ups不間斷電源精選(九篇)
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第1篇：ups不間斷電源范文
【關(guān)鍵詞】后備式ups 在線式UPS不間斷電源 蓄電池
UPS不間斷電源的工作原理UPS（UNINTERRUPTEDPOWER SUPPLY）電源包括兩部分，主機和蓄電池；按工作方式可分為后備式和在線式兩種。后備式UPS電源在交流市電正常輸入電源由整流逆變器轉(zhuǎn)換為直流電源，逆變器將此直流電源或來自電池的直流電源轉(zhuǎn)換為交流電通過輸出配電模塊。
我臺許多的重要用電設(shè)備，如音頻調(diào)度設(shè)備、控制桌設(shè)備，臺站通信設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、配電二次回路設(shè)備等對供電質(zhì)量要求很高，不僅要求不停電，還要求電壓和頻率穩(wěn)定且波形完好，因此不間斷電源（UPS）成為我臺安全播音的重要設(shè)備，所以我們不但要了解UPS，更重要的是維護好。
一、UPS的主要功能
1、雙路電源之間的無間斷切換
如圖1所示，兩路電源可通過UPS實現(xiàn)無間斷切換。
2、隔離干擾功能
在UPS中，交流輸入電壓經(jīng)整流后，輸入逆變器，逆變器對負載供電，如圖2所示，這樣可將電網(wǎng)電壓瞬時間斷、電壓波動、頻率波動等電網(wǎng)干擾與負載隔離：這樣既可使負載不受電網(wǎng)干擾和突然斷電的影響，又可使電網(wǎng)中干擾的不影響負載。
3、電壓切換功能
通過UPS，可以將輸入電壓變換成需要的電壓，如輸入380V輸出可變成220V、380V、400V、415V；輸入220V輸出可變成220V、230V、240V。
4、頻率變換功能
通過UPS，可以將輸入頻率變換成需要的頻率，如輸入50HZ輸出可變成50HZ、60HZ、400HZ。
5、后備功能
UPS后備功能如圖3所示。UPS中的蓄電池，貯存一定的能量，當(dāng)電網(wǎng)斷電時蓄電池通過逆變器可持續(xù)供電。后備時間可以為5、10、15、30、90min甚至更長。
二、UPS分類
根據(jù)工作特點，UPS通常分為后備式和在線式兩類。
1、后備式
當(dāng)外電正常時，外電經(jīng)EMC濾波和抗浪涌無源濾波器后送給負載，同時充電器給蓄電池充電。市電中斷后，逆變器啟動，將蓄電池的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓（即DC/AC變換）并送給負載。轉(zhuǎn)換時間由繼電器的機械跳動時間和逆變器的啟動時間決定，一般要求在10ms以內(nèi)。這種UPS的特點是線路簡單，價格便宜，但由于存在切換時間，輸出容易受外電波動的影響，供電質(zhì)量不高，用電重要設(shè)備不宜采用。
2、在線式UPS
在線式UPS分為三端口UPS和串聯(lián)在線式UPS兩種。
（1）三端口UPS
三端口UPS實際上是一種鐵磁諧振穩(wěn)壓變壓器。鐵心上有三個繞組：外電繞組，雙向變換器繞組，輸出繞組，核心部分是雙向逆變器（整流逆變器）。當(dāng)外電正常時，雙向變換器起整流作用，保持負載的不間斷用電并給蓄電池充電。當(dāng)外電中斷時，雙向逆變器其逆變作用，將電池的直流電壓轉(zhuǎn)換成50HZ的交流電。這種UPS長時間后備供電不足，且輸入電壓范圍較窄，受到一點限制我臺很少采用。
（2）串聯(lián)型在線式UPS
這種UPS在外電正常時，輸交流電先經(jīng)EMC輸入濾波器濾掉外電中的干擾，再經(jīng)整流濾波后，給電池組充電，同時也給逆變器供電。逆變器輸出穩(wěn)壓穩(wěn)頻的交流電供給負載。外電不正?；蛑袛鄷r，逆變器將蓄電池提供的直流電壓變換成交流電壓供給負載，實現(xiàn)不間斷供電。當(dāng)逆變器輸出過壓、過流或UPS出現(xiàn)故障時，能夠自動關(guān)閉，并通過靜態(tài)開關(guān)不間斷地轉(zhuǎn)換至外電供電。
這種UPS的特點是線路復(fù)雜，保護功能和擴展功能較強，允許的外電電壓和頻率的范圍較寬，看以滿足用戶的較高的要求，當(dāng)然價格較高。
三、UPS基本工作原理
1、在線式UPS工作原理
在線式UPS由整流器濾波電路、逆變器、輸出變壓器及濾波器、靜態(tài)開關(guān)、充電電路、蓄電池組和控制監(jiān)測、顯示告警及保護電路組成，如圖4所示。在線式UPS的輸出電壓波形通常為標準的正玄波。
外電正常時，輸入電壓經(jīng)整流器濾波電路后，給逆變器供電，逆變器輸出經(jīng)過輸出變壓器和輸出濾波器電路將SPWM波形變換成純正玄波。同時，整流電壓經(jīng)充電器給蓄電池補充能量。在這種工作狀態(tài)下，外電經(jīng)整流濾波器、逆變器及靜態(tài)開關(guān)給負載供電，并由逆變器完成穩(wěn)壓和頻率監(jiān)測功能。
當(dāng)外電出現(xiàn)中斷、電壓過低或過高時，UPS工作在后備狀態(tài)，逆變器將蓄電池的電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓，并通過靜態(tài)開關(guān)輸出到負載。
外電正常但逆變器出現(xiàn)故障或輸出過載時，UPS工作在旁路狀態(tài)。靜態(tài)開關(guān)切換到外電端，外電直接給負載供電。如果靜態(tài)開關(guān)的轉(zhuǎn)換因逆變器故障引起，UPS將發(fā)出報警信號；如果因過載引起靜態(tài)開關(guān)轉(zhuǎn)換，過載消失后，靜態(tài)開關(guān)將重新切換到逆變器端。
控制監(jiān)測、顯示告警及保護電路提供逆變器、充電、靜態(tài)開關(guān)轉(zhuǎn)換所需的控制信號，顯示各自的工作狀態(tài)。UPS出現(xiàn)過壓、過流、短路、過熱時，及時報警并同時提供相應(yīng)的保護。
在線式UPS中，無論外電是否正常，都有逆變器供電，所以外電故障瞬間，UPS的輸出都不會間斷。另外，由于在線式UPS加有輸入EMC濾波器和輸出濾波器，所以來自電網(wǎng)的干擾能得到很大的衰減；同時因逆變器具有很強的穩(wěn)壓功能，所以在線式UPS能給負載提供干擾小、穩(wěn)壓精度高的電壓。因此，在線式UPS電源輸出的是與外電網(wǎng)完全隔離的純凈的正弦波電源，大大改善了供電的品質(zhì)，保護了負載安全有效的工作。
2、后備式UPS工作原理
后備式UPS原理框圖如圖5所示，后備式UPS與在線式UPS的差別是：沒有輸入整流濾波器，逆變器只由蓄電池供電，外電正常時，逆變器不工作。輸出沒有濾波器，輸出電壓波形一般為方波。外電正常時輸出變壓器起交流穩(wěn)壓的作用。
（1）外電正常時，UPS工作于外電旁路狀態(tài)，轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到外電輸入端，輸入外電經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)接至輸出變壓器，然后共給負載。外電變化時，通過繼電器改變變壓器的接點，可穩(wěn)定輸出電壓。
（2）外電出現(xiàn)中斷、電壓過高或過低時，UPS工作與后備狀態(tài)。檢測控制電路監(jiān)測到外電故障后，啟動逆變器并將轉(zhuǎn)換開關(guān)切換至逆變器端，由蓄電池經(jīng)逆變器給負載供電，逆變器輸出波形為方波。負載變化時，逆變器通過改變輸出方波的寬度實現(xiàn)穩(wěn)壓。
在后備式UPS中，外電正常時逆變器不工作，只有外電出現(xiàn)故障時，逆變器才啟動。由于作為轉(zhuǎn)換開關(guān)的繼電器，需要一定的動作過程，因此轉(zhuǎn)換需一段時間，一般為3～10ms。另外，后備式UPS是通過調(diào)節(jié)變壓器的變化來實現(xiàn)穩(wěn)壓的，所以輸出電壓穩(wěn)定度也比在線式UPS差。
四、UPS電源系統(tǒng)使用注意事項
UPS電源系統(tǒng)因其智能化程度高，儲能電池采用了免維護蓄電池，這雖給使用帶來了許多便利，但在使用過程中還應(yīng)在多方面引起注意，才能保證使用安全。
1.UPS電源主機對環(huán)境溫度要求不高，+5℃～40qE都能正常工作，但要求室內(nèi)清潔，少塵，否則灰塵加上潮濕，會引起主機工作紊亂。儲能蓄電池則對溫度要求較高，標準使用溫度為25℃，平時不能超過+15℃～+30qC。溫度太低，會使儲能電池容量下降，溫度每下降1℃，其容量下降1%。其放電容量會隨溫度升高而增加，但壽命降低。如果在高溫下長期使用，溫度每高10℃，電池壽命約降低一半。
2.主機中設(shè)置的參數(shù)在使用中不能隨意改變。特別是對電池組的參數(shù)，會直接影響其使用壽命，但隨著環(huán)境溫度的改變，對浮充電壓要做相應(yīng)調(diào)整。通常以25℃為標準，環(huán)境溫度每升高或降低1℃時，浮充電壓增加18mV左右（相對于12V蓄電池）。
3.在斷電時，應(yīng)避免帶負載啟動UPS電源，應(yīng)先關(guān)掉負載，等UPS啟動后再啟動負載，否則，會有負載的沖擊電流和供電流，造成UPS電源瞬間過載，嚴重時會損壞變換器，不能讓UPS經(jīng)常處于滿載或過載狀態(tài)下運行。
4.UPS電源系統(tǒng)按使用要求功率余量不大，在使用中要避免隨意增加大功率的額外設(shè)備，也不允許在滿負載狀態(tài)下長期運行。但工作性質(zhì)決定了UPS電源系統(tǒng)幾乎是在不間斷狀態(tài)下運行的，增加大功率負載，即使是在基本滿載狀態(tài)下工作，都會造成主機出故障，嚴重時將損壞變換器。
5.為確保UPS系統(tǒng)高效率和盡可能的延長UPS的使用壽命，一般負載功率應(yīng)滿足UPS額定功率的60-70%。例如我臺需要不間斷電源供電的設(shè)備有音頻設(shè)備、通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、自臺監(jiān)測設(shè)備、服務(wù)器設(shè)備等重要設(shè)備，統(tǒng)計總功率為21KVA，因此我們選擇21KVA÷70%=30KVA，考慮到設(shè)備的增加，我臺選擇了50KVA的UPS。
6.由于組合電池組電壓很高，存在電擊危險，因此裝卸導(dǎo)電聯(lián)接條、輸出線時應(yīng)用安全保障，工具應(yīng)采用絕緣措施，特別是輸出接點應(yīng)有防觸摸措施。
7.不論是在浮充工作狀態(tài)還是在充電、放電檢修測試狀態(tài)，都要保證電壓、電流符合規(guī)定要求。過高的電壓或電流可能會造成電池的熱失控或失水、電壓、電流過小會造成電池虧電，這都會影響電池的使用壽命，前者的影響更大。
8.在任何情況下，都應(yīng)防止電池短路或深度放電，因為電池的循環(huán)壽命和放電深度有關(guān)。放電深度越深、循環(huán)壽命越短。在容量試驗中或是放電檢修中，通常放電達到容量的30%-50%就可以了。
9.對電池應(yīng)避免大電流充放電，雖說在充電時可以接受大電流，但在實際操作中應(yīng)盡量避免，否則會造成電池極板膨脹變形，使得極板活性物質(zhì)脫落，電池內(nèi)阻增大，溫升越高，嚴重時將造成容量下降，壽命提前終止。
五、UPS電源的日常維護與檢修.
