的备用时间，判定电池老化。

3、用万用表测量：
A 、电池放电模式下测量：测量电池组中各个电池端电压，若其中一个或多个电池端电压显明高于或低于标称电压（标称电压12V/节），判断电池老化。

B 、市电模式下测量：电池组中各个电池端的充电电压，若其中一个或多个电池的充电电压显明高于或低于其他电压，判定电池老化。

C、测电池组的总电压：电池组总电压明显低于标称值（以C1K电池组标称值是36V 为例），充电8小时后乃不能恢复到正常值，即使恢复到正常值，放电时间达不到正常放电时间，判定电池老化。

D、电池开机测量：UPS不开机，也不要接市电，先用万用表测量电池组总电压，以C1K为例，此时电压可能在36V-40V之间，属于正常值，表笔不要离开，一直盯住万用表的指示，然后接开机键，若此时电池总电压马上降至30V以下乃至十几伏，UPS马上自动关机，关机后电压立即恢复到原有值。

判定电池老化。

UPS为何要同交流稳压电源搭配使用？
因为中国电网存在的问题是：电网突然停电或来电时电压不稳，忽高忽低，高电压涌流，瞬态脉冲电压过高频率误差太大，单用UPS只能解决掉电，而影响存盘使资料丢失，而无法对电波的杂质进行过滤。

针对以上，常用解决的方法是：对电压忽高忽低，电流增加或减弱，相位不正确及电网中的杂质只能用净化稳压电源来解决。

由于电网突然掉电或瞬态干扰和频率误差较大将影响系统信息的传导和重要资料被删除，需要UPS来解决。

因而UPS电源要同净化稳压器一起搭配使用，才能解决电源的质量问题，才能符合计算机的要求。

ups电源
基本组成及作用
一般UPS电源，主要由充电器(CHARGER)、逆变器(INVERTER)、静态开关(SYATICSWITCH)、蓄电池(BATTERY)4大部分和控制部分组成。

UPS电源各部分功能简述如下：
1.充电器的作用
从主电源吸收能量，经过桥式可控硅整流电路、阻容滤波电路，产生直流电，并将直流电提供给蓄电池和逆变器。

2.逆变器的主要作用
将充电器或蓄电池送来的直流电转变成交流电输出。

有的也称逆变器为DC/AC变流器，它是UPS电源的核心部件，逆变器性能的好坏，对UPS电源输出波形、效率、可靠性、瞬态响应、噪声、体积、重量等方面有着决定性的影响。

一台UPS电源性能好坏，主要是由逆变器的性能来决定的。

3.静态开关的主要作用
静态开关主要作用是保证UPS电源系统不间断供电。

当UPS电源正常供电时，逆变器输出交流电作为计算机设备的主要电源(或者由市电经稳压器后直接供计算机用电)。

在下列情况出现时:
①当计算机设备起动或发生浪涌超负载;
②当逆变器发生故障。

通过电压检测信号，静态开关迅速将负载由逆变器供电转移到市电供电。

一旦恢复正常，经检测市电与逆变器电压同步、同频时，又转为逆变器供电。

静态开关，就是完成转换并保证转换可靠、不间断供电的关键设备。

4.蓄电池的主要作用
蓄电池是储存电能的装置。

在正常供电时，直流电源对蓄电池进行充电。

它将电能转换成化学能贮存起来。

当市电中断时，UPS电源将依靠储存在蓄电池中的能量输出直流电，维持逆变器的正常工作。

即将化学能转换成电能，供逆变器使用。

5.控制部分的主要作用控制部分在UPS电源中起着十分重要的作用。

通过合理的控制，使UPS电源按设计要求给计算机提供稳定可靠的电能
监控系统
总控站（后台）
由监控站、工程维护站、系统接口等构成，运用管理分析软件处理接收的数据并通过Web发布。

工程维护人员登录服务器可查看全厂所有在线设备的运行状态以及完善的历史、实时数据分析统计。

设备控制站
根据现场设备需要，可选择监控功能仪或设备运行状态信息采集仪（EII）。

EII通过RS-232/485端口与电能表、电池采集模块、直流屏、UPS等智能设备通信，将监测数据转换为符合通信协议的数据包，接入局域网，传送至主控室服务器。

独立完整的ES包括以下部分：
系统主机：由下行串口通道、数据处理器、显示器、上行串口通道组成。

下行串口通道通过RS-485总线访问电池电压采集模块，采集数据，管理电压采集模块，数据处理器完成数据解压、数据计算、存储管理，将处理后的数据一部分送往显示器，另一部分由上行串口通道发送至协议处理器，或传给上一层管理系统。

数据采集组：可根据用户需要确定采集数据要求及配置相应采集仪器，一般由电池电压采集模块、电流、温度、功率等组成，模块间隔离良好、绝缘性强，可靠性、安全性高。

数据采集可分组，每个模块可对一定数量电池进行电压采集，可配备电流、温度传感器，模块间与系统主机一般采用RS-485连接。

协议处理器：具有协议处理程序的接口板，处理各种通信协议。

可实现：①将主机发送的电池电压、电流、温度等信息按约定协议编码、打包、发送至远程服务器;②将远程服务器发出的遥控、遥调指令经过解码发给主机，实时控制。

放电模块：可快速测出电池直流内阻，瞬间测试电池性能，大功率放电模块可提供瞬间大电流冲击负荷。

远程服务器：实现局域网内计算机数据通信，通过局域岗远程访问现场的蓄电池监测系统，接收、分析数据，通过Web服务器发布数据。

通信网络
联网现场设备各分站（采集监控站），采用光纤作为数据通信主干线，组成全厂UPS 和直流电源在线监控的局域网。