不間斷電源UPS的工作原理及其維護分析摘要：不間斷電源（UPS）作為組成供電系統的重要設備，一是當正常交流供電出現中斷時，從蓄電池中輸出的直流通過逆變器轉變成交流持續供電重要設備；二是通過過整流濾波電路輸出高品質電能供電重要設備，該系統運行的安全與穩定在一定程度上可以確保整個輸氣站場一級負荷的安全運行。因此，強化對不間斷電源的工作原理及其維護的研究非常有必要。本文主要介紹不間斷電源UPS的基本結構組成、基本工作原理與維護途徑。關鍵詞：UPS；工作原理；維護UPS的基本結構組成及應用類型1?1UPS的基本結構組成不間斷電源UPS主要由整流器、逆變器、旁路開關、蓄電池4大部分共同組成。首先是整流器，它能夠提供交流轉直流電源功能服務，可應用于后續的蓄電池與逆變器功能過程中。整流器的性能指標能夠直接影響到UPS的電源輸入指標，就這一點來講它起到兩點作用：第一，在將交流電整流轉變為直流電并進行濾波處理后還會為負載設備或逆變器供給電能；第二可為蓄電池提供充電電壓，作用類似于充電器。在整流器中一般會用到高頻開關配合可控硅，它伴隨外接電源的變化合理控制電源電能輸出幅值，可為設備后端輸出幅值相對穩定的直流電源電能。其次是逆變器，逆變器中包含上級直流電源部分，即蓄電池與整流器，二者均可轉變成為交流電源。另外，逆變器中還包含逆變橋、濾波電路以及控制邏輯電路。逆變器的最大作用就是將市電經過整流轉變為更加穩定的直流電或蓄電池儲存直流電能源，或是轉變形成波形更加穩定的交流電。旁路開關，它能提升UPS的工作安全可靠性，且能承載一定的負載、過載和短路。在UPS中，旁路開關通過逆變器自動切換旁路，可產生超過IGBT管1.25倍的過載電流。實際上，它加大了電氣設備的保護上限，能夠避免由于電流過載所導致的設備短路損壞問題。所以，旁路開關是能夠通過自動切換有逆變器進行持續供電的。最后是蓄電池，蓄電池中可儲存UPS電能，它的容量大小決定了應急供電的具體時間。在市電電壓穩定供應期間，UPS通過整流器將電能轉換為化學能再儲存到蓄電池中。當市電斷電或出現異常波動時，蓄電池中的所有化學能會轉化為后端負載設備電能為電氣設備提供充足電源。1.2UPS的常見應用類型UPS的常見應用類型包括后備式UPS、在線式UPS兩大類。其中，在線式UPS中還包括三端口UPS、串聯型在線式UPS兩類。本文以串聯型在線式UPS為例進行介紹，它主要以交流電作為主要輸入形式，它的濾波設備會對外電部分造成一定干擾，所以必須對外電部分加以優化處理。在經過整流濾波處理后，要保證電池組與逆變器始終處于正常充電狀態，換言之，逆變器主要通過交流電將相對穩定的電壓與電頻輸入到負載項。如果外電部分出現故障無法正常運行，則串聯型在線式UPS中的逆變器就會對蓄電池的電壓類型進行處理，通過負載獲取交流電,如此可避免斷電現象出現。UPS基本工作原理2.1市電工作模式（正常模式）在市電模式下，市電輸入經過整流模塊變成直流并濾波后，一方面經過逆變器輸出交流電給負載供電，另一方面給電池進行充電。此時旁路輸入處于備用狀態。

BBlAUXMAINSMAINSOUT2.2BBlAUXMAINSMAINSOUT2.2電池工作模式（放電模式）當市電輸入出現異常，系統自動無間斷切換到電池工作模式，由電池通過逆變器模塊輸出交流電給負載供電，此時旁路處于備用狀態。如果市電恢復正常自動切換到市電工作模式。AUXMAINS2.3靜態旁路工作模式當市電停電，電池放完電，自動切靜態旁路工作，市電來電后自動切到市電模式；或者當逆變器故障，也會自動切到靜態旁路供電。