1 UPS電源在正常使用情況下，主機的維護工作很少，主要是防塵和定期除塵。特別是氣候干燥的地區(qū)，空氣中的灰粒較多，機內(nèi)的風(fēng)機會將灰塵帶入機內(nèi)沉積、當(dāng)遇到空氣潮濕時會引起主機控制紊亂造成主機工作失常，并發(fā)生不準確告警，大量灰塵也會造成器件散熱不好。一般每季度應(yīng)徹底清潔一次。其次就是在除塵時，檢查各連接件和插接件有無松動和接觸不牢的情況。
2.蓄電池的維護在UPS系統(tǒng)中，可以說蓄電池是這個系統(tǒng)的支柱，沒有電池的UPS只能稱作穩(wěn)壓、穩(wěn)頻電源。雖說蓄電池目前都采用了免維護電池，但這只是免除了以往的測比、配比、定時添加蒸餾水的工作。但外因工作狀態(tài)對電池的影響并沒有改變，不正常工作狀態(tài)對電池造成的影響沒有變，這部分的維護檢修工作仍是非常重要的，UPS電源系統(tǒng)的大量維修檢修工作主要在電池部分。由于蓄電池在制造工藝上存在先天的不足；另一方面是在使用過程中缺乏必要的維護造成的，值得注意的是，許多使用單位缺乏必要的測試維護手段。根本不清楚自己系統(tǒng)UPS蓄電池的健康狀況，為UPS系統(tǒng)正常工作留下隱患。要求定期測量各電池端電壓，當(dāng)各電池壓差過大時，要進行勻充，要求定期對電池進行試探性容量測試或深度放電，以便檢查電池組的性能優(yōu)劣以及保持電池的活性。正常情況下，電池使用壽命為三到五年，如果發(fā)現(xiàn)狀況不佳，則必須提早更換。更換電池時，遵循數(shù)量一致，型號一致的原則。正常時（UPS很少后備供電的前提下），電池每四到六個月充、放電一次。
3.故障指示現(xiàn)象如表1。
第2篇：ups不間斷電源范文
【關(guān)鍵詞】UPS；故障分析；處理
所謂的UPS，即不間斷電源，是將蓄電池（多為鉛酸免維護蓄電池）與主機相連接，通過主機逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。本文就UPS不間斷電源供電故障與處理進行了分析，詳細研究了故障產(chǎn)生的原因以及提出了一些有效的處理方案，以期能為類似的供電故障與處理提供參考。
1 UPS工作原理介紹
某某IDC機房供電采用2套UPS設(shè)備并聯(lián)共用1套蓄電池的結(jié)構(gòu)，正常情況下，2套UPS互為備用，其中1套正常工作即可滿足使用工況。UPS供電模式分為以下3種。
（1）主電源供電模式。主電源供電模式為UPS正常工作模式，在此模式下，負載由電源l經(jīng)整流充電器和逆變器供電，整流充電器同時給蓄電池組浮充充電。
（2）靜態(tài)旁路供電模式。電源2回路稱為靜態(tài)旁路，作為電源1的后備。在UPSI和UPSZ的逆變器電壓輸出故障時，靜態(tài)開關(guān)自動導(dǎo)通，負載不間斷切換為電源2回路供電模式。
（3）蓄電池供電模式。此種模式為應(yīng)急工作模式，當(dāng)電源1和電源2供電中斷時，供電流程轉(zhuǎn)換為蓄電池組經(jīng)逆變器給負載輸出電力；當(dāng)2套UPS同時為蓄電池組供電模式時，將觸發(fā)安裝在負載開關(guān)1上的時間繼電器，蓄電池組持續(xù)向外供電半小時后，時間繼電器發(fā)出信號斷開負載開關(guān)1，以保證負載開關(guān)2下的通信系統(tǒng)等設(shè)備的電力供應(yīng)，以此實現(xiàn)負載優(yōu)先級的設(shè)置。
2 故障現(xiàn)象及原因分析
該機房發(fā)生過2次因UPS系統(tǒng)供電電源中斷而導(dǎo)致的停產(chǎn)事件。事件發(fā)生時，該機房電網(wǎng)工作正常，2套UPS均為蓄電池供電模式，負載開關(guān)處于分閘位置。
該機房的UPS為艾默生Liebert NX-120KVA型產(chǎn)品。在主電源正常的情況下，2套UPS同時轉(zhuǎn)換為蓄電池供電模式，表明2套UPS充電器同時發(fā)生了故障，但事后檢查充電器無異常，重新啟動2臺充電器，均可正常運行。為了徹底查清原因并解決問題，技術(shù)人員和UPS廠家工程師對產(chǎn)品的性能和使用工況進行了一次全面的數(shù)據(jù)收集和調(diào)研，進而確定故障的具體原因。下面介紹排查工作的具體步驟。
（1）參數(shù)設(shè)置和記錄跟蹤
運用TLS軟件與UPS系統(tǒng)進行在線通信，對機組PLC模塊內(nèi)的基本參數(shù)設(shè)定值和在線測量數(shù)據(jù)進行檢查，無異常發(fā)現(xiàn)。在報警記錄的檢查中，發(fā)現(xiàn)“電源2相位超限”報警頻繁出現(xiàn)，出現(xiàn)頻率約為每小時10次，報警狀態(tài)持續(xù)時間約4～8s，在此報警產(chǎn)生的時間內(nèi)UPS自動切換到電源2帶載的功能將被禁止。又由于此報警為自動復(fù)位式報警，因此UPS系統(tǒng)會在此報警自動復(fù)位消失后恢復(fù)電源2的正常工作狀態(tài)。
（2）波形采集及分析
用FLUKE43B電網(wǎng)分析儀對電源1和電源2的輸入波形。電源2的輸出波形以及逆變器的輸出波形進行取樣分析，波形分析結(jié)果無異常。
（3）局域電網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析
UPS電源1和電源2的供電電源均為平臺電網(wǎng)，單臺發(fā)電機工作時的電網(wǎng)最大輸出有功功率為4000kW，日常帶載量約為1600kW。平臺電網(wǎng)具有網(wǎng)小但工況復(fù)雜的特點，電網(wǎng)內(nèi)設(shè)備種類（包括變壓器。馬達。變頻器和海纜等）相對較多，設(shè)備的突加突卸現(xiàn)象較頻繁。對電網(wǎng)進行分析后，結(jié)合上面兩步的分析結(jié)果，初步認定相對大功率設(shè)備的頻繁啟動可能是UPS“電源2相位超限”報警頻繁產(chǎn)生的原因。
（4）故障原因確定與驗證
在假定了報警原因為大功率設(shè)備頻繁啟動的前提下，決定在大功率設(shè)備旁進行蹲點測試，選取1臺l07kW的空調(diào)制冷壓縮機（星三角啟動）進行實測。實測發(fā)現(xiàn)在壓縮機每次啟動時，UPS便產(chǎn)生“電源2相位超限”報警，報警持續(xù)4～8s，與電機啟動時間相符。從而確定。電源2相位超限。報警產(chǎn)生原因：當(dāng)平臺大功率設(shè)備啟動時，電源2的輸人輸出電壓產(chǎn)生畸變，導(dǎo)致相位超限并報警。由此進一步推論，如果在短時間內(nèi)有多臺大功率設(shè)備先后啟動，那么電源1的輸人波形和電源2的輸人輸出波形將產(chǎn)生畸變，且畸變率逐漸增高，畸變持續(xù)時間增長；電源2的畸變導(dǎo)致“電源2相位超限”報警的自動復(fù)位時間加長；電源1的高畸變率會使整流充電器誤判為輸人電壓異常，而使整流充電器保護性停止工作；電源1和電源2的同時故障，使負載只能切換到蓄電池帶載模式，電池放電結(jié)束，DCS系統(tǒng)失電。這樣就出現(xiàn)了UPS故障導(dǎo)致平臺停產(chǎn)時電網(wǎng)工作正常的工況，且一年約一次的出現(xiàn)頻率也與推論中的極端工況相符。
3 系統(tǒng)故障分析及解決辦法
實際工況決定了故障不大可能從根本上杜絕，因此決定將UPS報警信號接人中控DCS系統(tǒng)，以便設(shè)備產(chǎn)生故障報警后，在狀態(tài)可控前提下，通過中斷報警工況來阻止事態(tài)進一步擴大。具體處理思路如圖1所示。
4 技術(shù)改造方案選擇及實施
4.1 方案選擇
要實現(xiàn)上面所描述的預(yù)防控制功能，需將UPS的報警信號接人中控DCS系統(tǒng)，UPS機組能提供的接入方案有2種。
（1）方案1：通過UPS通信卡件端口接入中控。UPS系統(tǒng)，并在DCS電腦上安裝UPS廠家工程師軟件以實現(xiàn)遠程在線監(jiān)控。該方案優(yōu)點在于能讀取UPS設(shè)備的所有信息及數(shù)據(jù)；缺點在于中控DCS系統(tǒng)和UPS分屬不同廠家，不能認證加裝在DCS電腦上的UPS廠家工程師軟件，這對DCS系統(tǒng)的穩(wěn)定性有影響，DCS系統(tǒng)配合難度較大，風(fēng)險不可控。
（2）方案2：串聯(lián)UPS機組報警輸出卡件上的開關(guān)觸點，將各類報警綜合為1對公共故障報警信號接入DCS系統(tǒng)。該方案接入DCS系統(tǒng)的為無源開關(guān)信號，DCS系統(tǒng)在工程設(shè)計中預(yù)留有開關(guān)信號接人功能的卡件，因此硬件接入條件滿足；軟件方面需在DCS系統(tǒng)內(nèi)添加報警記錄和報警輸出界面，對此僅利用DCS系統(tǒng)自身的軟件就可實現(xiàn)。這種施工方案簡單且接人的信號不影響DCS系統(tǒng)的穩(wěn)定性，缺點在于不能讀取UPS系統(tǒng)詳細的信息和數(shù)據(jù)。
從實際需求和改造難度綜合考慮后，認為方案2改動工作操作難度小、風(fēng)險可控、功能滿足既定目標，更具可行性。
4.2 方案實施
方案的確定，使檢修工作進人了最后的圖紙設(shè)計和現(xiàn)場施工階段，軟硬件的配置是決定改造方案的基本條件，主要涉及以下幾方面。
（1）UPS報警輸出卡件上均為無源常開和常閉觸點，觸點電氣參數(shù)為220VAC/5A，DCS系統(tǒng)卡件電壓為24VDC，觸點電氣參數(shù)滿足接人條件。
（2）串人的公共報警信號包括低電量關(guān)機警告、電池負載、維護配置、通用報警、逆變器負載等，功能上最大限度地涵蓋了各類輸出報警工況。
（3）“電池負載”報警輸出點已被占用，故需加裝中間繼電器進行擴展。
根據(jù)以上實際條件和需要實現(xiàn)的功能，在原圖紙中進行了改動設(shè)計，接線如圖2所示。虛線為本次改動的接線，除U11～U14，U21～U24外，其余均為添加的新線，R1和R2為新添加的中間繼電器。
在改動設(shè)計中，將5類報警信號串聯(lián)為1對開關(guān)信號接入DCS系統(tǒng)。在UPS正常工作時，DCS接收到的為常閉開關(guān)信號；一旦有故障報警信號產(chǎn)生，串聯(lián)回路就斷開，DCS接收到的常閉開關(guān)信號消失，觸發(fā)DCS系統(tǒng)產(chǎn)生報警信號。為保證接線改動影響UPS系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功能，利用UPS自身的輸出電源作為中間繼電器的驅(qū)動電源，整個報警回路則遵循失電安全型規(guī)則。改動中，新加中間繼電器2個，涉及到接線18根，其中新加接線10根，原有接線改向8根。
