引言 随着现代化技术的不断发展，设备供电的可靠性与稳定性已经成为试验工作的重点。一旦供电故障，测试设备和被试品等就会突然断电，造成的损失不可估量。UPS稳压电源是保证技术阵地各系统正常工作的高可靠性设备，当市电断电时，由电池迅速供给各系统用户使用，不至造成各系统有断电情形发生，保证了试验任务的顺利进行，因此，UPS电源在不同工作环境中得到了广泛的应用，UPS电源的维护保养工作也得到广泛的重视。
引言
随着现代化技术的不断发展，设备供电的可靠性与稳定性已经成为试验工作的重点。一旦供电故障，测试设备和被试品等就会突然断电，造成的损失不可估量。UPS稳压电源是保证技术阵地各系统正常工作的高可靠性设备，当市电断电时，由电池迅速供给各系统用户使用，不至造成各系统有断电情形发生，保证了试验任务的顺利进行，因此，UPS电源在不同工作环境中得到了广泛的应用，UPS电源的维护保养工作也得到广泛的重视。
1 UPS的组成及工作原理
1．1 UPS电源的基本组成
UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件，稳压稳频的电源保护设备，主要由整流器、蓄电池、逆变器、静态开关等几部分组成。
1．2 UPS电源的工作原理
1．2．1 AC—DC变换：将来自电网的交流电经自耦变压器降压、全波整流、滤波变为直流电压，供给逆变电路。
1．2．2 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。
1．2．3控制驱动：控制驱动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SP—WM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。
1．2．4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220VAC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，不问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。
2 利用UPS提高供电系统可靠性的几点注意
2．1 UPS的选型
为了提高供电系统的可用性，首先耍根据用户的实际情况选择合适的机型，要在性能指标上把关。在各种因素中。逆变电路是否连续工作对UPS的影响最大，这使UPS有了后备式与在线式之分。
2．1．1后备式UPS
最简单的后备式UPS电路，当市电输入正常时，由市电逆变供电转换控制电路输出三路信号，其中的一路信号控制由电磁继电器构成的单刀双掷开关接通市电供电(这条线路也叫交流旁路)，此时，负载直接由市电供电：第二路控制信号送至“面板显示电路”，用来指示市电供电状态：第三路控制信号送至逆变器，切断逆变电路。
后备式UPS具有运行效率高、噪音低、价格相对低廉等特点，在对断电时间要求不高、设备功率较小的一些终端通信设备上仍有较高的利用率。
2．1．2在线式UPS
在线式UPS的结构与后备式UPS大同小异，只是将后备式UPS的断电切换改为了持续供电。对于在线式UPS来说，当市电供电正常时，它首先将市电交流电源变成直流电源。然后，UPS中的逆变器在机内的脉宽调制(PWM)控制信号的作用下，将直流电源在逆变器中变成功率放大的脉宽调制驱动电源信号，再经逆变器的输出滤波器重新变成所需要的交流电来向负载供电。在线式UPS中的逆变器利用机内的蓄电池所提供的直流电源来继续维持正常工作，由于这时并不存在市电供电到逆变器供电的转换操作，其转换时间为零。只要不发生UPS因蓄电池被长时间放电而出现电池电压过低自动关机状况，UPS电源可以一直向负载提供高质量的无任何时间中断的电源，它和市电中断与否毫无关系。
在线式UPS的供电质量明显优于后备式UPS。如果用户对供电质量要求很高，在使用过程中不允许有电压不稳、断电等情况出现，应该选择在线式UPS。
2．2 UPS蓄电池的性能特点
每个UPS都具有一个或一组蓄电池。作为一种储能元件，蓄电池的好坏直接关系到UPS的正常使用。目前，普遍使用的是小型免维护密封式铅酸电池。这种电池的特点是密封性能好、免维护、充放电性能好、自行放电量小、启动性能好、使用寿命和存储寿命长。
2．3防雷器