OUTAUXMAINS|OUTAUXMAINS|2.4手動旁路工作模式當對UPS進行維護或者維修的時候，不希望對負載進行停電的一種操作模式,在手動旁路工作狀態下把UPS的手動旁路開關閉合后，將輸出開關、輸入開關、旁路輸入開關和電池開關斷開，UPS內部不帶電，只有輸入輸出端子帶電，此步UPS的維護要點分析針對UPS的日常運行維護要點要基于多點展開，例如：針對它的主機部分與蓄電池部分展開維護，同時要關注UPS日常維護中的某些注意要點。3.1UPS日常使用環境條件的營造電源是電氣設備生產的命脈，所以，某些大型工廠或企業在使用UPS電源時一定要首先為其營造安全可靠的日常使用環境條件，具體來講就包括以下幾點。首先，要保證UPS被安裝在相對干燥、涼爽、清潔的環境中。例如：在某些閥控式密封蓄電池機房中就要相應配置通風換氣裝置，確保UPS蓄電池擁有良好的工作環境。具體來講，要保證機房環境溫度被始終控制保持在10?25°c范圍內，且適度要控制在20%?70%。其次，要定期檢查、記錄UPS控制面板中的各項運行參數，爭取在第一時間發現UPS異常狀態，有效消除故障隱患問題。再次，對并聯冗余系統中所存在負載均分并機運行方式進行系統性分析，主要通過它來測試并機系統運行的安全可靠性與穩定性。如果UPS以熱備份方式在系統中運行，則需要提前進行備機帶載試驗。3.2對UPS主機系統的維護UPS電源主機系統運行存在較為繁瑣的技術需求，對環境條件要求也相對較高，例如：在恒溫恒濕且絕對清潔的機房條件下才能保持其運行穩定。另外，對UPS主機系統的儲能電池溫度也會提出較高要求，一般最佳溫度范圍應該控制在20?25c。一方面，考慮到UPS正常運行工作過程中，其主機中的內置參數無法進行隨意更改，尤其是電池組參數無法更改（更改會導致UPS主機使用周期縮短），所以一旦出現溫濕度環境變化情況時需要對設備主機系統參數進行微調，將其運行最佳溫度調整到25°C為最佳。如果電氣設備呈現斷電狀態，則要保證UPS不能帶載工作，更不能在該情況下帶載開機啟動，正確方法是通過后再副段進行線下處理，直到UPS正常啟動才能實施逐步加載運行。另一方面，考慮到在線式UPS是存在負載端啟動后出現沖擊電流這一特征的，所以應該在負載未下線的情況下就啟動UPS,避免UPS電源發生過載狀況，也能保護逆變器不受損壞。3.3對蓄電池的維護針對蓄電池的維護需要更加細致深入，因為保證蓄電池安全穩定才能為整個UPS系統提供穩壓穩頻。如果發生市電異常情況，則需要快速將蓄電池中的化學能全部轉化為電能，再輸出到后端負載設備中，確保設備長期穩定運行。再者，結合對UPS設備系統的實際維護狀況分析，一般UPS中的電源故障都與蓄電池存在直接關系，說明蓄電池是影響UPS系統運行質量的關鍵。如蓄電池容量不足、前后端電壓不足、瞬間放電電流無法有效控制都可能導致蓄電池出現問題，無法實現對負載的有效啟動。結合上述問題，對UPS蓄電池的維護一定要做好每個季度一次的核對性放電試驗，具體放電時間主要根據蓄電池的容量與負載大小來確定，一般可將放出的額定容量控制在30%?40%。舉個例子，針對單體容量為12V的蓄電池，需要保證做到3年一次的容量試驗；而對于單體容量為6V和12V的蓄電池則需要保證做到1年一次的容量試驗，即在一次全負荷放電后，再按照規定充電8小時以上。針對蓄電池的自檢參數記錄一般為每季度一次，這些數據可被視為是蓄電池的核對性放電試驗參數，可用它來定性分析電池狀態。結語不間斷電源UPS系統運行理念特殊，作為電氣設備的基礎性電能保障系統，它具有復雜的組成部分與不盡相同的運行機制。因此，針對UPS系統的理論分析與日常維護工作必不可少，要從其工作原理與工作狀態上分析理解其優缺點