改造完成后，對各種報警信號進行現(xiàn)場實際模擬測試，每次均能將報警信號及時傳人中控DCS系統(tǒng)，動作及時可靠。
5 結(jié)束語
綜上所述，UPS對許多行業(yè)的安全生產(chǎn)起到重要的作用。UPS在實際的運行中，存在著各種各樣的故障問題，影響到UPS系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。所以，為了及時處理UPS在日常運行中出現(xiàn)的故障，就要提高理論知識，結(jié)合實際采取相應(yīng)有效的措施處理故障，從而確保UPS的正常運行。
【參考文獻】
第3篇：ups不間斷電源范文
關(guān)鍵詞：不間斷UPS電源；優(yōu)點；維護
一、引言
隨著IT技術(shù)的迅猛發(fā)展，圖像以及文字處理技術(shù)越來越多的成為計算機處理并貯存的一部分，UPS電源系統(tǒng)就成為這些應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)備中的一個不可缺少的部分。假如計算機處理系統(tǒng)、服務(wù)器、各種傳輸設(shè)備突然出現(xiàn)斷電的意外事故，不單是數(shù)據(jù)以及程序丟失的問題，更為嚴重的是可能會造成計算機的硬盤陣列的損壞，以及整個通信的中斷。如果這些數(shù)據(jù)的丟失或者是通信的中斷，將會給我們的生活和工作造成極為嚴重的后果。
二、不間斷UPS的基本組成
從基本應(yīng)用原理上講，UPS是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要元件，穩(wěn)壓穩(wěn)頻的電源保護設(shè)備，主要由整流器、蓄電池、逆變器、靜態(tài)開關(guān)等幾部分組成。
（一）整流器
整流器是一個整流裝置，簡單的說就是將交流（AC）轉(zhuǎn)化為直流（DC）的裝置。它有兩個主要功能：①將交流電（AC）變成直流電（DC），經(jīng)過濾波后供給負載，或供給逆變器；②給蓄電池提供充電電壓。
（二）蓄電池
蓄電池是UPS用來作為儲存電能的裝置，它由若干個電池串聯(lián)而成，其容量大小決定了其維持放電（供電）的時間。
（三）逆變器
一般情況下逆變器是一種將直流電（DC）轉(zhuǎn)化為交流電（AC）的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。
（四）靜態(tài)開關(guān)
靜態(tài)開關(guān)又稱靜止開關(guān)，它是一種無觸點開關(guān)，是用兩個可控硅（SCR）反向并聯(lián)組成的一種交流開關(guān)，其閉合和斷開由邏輯控制器控制。
三、不間斷UPS電源的原理
（一）AC-DC變換
將電網(wǎng)來的交流電經(jīng)自耦變壓器降壓、全波整流、濾波變?yōu)橹绷麟妷?，供給逆變電路。
（二）DC-AC逆變電路
采用大功率IGBT模塊全橋逆變電路，具有很大的功率富余量，在輸出動態(tài)范圍內(nèi)輸出阻抗特別小，具有快速響應(yīng)特性。由于采用高頻調(diào)制限流技術(shù)及快速短路保護技術(shù)，使逆變器無論是供電電壓瞬變還是負載沖擊或短路，均可安全可靠地工作。
（三）控制驅(qū)動
控制驅(qū)動是完成整機功能控制的核心，它除了提供檢測、保護、同步以及各種開關(guān)和顯示驅(qū)動信號外，還完成SPWM正弦脈寬調(diào)制的控制，由于采用靜態(tài)和動態(tài)雙重電壓反饋。極大地改善了逆變器的動態(tài)特性和穩(wěn)定性。
（四）電源工作過程
當(dāng)市電正常380VAC時，直流主回路有直流電壓，供給DC-AC交流逆變器，輸出穩(wěn)定的220VAC交流電壓，同時市電對電池充電。當(dāng)任何時候市電欠壓或突然掉電，則由電池組通過隔離二極管開關(guān)向直流回路饋送電能。從電網(wǎng)供電到電池供電沒有切換時間。當(dāng)電池能量即將耗盡時，不間斷電源發(fā)出聲光報警，并在電池放電下限點停止逆變器工作，長鳴告警。不間斷電源還有過載保護功能，當(dāng)發(fā)生超載（150%負載）時，跳到旁路狀態(tài)，并在負載正常時自動返回。當(dāng)發(fā)生嚴重超載（超過200%額定負載）時，不間斷電源立即停止逆變器輸出并跳到旁路狀態(tài)，此時前面空氣開關(guān)也可能跳閘。消除故障后，只要合上開關(guān)，重新開機即可恢復(fù)工作。為使不間斷電源充分工作，避免在過載或欠載下運行，電源在開機前，首先計算負載容量。
四、不間斷UPS電源的優(yōu)點
（一）、UPS電源系統(tǒng)供電持續(xù)長，一般為幾個小時，也有大到十幾個小時的，它的主要功能是可以讓您在停電的情況可像平常一樣工作，顯然，由于其功能的特殊，價格也明顯要貴一大截。比較適用于計算機、交通、銀行、證券、通信、醫(yī)療、工業(yè)控制等行業(yè)，因為這些領(lǐng)域的電腦一般不允許出現(xiàn)停電現(xiàn)象。
（二）、離線式UPS運行效率高、噪音低、價格相對便宜，主要適用于市電波動不大，對供電質(zhì)量要求不高的場合，比較適合家庭使用。
（三）、具有較強的軟件功能，可以方便地上網(wǎng)，進行UPS的遠程控制和智能化管理?？勺詣觽蓽y外部輸入電壓是否處于正常范圍之內(nèi)，如有偏差可由穩(wěn)壓電路升壓或降壓，提供比較穩(wěn)定的正弦波輸出電壓。而且它與計算機之間可以通過數(shù)據(jù)接口（如RS-232串口）進行數(shù)據(jù)通訊，通過監(jiān)控軟件，用戶可直接從電腦屏幕上監(jiān)控電源及UPS狀況，簡化、方便管理工作，并可提高計算機系統(tǒng)的可靠性。
五、不間斷UPS電源的維護
（一）、主機的維護
1.保持UPS主機工作環(huán)境清潔衛(wèi)生，防止灰塵進入機箱造成局部電路過熱，損壞元器件。并定期檢查散熱風(fēng)扇。
2.在斷電時，應(yīng)避免帶負載啟動UPS電源，應(yīng)先關(guān)掉負載，等UPS啟動后再開啟負載，否則會有多負載的沖擊電流和供電電流造成UPS電源瞬間過載，嚴重時會損壞變換器。
3.在每次開機前，要首先確認UPS接線正確，檢查輸入市電接線的極性。這樣做一是為了操作人員人身安全，二是為了避免人為損壞UPS的情況發(fā)生。
4.UPS在功率選配上要有適當(dāng)?shù)挠嗔?，不能超載，負載總?cè)萘坎荒艽笥赨PS的額定功率。如為800W的負載選配UPS電源，其功率應(yīng)選購1000W以上的。
5.避免頻繁的開關(guān)機，最好長時間處于開機狀態(tài)。
6.UPS應(yīng)工作在干燥、通風(fēng)、清潔的環(huán)境中，避免熱源，陽光直射。
（二）、蓄電池的維護
第4篇：ups不間斷電源范文
ups電源具有不會因短暫停電中斷、可以穩(wěn)定供應(yīng)高品質(zhì)電源、有效保護精密儀器的特性，還可以穩(wěn)定電壓，類似于生活中常用的穩(wěn)壓器。在它剛出現(xiàn)時，一般是被當(dāng)作備用電源來使用，到后來隨著ups電源的技術(shù)不斷發(fā)展，它逐漸具備了穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、抗電磁和射頻干擾等功能，從而相當(dāng)于一臺交流市電穩(wěn)壓器，用于保護計算機的系統(tǒng)正常運行而不止于使得軟硬件受損。
ups電源常見的有兩類，一類是離線式，一類是在線式。
1、離線式的ups電源相當(dāng)于一臺穩(wěn)壓性能比較差的市電穩(wěn)壓器。它一般只具有改善市電電壓的幅度波動的作用，對于市電電壓的頻率不穩(wěn)以及波形畸變并沒有任何改善作用，因此可以說它是一種性能比較低的設(shè)備。
2、在線式ups電源則要比離線式ups電源好得多，它可以用于市電波動不大、對供電質(zhì)量要求不高的場所。重要的是在線式ups電源的運行效率更高、噪音更低，而且價格也更加便宜，它在市電中斷時可以將蓄電池以逆變器方式對負載提供交流電，用起來是比較方便的。
在選擇購買ups時，一般只需要考慮ups電源的功率值、ups電源的電源功率以及負載設(shè)備所需的備用時間這三個方面即可選擇出適合你使用的ups電源。當(dāng)然，除此之外還要重點考慮ups電源的品質(zhì)，一般來說選擇大牌的產(chǎn)品質(zhì)量會更有保障，售后服務(wù)也比較好。
ups電源不間斷電源：
UPS（Uninterruptible Power System ），即 不間斷電源 ，是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時，UPS 將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負載使用，此時的UPS就是一臺交流市電穩(wěn)壓器，同時它還向機內(nèi)電池充電；當(dāng)市電中斷（事故停電）時, UPS 立即將機內(nèi)電池的電能,通過逆變轉(zhuǎn)換的方法向負載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。
UPS 的功能與作用：
UPS 是不間斷電源 (Uninterruptible Power System) 的英文名稱的縮寫，它伴隨著計算機的誕生而出現(xiàn)，是計算機常用的外圍設(shè)備之一。實際上， UPS 是一種含有儲能裝置，并以逆變器為主要組成部分的恒壓恒額的不間斷電源。 UPS 在其發(fā)展初期，僅被視為一種備用電源。后來，由于電壓浪涌、電壓尖峰、電壓瞬變、電壓跌落、持續(xù)過壓或者欠壓甚至電壓中斷等電網(wǎng)質(zhì)量問題，使計算機等設(shè)備的電子系統(tǒng)受到干擾，造成敏感元件受損、信息丟失、磁盤程序被沖掉等嚴重后果，引起巨大的經(jīng)濟損失。因此， UPS 日益受到重視，并逐漸發(fā)展成一種具備穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、濾波、抗電磁和射頻干擾、防電壓浪涌等功能的電力保護系統(tǒng)。
第5篇：ups不間斷電源范文
【關(guān)鍵詞】煤礦安全監(jiān)控；不間斷供電系統(tǒng)；UPS
煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是煤礦安全高效生產(chǎn)的重要保障。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)分井下和地面兩部分。井下主要是各種傳感器通過礦用分站完成數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)對生產(chǎn)場所的安全監(jiān)測與控制。地面設(shè)備是信息采集處理中心：由傳輸接口、監(jiān)測管理軟件、監(jiān)控主機、備用機、打印機、監(jiān)視器以及信號避雷器等組成，主要把井下上傳的監(jiān)測控制信息及時傳輸，對井下環(huán)境進行綜合分析和科學(xué)判斷，確保煤礦生產(chǎn)的安全。