有的用户希望UPS具有防雷功能，实际上这是一个危险的问题。即使在UPS输入端安装一个三级防雷器，却有将1 500—2000V的雷电高压浪涌引入电路的危险。从图1的比较可以看出，这相当于两只不同电压的稳压管并联，稳压管(B)应将输入的3000V电压降到2000V，而稳压管(C)应将输入的2000V电压降到1000V，而这种连接法却使可接受2000V电压的稳压管(C)来承受3000V的冲击，此时该防雷器应先被击穿而通导，关键是二防雷器之间的连线压降和C上的残压一起能使得稳压管(Bl通导，否则B就没起任何作用。因此才造成使用危险。那么是否可以用一个电感将1000V降掉呢?看来似乎可以，其实不可，在这里是防雷器而不是稳压管，因为放在器件中的电感绕组的线径不可能粗，能通过1A的电流就了不起了，对成百上千安培的电流是无能为力的，所以此种方案不可轻易使用。
3 UPS的使用和维护
图1 B+C防雷器的功能比较图
根据UPS使用情况，认为在今后UPS的使用和维护工作中，应做好以下几方面工作：
3．1主机的维护
第一，保持UPS主机工作环境清洁卫生，防止灰尘进入机箱造成局部电路过热，损坏元器件。并定期检查散热风扇。第二，在断电时，应避免带负载启动UPS电源，应先关掉负载，等UPS启动后再开启负载，否则会有多负载的冲击电流和供电电流造成UPS电源瞬间过载，严重时会损坏变换器。第三，在每次开机前，要首先确认UPS接线正确，检查输入市电接线的极性。这样做一是为了操作人员人身安全，二是为了避免人为损坏UPS的情况发生。第四，UPS在功率选配上要有适当的余量，不能超载，负载总容量不能大于UPS的额定功率。如为800W的负载选配UPS电源，其功率应选购1000W以上的。第五，避免频繁的开关机，最好长时间处于开机状态。第六，UPS应工作在干燥、通风、清洁的环境中，避免热源，阳光直射。
3．2蓄电池的维护
在使用UPS时，我们应重视对蓄电池的使用及维护。蓄电池的价格可以占到整个UPS价格的三分之一到二分之一。大型的UPS，其电池组的价格比其他部件甚至可以高出好几倍。如果使用不当，将导致蓄电池损坏，就只能更换新的电池，造成不必要的损失。
第一，蓄电池对环境温度要求较高，工作环境一般要求在20～25℃之间，低于15℃时，其放电容量下降，温度每降低1度，其容量下降1％，而温度过高(大于30度)其寿命就会缩短。第二，电池不宜放电至低于预定的终止电压，否则将导致过放电，而反复的过放电则会导致容量难以恢复，为达到最好的工作效率和最长的使用寿命，放电应在0．05～3C之间。第三，要避免大电流充放电，否则会造成电池极板膨胀变形，使得极板活性物质脱落，内阻增大，容量下降，寿命缩短。第四，在电池连接过程中，要戴好防护手套，使用扭矩手板等金属工具时，应将金属工具进行绝缘包装，以防触电：绝对避免将金属工具同时接触到电池的正、负端子，造成电池短路。第五，由于不经常停电，应每隔一个月对UPS进行一次人为的断电，让UPS电源在逆变状态下工作一段时间，防止电解液沉淀，以便让蓄电池维持良好的充放电特性，延长使用寿命。第六，注意防雷击。一定要注意保证UPS的有效屏蔽和接地保护。第七，不能把不同容量、不同厂家、不同性能的电池联在一起，否则会影响整组蓄电池的性能。第八，要定期对电池进行检查、测量，并做好记录。一旦发现电池电压异常、物理损伤、电解液泄漏、温度异常等现象，应找出原因并及时更换有故障的蓄电池。
3．3避免人为操作失误性故障
在日常工作中，由于维护人员的疏忽未及时发现故障隐患，或发现了却未及时采取相应措施而导致的UPS故障也非常常见。现举例如下：
机场航管楼供电采取UPS双机并联冗余系统，负载被均分到两台机器上。有一次，由于某种巧合而导致其中的一台逆变器关机，这时负载被全部转移至另外一台UPS上，由于维护人员没有及时发现，未将关机的UPS逆变器重新开启，恰巧遇到当天下午市电中断，变成单机供电，由于过载能力减弱，蓄电池后备时间减半，造成所带负载全部中断，险些发生紧急事故。
UPS运行时应按时对电池进行维护，发现有容量明显降低的电池，应立即更换。因为电池的损坏过程有的是逐渐积累造成的，也有的是瞬间发生的。在对蓄电池的维护中就遇到过此类情况，做月维护时个别电池虽然浮充电压稍低，但还未到完全不能使用的程度，而在当月市电停电后，有一组电池却完全不能放电。所以，一旦发现电池有故障时，要及时进行更换，以免酿成事故。
4 结束语
UPS的应用，不仅改善了电网质量，同时也提高了用电系统的可靠性。因此用户在选择UPS电源上应系统的分析，合理选择，以适应不同工作环境的实际要求：同时对UPS的维护应制定并严格遵循一套科学有效的方法，才可能避免各种故障，使UPS的故障率降低到最小程度，真正做到不间断地为设备提供安全、可靠的洁净电源。