監(jiān)控地面中心站就是地面設(shè)備安裝的要害位置，對電器設(shè)備的管理也有統(tǒng)一的標準。中華人民共和國安全生產(chǎn)行業(yè)標準AQ1029-2007中明確要求了當(dāng)電網(wǎng)停電時，備用電源保證監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控時間不小于2小時，為實現(xiàn)這一目標，地面中心站安裝了不間斷供電系統(tǒng)。
一、UPS對監(jiān)控機房設(shè)備的重要性
對于機房中的服務(wù)器來說正常工作需要正常的電力供應(yīng)，尤其是內(nèi)存系統(tǒng)，對電源的要求更高，內(nèi)存系統(tǒng)是一種依賴電能的存儲設(shè)備，需要不斷地刷新動作來保持存儲內(nèi)容。一旦斷電，所保存的內(nèi)容立即消失。如果非正常斷電，導(dǎo)致內(nèi)存中的信息來不及保存到硬盤等存儲設(shè)備上，就會造成數(shù)據(jù)因完全丟失或變得不完整而失去價值，從而浪費大量的工作精力、時間、甚至造成巨大的經(jīng)濟損失。電腦電源是一種整流電源，過高的電壓可能會造成整流器燒毀。而電壓尖脈沖和暫態(tài)過電壓以及電源雜訊等干擾都可能通過整流器進入主機板，影響機器的正常工作，甚至燒毀主機線路。對于機房設(shè)備而言，可靠穩(wěn)定的電力供應(yīng)是應(yīng)當(dāng)首要解決的重要問題。UPS不間斷電源為機房設(shè)備提供了穩(wěn)定可靠地電源，能在斷電后能夠提供可靠穩(wěn)定的后備電源，對不穩(wěn)定的電網(wǎng)實時監(jiān)控，機房設(shè)備安全性得到了可靠保障。機房采用供電系統(tǒng)如下圖所示：
我礦安裝了不間斷供電系統(tǒng)是由不間斷電源UPS和電池供電箱組成，UPS是型號EA-DF 831000和電池型號是EAST NP120-12，是一種免維護鉛酸電池單進單出在線式UPS，每次充電時間8-10小時就能完成90%的容量，它采用的是在線式拓撲構(gòu)架設(shè)計，對交流輸入電源不斷進行跟蹤，當(dāng)電中斷時，會無間斷的轉(zhuǎn)換為電池供電模式。在過載和故障情況下，UPS會無間斷地自動轉(zhuǎn)換到旁路模式，由旁路電源供電。若過載情況消除，UPS還會無間斷地自動轉(zhuǎn)回到逆變供電模式。
二、不間斷電源的工作原理
UPS系統(tǒng)架構(gòu)框圖：
UPS正常運轉(zhuǎn)運行流程：
當(dāng)UPS運轉(zhuǎn)正常時，電源經(jīng)濾波器除高頻諧波噪聲，一路經(jīng)由充電器對電池組充電，保持電池電力處于滿電位，另一路經(jīng)由整流器，變換成直流電，經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換成純凈的正弦波電源，再經(jīng)由靜態(tài)開關(guān)、濾波器送至機房設(shè)備使用。如下圖：
UPS斷電運行流程：
當(dāng)斷電時，由電池迅速供電給逆變器，經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換成純凈的正弦波電源，再經(jīng)靜態(tài)開關(guān)、濾波器送至機房設(shè)備使用，不至造成機房設(shè)備有斷電發(fā)生。如下圖：
三、使用說明
3.1開機前準備工作
斷開所有負載，把交流輸入開關(guān)、電池輸入開關(guān)置于OFF狀態(tài)，用萬用表檢查交流輸入、電池輸入電壓、極性是否符合UPS要求，并確保UPS的輸出電壓符合所有負載設(shè)別的額定電壓。
3.2開機操作步驟
先閉合UPS的電力開關(guān)，觀察交流輸入指示燈與旁路指示燈是否同時亮起，電經(jīng)旁路向負載供電。持續(xù)按開機鍵1秒以上，UPS開機，此時LED顯示屏亮起。經(jīng)過20秒后，旁路狀態(tài)指示燈熄滅，UPS逆變模式指示燈常亮，此時UPS由逆變器向負載供電。切斷UPS交流輸入開關(guān)，交流輸入指示燈熄滅，電池模式指示燈常亮，UPS由電池逆變輸出向負載供電。
3.3日常操作方法
UPS日常關(guān)機時，持續(xù)按UPS關(guān)機按鈕1秒以上即關(guān)閉UPS逆變器。此時UP處于旁路狀態(tài)，電經(jīng)旁路供電，電池處于充電狀態(tài)。如果要使UPS完全無輸入，切斷UPS的交流輸入和直流輸入開關(guān)。
參考文獻
[1]趙延明，高軍.煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].煤礦機電，2007（3）.
[2]馮衛(wèi)，胡發(fā)中.搞好礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)確保煤礦安全[J].山東煤炭科技，2008（3）.
第6篇：ups不間斷電源范文
當(dāng)前在我國通信系統(tǒng)建設(shè)的過程中，信息技術(shù)有了非常廣泛的應(yīng)用，這也使得它們在運行的過程中對供電的質(zhì)量和水平提出了更加嚴格的要求，供配電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)生產(chǎn)運行的過程中扮演著越來越重要的角色，所以在很多通電機房當(dāng)中都安裝了UPS電源，這樣一來就大大的增加了系統(tǒng)運行過程中的穩(wěn)定性和安全性，系統(tǒng)運行過程中故障率更低，同時在諸多方面都可以起到節(jié)約資源和成本的作用。
2UPS工作原理
UPS，即不間斷電源，是一種含有儲能裝置，以整流器、逆變器為主要組成部分的穩(wěn)壓穩(wěn)頻的交流電源。主要利用電池等儲能裝置在停電時給計算機/服務(wù)器、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等計算機、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或工業(yè)控制系統(tǒng)、需要持續(xù)運轉(zhuǎn)的工業(yè)設(shè)備等提供不間斷的電力供應(yīng)。UPS電源系統(tǒng)在運行的過程中，逆變器是核心元件，它是一種十分重要的穩(wěn)壓穩(wěn)頻輸出的設(shè)備，該設(shè)備在運行的過程中可以很好的對電源予以保護，在設(shè)備處于運行狀態(tài)的時候，它具備良好的儲能性，而在系統(tǒng)運行的過程中，穩(wěn)定電壓通常都是由這一元件執(zhí)行的，電源系統(tǒng)在運行的過程中通常會存在三種模式，一種是后備式，一種使在線式，最后一種使在線交互式。首先，后備式不間斷電源。在運行的過程中使電通過一旁的線路直接向一些必要的設(shè)備進行供電操作，而蓄電池在正常供電的情況下是不運行的，只有市政停電的時候，蓄電池才開始向負載提供電能，如果蓄電池不提供電力的時候，實際上它就是一個穩(wěn)壓器，而且從性能上來看并不是非常好，在轉(zhuǎn)換的過程中，轉(zhuǎn)換的時間和電網(wǎng)侵入干擾的保護性都不是非常強，但是它也存在著一定的優(yōu)勢，它結(jié)構(gòu)簡單，同時更加的輕便，在運行的過程中不需要投入大量的成本，能夠體現(xiàn)出較高的經(jīng)濟效益。其次是在線式不間斷電源。在線式不間斷電源通常是由市電中的交流電源在經(jīng)過一定的整流之后形成的直流電源，在經(jīng)過一系列的處理之后會將直流電轉(zhuǎn)變成交流電源實現(xiàn)供電的功能。當(dāng)市電的供應(yīng)中斷時，蓄電池就開始執(zhí)行供電的任務(wù)，只有UPS電源出現(xiàn)故障或者是運行異?，F(xiàn)象的時候才能轉(zhuǎn)到旁路去給出荷載，輸出的電力在經(jīng)過UPS處理走之后是沒有轉(zhuǎn)換的時間的，在線式的UPS電源供電質(zhì)量要比前文中介紹的后備式UPS電源的供電質(zhì)量高，但是在運行的過程中結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，而且這一過程中也需要較高的成本投入。最后是在線交互式不間斷電源。其在運行的過程中是從旁路開始經(jīng)由變壓器從而實現(xiàn)了負載的傳輸功能。在對變壓器進行抽頭切換的過程中，雙向變換器通常是采用逆變器的工作模式和工作方法來使用，在這樣的情況下也就使得逆變器發(fā)揮了充電器的作用。如果斷電的時候逆變器是可以將電池的能量轉(zhuǎn)化成交流電源工負載使用。在線交互式電源在設(shè)計的過程中采用了雙向的轉(zhuǎn)換器，這樣就實現(xiàn)了連續(xù)的不間斷的電壓輸出。UPS電池在回充的過程中時間并不是很長，但是這種方式在運行的過程中采取的是工頻變壓器，所以其自身的體積和重量都不占優(yōu)勢。
3UPS電源系統(tǒng)在使用過程中的注意事項
按照用戶和相關(guān)部門的要求，科學(xué)合理的選擇負載容量和不同性質(zhì)的UPS電源可以使得電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量得到顯著的提升，同時在這一過程中可以很好的節(jié)約資金，供電部門運行過程中的經(jīng)濟效益也得到了非常顯著的提升，但是我們必須要指出的一點是在其運行和使用的過程中，必須要注意每一個小細節(jié)，只有這樣，才能更好的保證其使用的安全性和合理性。
3.1根據(jù)用戶負載的需求性質(zhì)對UPS輸出功率的影響，在考慮UPS容量時，UPS電源實際可帶的負載量是與負載功率因數(shù)密切相關(guān)的，輸出功率都是指負載功率因數(shù)為-0.8(滯后)時的值，當(dāng)負載為純電阻性或電感性時，逆變器在額定功率下其有功功率將有所下降。對于電阻性或電感性復(fù)印機類負載，則需酌情加大UPS容量。
3.2UPS容量不宜過小。UPS電源系統(tǒng)按使用要求功率余量不大，如果使其長期處于重載運行狀態(tài)，雖可節(jié)省一部分投資，但工作性質(zhì)決定了UPS電源系統(tǒng)幾乎是在不間斷狀態(tài)下運行的，但由于逆變器處于重載運行，增加大功率負載。這樣既不能為負載提供優(yōu)質(zhì)電源，還會造成主機出故障，嚴重時將損壞變換器，UPS負載量不宜長期超過其額定容量的80%。
3.3UPS在運行的過程中容量負載的數(shù)值不能過大，UPS電源系統(tǒng)所使用的功率如果過大，就會使得設(shè)備出現(xiàn)小荷載運行的情況，這樣就使得逆變器損壞的幾率大大的降低，但是在市電停止運行或者是電池保護裝置出現(xiàn)了故障的時候，電池放電電流的數(shù)值過小或者是電流放電的時間太長，都會使得電池出現(xiàn)永久型損壞的情況。
3.4UPS電源系統(tǒng)對環(huán)境和運行的溫度存在著非常高的要求，其在使用的過程中應(yīng)該將溫度控制在22℃以內(nèi)，同時在其工作的過程中，溫度一定要在15到30℃之間，濕度標準使用35％，UPS電源系統(tǒng)運行工作時不能超過20％～50％。
4日常維護與檢修
4.1UPS電源在正常運行工作中，主機的維護工作主要觀察主機的運行工作狀態(tài)，檢查各連接部件和插接部件有無松動和接觸不牢的情況。對主機防塵工作中，應(yīng)定期除塵。
4.2定期觀察UPS操作顯示屏，確定顯示UPS電源在正常工作數(shù)據(jù)運行狀態(tài)輸入、輸出電流，電壓等運行參數(shù)值是否都處于正常范圍內(nèi)，歷史顯示記錄是否出現(xiàn)故障或報警，檢查主機運行聲音及逆變器輸出聲音，是否有異常變化，如出現(xiàn)“吱吱”聲音時，則可能出現(xiàn)匝間繞組絕緣不好或接觸不良；如出現(xiàn)“鈸鈸”的聲音時，則變壓器存在偏磁現(xiàn)象。
4.3定期維護電池組，要定期測比，平時以每組電池至少應(yīng)有5～10只電池作標示電池，因儲能電池的工作全部是在浮充狀態(tài)，每年應(yīng)進行2～4次放電。放電前應(yīng)先對電池組進行測比，以達全組電池的均衡。
4.4在日常維護中，檢測檢查輸入、輸出各連接部件是否有無松動和接觸不牢的情況。除定期檢測檢查電池兩端連接處端子有無松動，腐蝕現(xiàn)象外，還要檢查電池外觀是否完好，機房溫度計、濕度計是否完好準確。
第7篇：ups不間斷電源范文
1 概述
UPS（Uninterruptible Power System ），即不間斷電源，是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時，UPS 將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負載使用，此時的UPS就是一臺交流市電穩(wěn)壓器，同時它還向機內(nèi)電池充電；當(dāng)市電中斷（事故停電）時， UPS 立即將機內(nèi)電池的電能，通過逆變轉(zhuǎn)換的方法向負載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。UPS 設(shè)備通常對電壓過大和電壓太低都提供保護。
針對UPS的產(chǎn)品特點，UPS的電磁兼容主要包含以下幾個部分：電源的輸入、輸出傳導(dǎo)干擾；電源的輻射騷擾；UPS的抗干擾特性。下面逐項闡述達到相關(guān)標準要求的設(shè)計方法。
2 輸入、輸出傳導(dǎo)干擾的抑制
針對傳導(dǎo)騷擾，可以從三個方面來考慮：干擾源、傳導(dǎo)途徑和直接的騷擾抑制。
（1）干擾源的消除和降低：在UPS中有整流的AC/DC變換，有SPWM逆變的DC/AC逆變器，有PFC的高頻變換電路，有DC/DC變換的回路，這些都是UPS內(nèi)重要的騷擾源，尤其是其中的變壓器、電感、高頻電流回路，因此，合理地設(shè)計相應(yīng)變壓器和電感的參數(shù)、加工工藝和在整機中的布局將可能大幅度降低它們的騷擾強度，合理地設(shè)計高頻電流的PCB、布線也可以改善UPS的騷擾；對于功率變換器中的驅(qū)動電路，可以在不影響效率和內(nèi)阻的情況下加大驅(qū)動電阻，增加開關(guān)電源的上升、下降沿時間，從而減少電壓、電流的高頻諧波含量。
（2）傳導(dǎo)途徑的抑制：由于所有的傳導(dǎo)干擾只有通過適當(dāng)?shù)目臻g和導(dǎo)體途徑才可能作用到UPS的輸入、輸出電源端子，因此，盡量減少傳遞的途徑也是減低UPS不間斷電源騷擾的有效方法。例如，將所有的干擾源安裝在離輸入、輸出端子較遠的位置，輸入、輸出的電源線不從干擾源附近走線，在干擾源的進出位置加強抑制處理，通過屏蔽手段將干擾源和其它部分進行空間隔離，電源的輸入、輸出等分別在整機的相對較遠位置等。
（3）直接的騷擾抑制：對于采用上述方法后仍然無法符合標準要求的情況，直接在輸入、輸出回路采用相應(yīng)的EMI濾波器件，如電感、高頻電容、專用濾波器等將可以再次有效壓低UPS整機對外的傳導(dǎo)干擾，實踐表明，只要適當(dāng)加大濾波器的相關(guān)參數(shù)和衰減的DB值，一般都可以將UPS的傳導(dǎo)騷擾壓低到標準的限值以內(nèi)。當(dāng)然，濾波器的安裝必須越靠近輸入、輸出電源端子越好，因為即使是多幾厘米長的接線也會增大干擾，插座式的濾波器將是最為理想的選擇。另外，在濾波器中的電容或外加的EMI濾波電容最好是無感的，以增強濾波效果。
3 整機輻射干擾的抑制
對于UPS的輻射干擾，主要有兩種方法：輻射源的強度抑制和輻射途徑的處理。
（1）輻射源的抑制：在UPS中，輻射源的輻射強度抑制方法基本同傳導(dǎo)的處理相同，因為干擾源本身即有傳導(dǎo)騷擾又有輻射騷擾；另外，對于輻射騷擾，對輻射源采取適當(dāng)?shù)钠帘未胧⒖墒钟行У亟档洼椛涓蓴_的電平和能量。
（2）輻射途徑的處理：整機外殼的等電位設(shè)計：根據(jù)電磁場原理，一個接地良好理想密閉的金屬六面殼體的內(nèi)外電磁場不存在相互干擾，因此UPS的外殼一般應(yīng)作成金屬的，且各個面之間應(yīng)良好連接，保證為一個等電勢體，這樣即可十分有效減弱UPS對外的輻射干擾。一般對于電磁兼容要求嚴格的場合，UPS的殼體不宜采用塑料制作。
進出UPS殼體連線的處理：由于UPS必須有輸入、輸出電源端子、電池擴展端子等連線進出UPS的外殼，因此這些線的防騷擾處理將十分重要，直接影響到測試的結(jié)果能否符合標準要求。一般在這些線上適當(dāng)?shù)丶有└哳l磁環(huán)和高頻電容就會有很好的效果。
4 UPS的抗干擾設(shè)計
UPS的抗干擾主要體現(xiàn)在控制電路的抗擾性，從電路的性質(zhì)可分為模擬電路的抗干擾和數(shù)字電路的抗干擾兩個方面。良好的抗擾性是保證UPS正常運行的條件，因此，在UPS的控制回路的設(shè)計初期就必須將控制電路的抗擾性考慮進去，否則，遇到外界騷擾時整套的控制方案將可能全部。
（1）模擬電路的抗干擾：
對于開環(huán)的模擬控制，一般針對可能出現(xiàn)干擾的部位適當(dāng)加入一定的RC電路將騷擾消除；對于閉環(huán)的模擬控制，除了采用RC外，還必須對閉環(huán)的放大倍數(shù)的頻率特性進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，確保干擾信號加入時不會對環(huán)路產(chǎn)生惡果。
對于功率部分的電路，減短所有的連線、加入假負載、減小功率驅(qū)動的回路等都可以有效增強功率電路的抗干擾能力。
（2）數(shù)字電路的抗干擾：
對于數(shù)字控制電路，其抗擾性對UPS的可靠性十分重要，因為目前幾乎所有的UPS控制都有采用到數(shù)字控制的單片機，抗擾性差的系統(tǒng)將可能導(dǎo)致UPS的停機或損壞。
數(shù)字電路電源的有效濾波是數(shù)字電路不受干擾的基本保證；所有的I/O口應(yīng)有適當(dāng)?shù)腞C處理；控制電路應(yīng)盡量遠離功率部分；適當(dāng)?shù)碾姶牌帘未胧?；良好的PCB布局設(shè)計等都可以有效避免數(shù)字系統(tǒng)受到外界干擾。
第8篇：ups不間斷電源范文
（1.鄲城縣廣播電視臺廣播中心，河南 鄲城 477150；
2.鄲城縣有線電視臺，河南 鄲城 477150）
【摘要】廣播電視安全播出要求保障電力不間斷供應(yīng)，通過外部電源和自備電源提出了縣級廣播電視中心供配電系統(tǒng)設(shè)計方案，重點分析了UPS不間斷電源設(shè)計時應(yīng)著重考慮的幾個方面。
關(guān)鍵詞 廣播電視中心；安全播出；外部電源；UPS電源
隨著廣播電視事業(yè)的不斷發(fā)展，廣播電視的節(jié)目量、播出時長不斷增加，要求對播出系統(tǒng)提供持續(xù)不間斷的供電。同時，播出系統(tǒng)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化也對供電的質(zhì)量提出了較高要求。但是，伴隨著廣播電視中心技術(shù)系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，用電負荷急劇增加，供配電保障的風(fēng)險也越來越高。2007年初，在國家廣電總局實施的全國性安全播出大檢查中，檢查出的供配電系統(tǒng)問題占所有系統(tǒng)問題總數(shù)的74%，而在2009年全國廣播電視604起事故中，因供配電系統(tǒng)問題引發(fā)的事故有483起，占事故總量的80%，可見供配電系統(tǒng)成為影響廣播電視節(jié)目安全播出的主要因素。并且電網(wǎng)存在的電壓浪涌、電壓尖峰、電壓瞬變、噪聲電壓、過壓、欠壓、電源中斷等污染和干擾始終威脅著設(shè)備的運行安全。如何提高廣播電視中心的供配電、減少或避免停電事故，是關(guān)系到廣播電視信號能否安全優(yōu)質(zhì)傳輸?shù)闹匾獑栴}。因此，設(shè)計一個合理、安全的供配電系統(tǒng)是一個重要的問題。以下就淺談一下廣播電視中心供配電系統(tǒng)的設(shè)計。
1外部電源設(shè)計
對于安全播出保障等級為三級的縣級廣播電視中心來說，至少應(yīng)設(shè)置兩個獨立低壓供電回路。在配置中需要注意以下幾點：
1）宜選用等容量的兩臺變壓器互為主備，每臺變壓器的容量能滿足全中心負荷的用電要求。兩臺變壓器分別接入兩段低壓母線，分別為主備兩路播出負荷供電。兩段低壓母線以低壓母線開關(guān)相連，并具備自動或手動切換功能。
2）有條件的三級廣播電視中心配置工藝變壓器。采用工藝變壓器是為了防止因動力設(shè)備的故障引起的停電和動力設(shè)備運行時產(chǎn)生的干擾，保證工藝電源的質(zhì)量。
3）如果只有一路外電，建議設(shè)置主備兩臺變壓器，并在低壓二段母線設(shè)置自備電源的接入開關(guān)，將自備電源接入低壓母線。自發(fā)電的相序應(yīng)經(jīng)過校驗，并定期攜帶負荷進行試運行。自發(fā)電時，應(yīng)斷掉與播出機房應(yīng)急照明無關(guān)的負荷。
4）應(yīng)將系統(tǒng)中主備用設(shè)備或雙電源設(shè)備分別接入兩組低壓供電母線，以防止因負荷端過流跳閘造成全部設(shè)備停播。
我局的廣播電視中心和有線廣播電視網(wǎng)前端，已從原來縣城中心的兩個辦公場所整合搬遷到新的廣播電視大樓，負責(zé)全縣廣播電視節(jié)目信號接收、集成和控制。由于新辦公大樓地處城鄉(xiāng)結(jié)合部，外電屬于農(nóng)業(yè)用電，穩(wěn)定性較差，停電現(xiàn)象較多，加上工作人員離辦公新址較遠，導(dǎo)致?lián)屝迺r間較長，搬遷過來僅半年已發(fā)生幾次外電中斷，盡管廣播電視中心配備有UPS不間斷電源，但由于容量所限，對安全播出造成了較大威脅。由于和供電部門及時協(xié)調(diào)，才沒有造成信號中斷的安全播出事故。為了滿足三級安全播出保障。我局和供電部門達成應(yīng)急供電協(xié)議(包括安全播出重要保障期間提前做好發(fā)電機支持）的基礎(chǔ)上并向供電部門提出申請，要求增加一路來自與目前不同的高壓供電線路來保障外電供應(yīng)的可靠性。
2自備電源的設(shè)計
如果市電突然停電，且沒有其它后備電源持續(xù)供電時，廣播電視中心的電子設(shè)備由于沒有電力供應(yīng)可能產(chǎn)生硬件損壞、系統(tǒng)中斷運行、數(shù)據(jù)丟失、甚至系統(tǒng)崩潰等后果。因此，廣播電視中心必須設(shè)計配備符合要求的健康的自備電源。而UPS電源是目前廣播電視領(lǐng)域應(yīng)用較廣泛的自備電源。外電斷電及所送的電源質(zhì)量達不到要求的，廣播電視中心必須配備UPS不間斷電源，那么，應(yīng)用設(shè)計UPS不間斷電源要注意哪些方面呢？
2.1UPS應(yīng)該解決哪些問題
UPS是不間斷電源，當(dāng)停電時能夠接替市電持續(xù)供應(yīng)電力，它的動力來自電池組，由于電子元器件反應(yīng)速度快，停電的瞬間在4-8毫秒內(nèi)或無中斷時間下繼續(xù)供應(yīng)電力。同時還應(yīng)該具有以下功能：停電保護、高低電壓保護、波形失真處理、頻率穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、抑制噪聲、突波保護、瞬時響應(yīng)保護以及能夠監(jiān)控電源。
2.2UPS類型的選擇
UPS作為一個完整獨立的電源系統(tǒng)，包括濾波器、整流器、逆變器、靜態(tài)旁路開關(guān)、手動維修旁路開關(guān)及電池組。按其設(shè)計原理與工作方式可分為離線式UPS、在線式UPS、在線互動式UPS。離線式UPS電源一般在正常狀態(tài)下電流會走旁路直接將電力供給負載，UPS電源在正常狀態(tài)下處于充電狀態(tài)，而一旦出現(xiàn)電路故障造成停電的狀況時，UPS電源的直流電將在逆變器緊急工作的狀態(tài)下被轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娸敵?。離線式UPS電源存在著供電質(zhì)量較差、需要一定的電源切換時間、輸出的電流波形為準方波，會對負載造成干擾等缺點。在線式UPS在市電正常時，由市電進行整流提供直流電壓給逆變器工作，由逆變器向負載提供交流電，在市電異常時，逆變器由電池提供能量向負載提供交流電，保證無間斷輸出。在線UPS有極寬的輸入電壓范圍，無切換時間且輸出電壓穩(wěn)定精度高，適合對電源要求較高的設(shè)備使用。廣播電視中心應(yīng)采用在線式UPS系統(tǒng)。在線互動式UPS以網(wǎng)絡(luò)使用為主，它結(jié)合了離線式效率高和在線式供電質(zhì)量高的特點，與離線式UPS相比切換時間短，但在線互動式UPS電源存在著穩(wěn)頻特性不夠好，充電器的充電效果一般，不適合做廣播電視系統(tǒng)中長延時的不間斷電源。
2.3UPS的集中式與分散式配備方式選擇
UPS不間斷電源供電有兩種方式：一種是集中式供電，另一種是分散式供電。集中式供電需采用大功率的在線式UPS，其輸出是正弦波，效果最佳。如果設(shè)備之間距離較遠，還需要單獨鋪設(shè)線纜，雖然便于管理，但成本較高，如果UPS系統(tǒng)異常，容易引起大面積停電事故。分散式供電使用小功率的在線式UPS，分別對各個機器進行供電，分散供電的好處是分散風(fēng)險，不會因為一臺UPS供電異常而造成大面積停電;缺點是UPS分散布置，不便管理，而且布線不易規(guī)劃。
2.4UPS的容量的確定
根據(jù)負載容量及性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)腢PS，既可保證UPS的供電質(zhì)量，降低故障率，有可節(jié)省投資，提高經(jīng)濟效益。主要考慮幾個因素：
2.4.1負載性質(zhì)對UPS輸出功率的影響
當(dāng)前大部分UPS生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品說明書中所給的輸出功率都是指功率因數(shù)為0.8時的值，而實際UPS電源可帶的負載量與負載功率因數(shù)密切相關(guān)的，對不同的負載功率因數(shù)要進行功率折算。
2.4.2UPS容量對負載不宜過大或過小
過大使電池組可能產(chǎn)生深度放電，使電池組永久性損壞，過小使其輸出波形將發(fā)生畸變，易造成逆變器損壞。
2.4.3對于負載不斷增加，UPS需要擴容的，可采用UPS在線并機擴容和模塊化UPS實現(xiàn)逐步擴容
目前中、大功率段UPS均已經(jīng)具備冗余并機功能，只要規(guī)劃時在UPS前后配電箱預(yù)留足量的空氣開關(guān)，并在機房規(guī)劃相應(yīng)空間，即可實現(xiàn)UPS并機擴容功能；模塊化UPS已經(jīng)開始應(yīng)用，模塊化UPS特點主要包括：可擴容、平均故障修復(fù)時間(MTTR)短、可經(jīng)濟實現(xiàn)“N+X”冗余并機。同時，實現(xiàn)“N+X”冗余比較劃算。
2.5UPS的工作時間
不間斷電源工作時間因各單位具體情況不同而不同，負載功率確定后主要取決于后備電池。UPS電源系統(tǒng)在檢測到外電中斷后，自行啟動供電，隨著電池慢慢放電，電源的余量逐漸降低。但應(yīng)保障電池電量下降到50%時為止，這主要是考慮到它壽命終止時還應(yīng)保留一定余量，此工作時間要大于外電恢復(fù)或發(fā)電機正常供電所需時間，如時間較長，應(yīng)配置外接的電池組，但此時還應(yīng)考慮內(nèi)部UPS整流器有能力對外接電池組進行充電，否則，應(yīng)配備外接充電器。同時，因電池工作電流很大，要選用容量足夠的多股銅芯線或鋁線，以降低電源連接配線損耗對UPS工作時間的影響。
2.6通過冗余方式增加可靠性
為了提高UPS供電的可靠性，可采用多種UPS冗余連接方式，各種方式都有優(yōu)缺點，考慮方案時要根據(jù)實際負載情況，選擇合適的模式。當(dāng)前冗余連接方式大概有以下幾種：
2.6.1雙機主從式熱備份
將作為從機的UPS1輸出接到另一臺作為主機的UPS2旁路輸入，正常運行時由UPS2供電，UPS1作為備份。當(dāng)UPS2故障時負載切換至UPS2旁路，由UPS1承擔(dān)負載供給任務(wù)。此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制簡單，但存在以下缺點：主機長時間工作，而從機長時間處于待機狀態(tài)，兩級的元件老化不均勻；在從機的供電狀態(tài)下，主機靜態(tài)旁路故障時將導(dǎo)致系統(tǒng)供電失??；系統(tǒng)負載不能超過單機容量且以后無法擴容。
2.6.2功率均分并聯(lián)備份
該系統(tǒng)將兩臺或多臺逆變UPS單元并聯(lián)運行，正常時兩臺（或多臺）逆變器同時向負載均分供電，當(dāng)其中一臺故障時，該UPS從系統(tǒng)中脫離，由剩余逆變器按新的份額重新供電。此種方式目前有兩種結(jié)構(gòu)，一種是UPS通過外加并機柜方式并聯(lián)，并機柜提供同步及多機均流控制，同時提供并聯(lián)系統(tǒng)的總靜態(tài)旁路；另一種是在每臺UPS內(nèi)安裝一套邏輯控制板，控制各臺機器的同步及均流輸出。此方案的優(yōu)點是宜于擴容，通過冗余備份提高供電可靠性，但也存在缺點：（a)采用并機柜方式的，并機柜成為系統(tǒng)的公共瓶頸點，一旦它內(nèi)部失控或故障，會導(dǎo)致整個供電失敗。（b)由于各臺UPS輸出量參數(shù)難以保持完全一致，導(dǎo)致各UPS在向負載供電同時，還在內(nèi)部UPS的逆變器間形成環(huán)流，當(dāng)環(huán)流過大，將直接危及逆變器安全。
2.6.3并聯(lián)熱備份
該系統(tǒng)將兩臺UPS的電池組輸入，整流器輸出及逆變器輸出并聯(lián)，并共用旁路，正常時兩臺整流器同時向兩逆變器供電，并向兩組電池充電，通過逆變器輸出靜態(tài)開關(guān)選擇其中一臺逆變器向負載供電，兩臺整流器和逆變器分別互為備用，只有當(dāng)兩臺逆變器同時故障時，系統(tǒng)將負載切換至共同靜態(tài)旁路，由市電繼續(xù)向負載供電。該方案沒有瓶頸故障點，任何一臺UPS局部或整體故障，系統(tǒng)仍能繼續(xù)向負載供電。
2.7善用UPS電源的通訊功能
目前，絕大多數(shù)大、中型UPS都具備與微機通訊和程序控制等可操作性能。在微機上安裝相應(yīng)的軟件，通過串/并口連接UPS，運行該程序，就可以利用微機與UPS進行通訊。具有信息查詢、參數(shù)設(shè)置、定時設(shè)定、自動關(guān)機和報警等功能。通過信息查詢，可以獲取市電輸入電壓、UPS輸出電壓、負載利用率、電池容量利用率、機內(nèi)溫度和市電頻率等信息；通過參數(shù)設(shè)置，可以設(shè)定UPS基本特性、電池可維持時間和電池用完告警等。通過這些智能化的操作，大大方便了UPS電源及其蓄電池的使用管理。
UPS供配電設(shè)計還應(yīng)考慮市電的電壓及頻率應(yīng)穩(wěn)定在正常范圍內(nèi)，如達不到要求，應(yīng)在UPS前級配置合適的抗干擾交流穩(wěn)壓電源；電池應(yīng)盡安裝在清潔、陰涼、通風(fēng)、干燥的地方。電池應(yīng)立正放置，不可傾斜角度；由于環(huán)境溫度對電池的影響較大，環(huán)境溫度過高過低，都會影響電池的使用壽命；不能把不同容量、不同廠家、不同性能的電池組串聯(lián)在一起；輸出的電流波形為準方波會對負載電器造成干擾等方面。
總之，合理的設(shè)計廣播電視中心的供配電系統(tǒng)，直接決定了機房內(nèi)設(shè)備能否安全、正常運行，在設(shè)計時我們既要考慮節(jié)省投資,又要考慮系統(tǒng)的可靠性和靈活性，為廣播電視安全播出提供有效保障。
參考文獻
［1］楊一曼.廣播電視安全播出管理規(guī)定實施細則培訓(xùn)教材[M].中國廣播電視出版社,2012,1:7-17.
［2］李昊,朱琪,楊孟.淺談中波一體化ups供電系統(tǒng)[Z].
［3］李琦,石懌.淺談UPS系統(tǒng)在湖北廣電總臺電視播出機房中的實際應(yīng)用[J].現(xiàn)代電視技術(shù),2012,3.
第9篇：ups不間斷電源范文
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心、電力輸配系統(tǒng)、不間斷電源、制冷機房、空調(diào)末端系統(tǒng)、節(jié)能
一、概述
隨著社會電子信息化程度的提高，企業(yè)的業(yè)務(wù)和管理朝著電子化和網(wǎng)絡(luò)化的方向快速發(fā)展，在這種背景下，通信運營商的IDC業(yè)務(wù)得到了迅速的發(fā)展。隨著電子信息及制造技術(shù)的飛速提升，數(shù)據(jù)中心機房的設(shè)備密集度大大提高，耗電巨大，發(fā)熱量更加集中，機房局部過熱現(xiàn)象增多，機房內(nèi)單位面積空調(diào)冷負荷急劇增加，由此引來的主設(shè)備運行故障和能耗逐年上升，甚至成為了制約通信業(yè)務(wù)發(fā)展的一大瓶頸。同時，具有重要戰(zhàn)略地位及發(fā)展?jié)摿?shù)據(jù)中心作為通信行業(yè)高能耗的代表也成為了大家關(guān)注的焦點，國內(nèi)外各大運營商及相關(guān)研究機構(gòu)都陸續(xù)開展了一系列數(shù)據(jù)中心節(jié)能試點改造，取得了良好效果。
本文主要從電源（包括電力輸配系統(tǒng)、交直流不間斷電源等）和空調(diào)（包括制冷機房、空調(diào)末端系統(tǒng)等）兩大方面對數(shù)據(jù)中心能耗現(xiàn)狀及問題進行梳理，結(jié)合某運營商數(shù)據(jù)中心建設(shè)及改造案例，對數(shù)據(jù)中心機房提出系統(tǒng)的節(jié)能方案建議。
二、數(shù)據(jù)中心能耗現(xiàn)狀
國內(nèi)某運營商的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示：數(shù)據(jù)中心能耗呈逐年上升趨勢，2009年比2008年增長了約20%左右，到2010年底，數(shù)據(jù)中心占該運營商全國網(wǎng)絡(luò)運營總能耗的比例達到了13%（見圖1），特別是在一些IDC業(yè)務(wù)發(fā)展較好的大城市，該比例遠遠超出了全國平均水平，比如：上海市2010年數(shù)據(jù)中心能耗占比超過了25%，北京市則達到了50%以上。
圖2-1 某運營商2010年網(wǎng)絡(luò)運營能耗結(jié)構(gòu)
從機樓的角度來看，數(shù)據(jù)中心能耗主要由三個部分構(gòu)成：數(shù)據(jù)通信設(shè)備、空調(diào)（制冷機房、空調(diào)末端系統(tǒng)）及電源（電力輸配系統(tǒng)、交直流不間斷電源），其能耗占比情況見圖2。
圖2-2 數(shù)據(jù)中心能耗構(gòu)成
(數(shù)據(jù)來源：勞倫斯伯克利國家實驗室)
上述數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)通信設(shè)備的能耗占比最大。但某種程度上來說，主設(shè)備的節(jié)能環(huán)節(jié)是運營商無法真正掌握的。因此，運營商在盡量采購節(jié)能減排主產(chǎn)品的同時，需不斷加大力度，開展對數(shù)據(jù)中心空調(diào)及電源系統(tǒng)的節(jié)能建設(shè)及技術(shù)改造，以期實現(xiàn)節(jié)能降耗。
三、數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)節(jié)能研究
一般來說，數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)包括：外電引入、變壓器、發(fā)電機、電動機、交流不間斷電源系統(tǒng)、直流不間斷電源系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及輸配電線路等。由于數(shù)據(jù)中心功率密度的提高，所消耗的電功率增加，在電力各環(huán)節(jié)能量損耗亦隨之增大，因此，電源系統(tǒng)各環(huán)節(jié)均需采取節(jié)能措施。
一）、外電引入、變壓器、發(fā)電機及電動機系統(tǒng)節(jié)能研究
數(shù)據(jù)中心外電、變壓器、發(fā)電機及電動機等環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀、問題及節(jié)能建議見下表：
外電引入 變壓器及發(fā)電機 電動機
現(xiàn)狀及問題 目前數(shù)據(jù)中心所在機樓的外電引入多采用兩回路互為備用的10kV專線。相比更高電壓等級的外電引入，外電容量受到限制，線路損耗難以降低。 目前，不少機樓的變壓器實際使用負荷率較低，實際用電量與設(shè)計規(guī)劃用電量存在較大差距。 數(shù)據(jù)中心的電動機類負載主要是風(fēng)機和水泵，且多為Y系列，其效能較新型YX2系列電動機低；電動機未采用變頻調(diào)速等節(jié)能措施。
技術(shù)發(fā)展趨勢及建議 發(fā)展趨勢：1.20kV電壓已列入國家標準電壓。2.已經(jīng)具備全方位的成熟產(chǎn)品，包括20/0.38kV變壓器及相應(yīng)電壓等級的電纜。3.相比10kV供電系統(tǒng)，20kV系統(tǒng)在相同導(dǎo)線截面條件下，增加了近一倍供電能力；相同供電容量的前提下，降低電網(wǎng)損耗達75%，并節(jié)省外線建設(shè)投資約40%。當(dāng)前，國內(nèi)外電氣行業(yè)在確定供電電壓等級均以節(jié)能為導(dǎo)向的趨勢，因此，如條件許可，建議采用20kV或更高等級的外電供電。 1.用電負荷合理分類及精細計算，應(yīng)科學(xué)的考慮設(shè)備運行的需用系數(shù)和同時系數(shù)，合理配置變壓器及應(yīng)急發(fā)電機組容量，降低設(shè)備的初期投資及運行損耗。2.應(yīng)根據(jù)實際情況靈活配置變壓器，變壓器采用2N配置時，每臺變壓器負荷率不大于50%；變壓器采用N配置時，每臺變壓器負荷率不大于70%；變壓器應(yīng)采用D，yn11接線方式。3.選用低損耗、節(jié)能環(huán)保、具有抗諧波能力及較高過載能力的變壓器產(chǎn)品；選用具有較高過載能力及較強帶非線性負載的能力的產(chǎn)品，選用具有一定抗諧波能力的發(fā)電機組。4.供電距離長及功率較大，有并機運行需求時，宜采用10kV高壓柴油發(fā)電機。5.通過加強諧波治理，提高變壓器及發(fā)電機的有效容量。 發(fā)展趨勢：1.660V電壓已列入國家標準電壓。2.10/0.66kV變壓器、660V電動機、660V電纜、母線及開關(guān)等相關(guān)產(chǎn)品的標準化生產(chǎn)。3.變頻控制技術(shù)發(fā)展成熟及廣泛應(yīng)用。建議：1.采用高效率新一代的節(jié)能電機YX2系列；采取電動機變頻調(diào)速等節(jié)能措施。2.提高電動機供電電壓等級： （1）較大容量的電動機（如：耗電較大的水泵、空調(diào)冷水機組以及空調(diào)末端風(fēng)柜），建議采用660V電壓供電。 （2）大容量的電動機,單臺大于550kW的電動機（含電制冷機組），應(yīng)當(dāng)采用10kV(6kV)電源供電；單臺大于350kW的電動機（含電制冷機組），宜采用10kV(6kV)電源供電。
某運營商案例 某運營商某省的IDC數(shù)據(jù)中心工程采用兩路20KV專線電源，正常供電時，兩段母線分段運行，兩路電源同時供電，運行效果良好。 某運營商某數(shù)據(jù)中心對部分較大容量的電動機（約30多臺空調(diào)主機、水泵等）采用660V供電，總功率達2500kW。
優(yōu)點如下：大量節(jié)省配電開關(guān)及配電導(dǎo)線的投資；線路損耗僅為380V電壓供電的33%，節(jié)能效果明顯。該數(shù)據(jù)中心對數(shù)臺大容量電動機（單臺達1000kW以上的冷水機組）采用10kV高壓供電。優(yōu)點如下：減少了低壓冷水機組所需的10/0.4kV變壓器以及大容量的低壓配電開關(guān)及控制設(shè)備；節(jié)省占地面積及一次性投資；減少年運行損耗，節(jié)能效果明顯。
表3-1數(shù)據(jù)中心外電引入、變壓器、發(fā)電機及電動機系統(tǒng)節(jié)能研究
二）、照明系統(tǒng)及輸配電線路節(jié)能研究
數(shù)據(jù)中心照明及輸配電線路環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀、問題及節(jié)能建議見下表：
照明 輸配電線路
現(xiàn)狀及問題 多數(shù)數(shù)據(jù)中心長期開啟全部燈具，部分機房照度偏高；多采用T8熒光燈，效率不高；燈具開關(guān)缺乏智能控制。 目前多數(shù)在用的數(shù)據(jù)中心機樓的高低壓配電房及發(fā)電機房、電力電池室等遠離數(shù)據(jù)主設(shè)備及空調(diào)等負荷中心區(qū)域，輸配電線路長，線路損耗較大。
建議 1.推廣使用高效光源：優(yōu)選細管熒光燈和緊湊型熒光燈，積極推廣高壓鈉燈和金屬鹵化物燈。2.設(shè)置合理的照度，照度要求較高的場所采用混合照明。3.采取智能、合理的照明控制方案。 1.為減少投資并降低線路運行損耗：高低壓配電室、變壓器室、電力電池室等應(yīng)采用貼近用電負荷的布局，以縮短輸配電線路的距離；發(fā)電機房、低壓配電房與電力電池室應(yīng)盡量靠近，減少配電級數(shù)并縮短配電線路；樓層高的機房應(yīng)分層安裝變壓器，面積大的機房應(yīng)在中心位置設(shè)置變壓器，以減少輸配電線路長度。2.選用低損耗的新型輸配電母線及電纜。
表3-2 數(shù)據(jù)中心照明及輸配電線路節(jié)能研究
三）、交、直流不間斷電源系統(tǒng)節(jié)能研究
1. 傳統(tǒng)交流不間斷電源（塔式UPS）系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀
當(dāng)前，數(shù)據(jù)中心主設(shè)備一般要求交流電源輸入，多采用傳統(tǒng)的交流UPS系統(tǒng)供電模式，即：UPS系統(tǒng)將交流市電整流逆變后，為數(shù)據(jù)主設(shè)備提供220/380V的交流不間斷電源。其應(yīng)用現(xiàn)狀總結(jié)如下：
（1）傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)多采用N+1配置，等級較高的數(shù)據(jù)中心機房采用2（N+1）配置。
（2）.部分在網(wǎng)的早期UPS主機采用6脈沖整流，近年來基本都采用12脈沖整流。
（3）為了限制UPS系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波，部分UPS系統(tǒng)配置了有源濾波器。
（4）蓄電池后備時間大多按單機滿載30分鐘配置，有的數(shù)據(jù)中心配置達到了單機滿載1小時。
2. 傳統(tǒng)交流不間斷電源系統(tǒng)存在的問題
隨著數(shù)據(jù)中心高能耗問題的凸顯以及對設(shè)備運行可靠性要求的不斷提高，傳統(tǒng)交流UPS供電模式存在以下一些不足：
（1）采用了冗余并機技術(shù)，無論是N+1還是2（N+1）系統(tǒng)，在正常運行時，UPS主機的負載率均較低，再考慮到系統(tǒng)配置容量較實際偏大，使得系統(tǒng)的負載率更低，未在最佳效率點附近運行，系統(tǒng)損耗較大。
傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)的負載率與效率的大致關(guān)系見下圖：
圖3-1 負載率與效率關(guān)系圖
經(jīng)調(diào)查，很多大型數(shù)據(jù)中心機房的UPS系統(tǒng)單機負載率一般在10%至30%之間，大多數(shù)只有20%左右，在發(fā)展過程中的數(shù)據(jù)中心機房UPS單機負載率甚至更低，單機負載率10%不到的也占很大部分。
（2）目前仍有采用6脈沖整流的UPS在網(wǎng)運行，且沒有采取相應(yīng)的諧波處理措施，導(dǎo)致系統(tǒng)額外附加功率損耗大。部分UPS系統(tǒng)雖然配置了諧波過濾器用于諧波治理，但治理后實際運行情況沒有進行相應(yīng)跟蹤，治理效果無法保證。
（3）交流UPS系統(tǒng)的后備蓄電池需經(jīng)過UPS逆變后才能供給負載，一旦UPS本身出故障，仍會造成負載停電。
3.數(shù)據(jù)中心不間斷電源系統(tǒng)發(fā)展趨勢
（1）模塊化交流不間斷電源系統(tǒng)
為解決傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)由于負載率低導(dǎo)致的系統(tǒng)低效率及難以實現(xiàn)按需擴容等問題，“模塊化”的概念被引入了交流UPS設(shè)計生產(chǎn)領(lǐng)域，出現(xiàn)了模塊化交流UPS系統(tǒng)。一般來說，模塊化UPS系統(tǒng)由機架、UPS功率模塊、靜態(tài)開關(guān)模塊、顯示通信模塊以及電池組構(gòu)成，系統(tǒng)組成模式與直流供電系統(tǒng)相似，可以方便實現(xiàn)N+X冗余，可根據(jù)實際負載量來配置合理的電源容量，其系統(tǒng)效率及供電可靠性相比傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)都得到了提升。
（2）高壓直流不間斷電源系統(tǒng)
直流供電方式早已得到了長期的、大規(guī)模的使用及驗證，該方式將交流市電整流后與蓄電池并聯(lián)，直接為通信設(shè)備提供直流電源，大大提高了供電可靠性和工作效率，諧波小，可以很方便的實現(xiàn)按需擴容。傳統(tǒng)的直流供電系統(tǒng)的電壓等級一般為－48V，大功耗的數(shù)據(jù)中心設(shè)備若采用-48V的供電電壓，會使得配電線路的損耗大大增加，因此需要提高直流供電的電壓等級，于是出現(xiàn)了“高壓直流供電方式”。與傳統(tǒng)交流UPS系統(tǒng)比較，高壓直流供電系統(tǒng)的效率更高，系統(tǒng)損耗明顯降低。一般來說，直流電源模塊的效率一般都在93%以上，即使模塊使用率在40%，效率也可以達到92%，而UPS系統(tǒng)的實際滿載效率一般僅為85％以上，不超過90％。同時，高壓直流供電系統(tǒng)還大大提高了不間斷供電系統(tǒng)的可靠性。
4.建議
（1）優(yōu)先考慮在新建以及改造使用年限長、耗電量大、故障率高的傳統(tǒng)交流UPS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心采用高壓直流供電系統(tǒng)或模塊化UPS系統(tǒng)。
（2）加強諧波治理。
5.某運營商案例
2010年某運營商先后在5個省建設(shè)了約23套高壓直流系統(tǒng)，用以取代傳統(tǒng)的UPS供電系統(tǒng)，建設(shè)規(guī)模及平均節(jié)電率情況見下表：
省份 系統(tǒng)數(shù)量(套) 相比傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)的平均節(jié)電率(%)
A 7 20%
B 2 15%
C 6 22%
D 4 12%（普通機房）
3 37%（數(shù)據(jù)中心）
E 1 29%
小結(jié) 23 22%
表3-3 某運營商高壓直流系統(tǒng)建設(shè)情況
四、數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能研究
1.數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能建議
數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)能耗主要包括制冷機房能耗和空調(diào)末端系統(tǒng)能耗，通過對某運營商多個數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)研及分析，節(jié)能建議如下表：
制冷系統(tǒng) 末端系統(tǒng)
建議 1.小型機樓或單個機房宜采用單元式風(fēng)冷型恒溫恒濕專用空調(diào)；新建大型數(shù)據(jù)中心機樓建議采用集中式冷凍水型恒溫恒濕專用空調(diào)系統(tǒng)，其冷凍水供回水溫差宜盡量加大。2.冬季可利用水冷機組的室外冷卻塔作為冷源也可積極利用自然冷源。3.機房布局應(yīng)合理，預(yù)留空調(diào)設(shè)備安裝空間，設(shè)備機柜的布置應(yīng)考慮空調(diào)制冷能力，少量高熱密度服務(wù)器可以考慮加裝柜門冷卻等分體式精確送風(fēng)空調(diào)降溫，高密度機架可采用液冷方式，避免出現(xiàn)局部過熱；高低密度設(shè)備宜分區(qū)布局、分區(qū)制冷。4.可考慮配套獨立的節(jié)能加濕裝置，減少專用空調(diào)加濕能耗。5.宜采用變頻或模塊化冷水機組，保證空調(diào)高效運行；可通過變頻技術(shù)提高冷凍泵冷卻泵效率。6.冷水機組電功率超過500kW時，宜采用10kV高壓制冷機組；冷凍泵冷卻泵電功率超過200kW時，宜采用10kV或660V電動機。 1.設(shè)備機房和電池電力室等輔助房間間隔開，主機房采用恒溫恒濕末端，輔助區(qū)域采用普通空調(diào)。2.機柜按照“背對背，面對面”排列，空調(diào)氣流方向與列走線架平行，保證通暢；優(yōu)化冷熱氣流路徑，減少混合。3.可考慮采用封閉冷通道，實現(xiàn)精確送風(fēng)，同時提高機房內(nèi)空調(diào)設(shè)定溫度，降低空調(diào)能耗。4.在有條件的情況下，使用有送、排風(fēng)通道的機柜進行精確下送風(fēng)，自然回風(fēng)或冷通道設(shè)地板風(fēng)口送風(fēng)，管道回風(fēng)的送風(fēng)方式。5.架空地板高度應(yīng)根據(jù)單機架功率大小進行合理規(guī)劃；架空地板下只準通風(fēng)，嚴禁布放線纜；架空地板下樓面和接觸空調(diào)冷風(fēng)的機房墻面建議采用不燃材料制造的隔熱保溫層，防止結(jié)露，減少冷量損失；新建架空地板下送風(fēng)機房前期裝機容量較小時，可考慮地板下做臨時隔斷，控制送風(fēng)空間，減少冷量浪費。6.有條件的老機房還可考慮進行下送風(fēng)上回風(fēng)或精確定點送風(fēng)改造。7.應(yīng)選擇高效風(fēng)機及風(fēng)柜，宜采用變頻裝置，降低能耗。
表4-1數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能建議
2.某運營商空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能案例
2010年該運營商組織了7個省，重點針對部分氣流組織不好、有局部過熱現(xiàn)象的數(shù)據(jù)中心進行了精確送風(fēng)改造，節(jié)能情況如下表：
省份 平均節(jié)電率 投資回收期(月)
a 11% 31
b 15% 18
c 16% 30
d 20% 17
e 15% 24
f 11% 31
g 17% 39
平均值 15% 27
表4-2某運營商數(shù)據(jù)中心精確送風(fēng)改造情況
除此之外，該運營商還先后在多個省份開展了數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)綜合節(jié)能改造工程，取得良好效果，如：
（1）大型數(shù)據(jù)中心采用集中式冷凍水型恒溫恒濕專用空調(diào),架空地板精確下送風(fēng),管道結(jié)合自然回風(fēng),氣流組織合理，提高空調(diào)系統(tǒng)整體能效比,節(jié)能效果顯著。
（2）合理設(shè)定機房溫濕度，分區(qū)精確供冷,提高效率，達到節(jié)能目的。
（3）部分專用空調(diào)取消加濕功能或配置獨立的加濕裝置，減少空調(diào)加濕能耗。
（4）采用自適應(yīng)控制系統(tǒng),根據(jù)機房負荷變化,自動調(diào)整空調(diào)運行數(shù)量,實現(xiàn)節(jié)能。
（5）改造老數(shù)據(jù)中心機房上送風(fēng)風(fēng)口以達到節(jié)能效果。
五、結(jié)束語
數(shù)據(jù)中心的節(jié)能降耗涉及到多個方面，本文通過對國內(nèi)某運營商數(shù)據(jù)中心的實例分析，從電力和空調(diào)兩方面提出了節(jié)能降耗建議，目標是為了更高效的利用能源，建設(shè)節(jié)能環(huán)保的綠色數(shù)據(jù)中心。
參考文獻
GB/T 156-2007《標準電壓》，2007-04-30
GB 50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》，2010-07-01施行
YD/T1051-2010《通信局(站)電源系統(tǒng)總技術(shù)要求》，2010-12-29
YDB037-2009《通信用240V直流供電系統(tǒng)技術(shù)要求》，2009-12-12
YD/T2165-2010《通信用模塊化不間斷電源》，2010-12-29
《中國電信節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用藍皮書》V1.1，2008-12
《中國電信數(shù)據(jù)中心機房電源、空調(diào)環(huán)境設(shè)計規(guī)范（暫行）》，2005-12-01施行