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关 键 词：岳阳山特UPS电源
行 业：能源 电池 铅酸蓄电池
发布时间：2021-03-05
山特UPS不间断电源是一种储能设备，以逆变器为首要组成部分的恒压恒频的不间断电源。首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供给不间断的电力供应。
UPS电源具有以下几项基本功能：
1、山特UPS电源在电网供电和电池供电之间自行切换，保证对负载的不间断供电。并且能够依据设备的精细程度来挑选可接受的切换时刻。
2、电网电压正常时，市电电压经过UPS稳压后供应给负载运用，性能好的UPS自身即是杰出的沟通稳压器，一起改进电源质量；一起它还对机内的电池进行充电，贮存后备能量。
3、电网电压反常时（欠压、过压、掉电等）UPS的逆变器将电池的直流电能转换为沟通电能保持对负载的供电。
美国山特UPS针对电机类负载的适应性设计 在一些需要保证负载不断电的应用场合里面，有时客户会发现UPS频繁出现DC BUS高保护，或者负功保护等。一些客户会据此认为是UPS的质量问题。实际上多数情况下这都是由于后面带有电机类负载产生的现象。在工业场合中，电机是一种主要的负载形式。当工业应用中的关键环节必需有足够高的电源保护等级时，UPS与电机类负载的配合问题就是一个要重点考虑的因素。
通常美国山特UPS的设计初衷是保护关键IT类设备，在电路结构上就主要基于IT类设备的特点进行设计。比如目前IT设备的主要是使用开关电源，而且欧盟法规规定75W以上的设备都要具备功率因数校正。因此UPS主要面对的就是带有功率因数校正的负载，在通常情况下其特性是一个功率因数接近于1的恒功率负载。在大功率电气设备方面，还有一些旧的设备在使用，这些设备通常是基于6脉波整流或者12脉波整流技术，特点是一个恒功率的非线性整流负载。
无论是带有PFC的开关电源，还是脉波整流电源，其功率的实部都只能是正的，能量不会反灌回市电，因此在UPS的设计中更加重视的是在恒功率负载下的可靠性，以及在带有非线性的整流性负载时的谐波控制能力，以及电压稳态精度与动态恢复速度，而不会特别要求具有能量回馈的能力。特别是在UPS带有大量智能化的设计之后，往往会把能量从负载回馈到UPS的直流母线作为一种故障状态来对待。因此在带有电机类负载的时候，电机再生发电产生的能量很容易触发UPS的保护条件。
另一方面，UPS在电路架构上常用的结构是整流+电池升压+逆变器的结构，很大一部分UPS的整流和电池升压部分都是使用Boost或者变形的电路，能量仅能从市电和电池流动到直流母线上，而不能反向流动。这样即使软件上允许能量回馈，但是当发生能量回馈时，由于能量都储存在直流母线上，造成直流母线升高，终仍然会导致UPS跳脱保护。
电机负载的特性与IT设备常见的开关电源完全不同，表现为具有启动/制动等诸多工作状态，而且随着电机后面所带负载的不同会有非常大的差异，完全不像IT类开关电源那样只有带载/卸载。因此具体的解决方案也需要考虑电机后面所带负载的情况分别进行处理。
电机在启动时有很高的瞬态冲击，如果没有额外的措施，就需要UPS不间断电源能够在瞬时供应非常大的功率。针对IT设备设计UPS一般仅仅是根据短时间内2倍功率设计，而有的UPS则是仅有1.5倍。对于再大功率的负载，软件限流算法或者硬件的限流线路就会发生作用，从而影响电机启动。不过好在UPS一般都设计有Line Support功能，当负载功率大时能够通过旁路供电来解决。但是在电池模式下，无法通过旁路分担功率，就存在电机启动过程异常的可能。为此对于瞬间供应电流的能力非常关键的场合，就需要选择更大功率的UPS。
电机在制动时具有能量再生，此时回馈的能量并不仅是电机本身储存的能量，还可能包含了电机后面连接的负载所具有的惯性以及势能所储存的能量。以电梯为例，当电梯上升时需要电机提供能量，而当电梯下降时如果电梯的重量超过下降过程中的阻力，就会成为一个发电设备，带动电机发电，这样再生出来的电力就有可能反灌回UPS。
此外，在带有电机的应用中还有另外一个因素需要加以考虑，就是变频调速装置。不同的变频调速装置对于UPS系统的影响也是不一样的。
山特UPS电源种类很多，一般为静态变换式，分为后备式、在线式、在线互动式类，常用的是在线式UPS。在线式UPS电源有市电输入时以“交流电一整流一逆变器”方式向负载供电，同时向机内电池充电；当市电中断时，即以“蓄电池逆变器”逆变转换的方极方式向负载提供220V交流电源。其特点是真正实现了对负载的无*稳压供电，由市电供电到蓄电池供电零时间切换，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS效率、功率因数、转换时间、输出电压、频率范围等都是表征UPS性能的重要参数。总的来说，在线式UPS几乎可以解决所有的常见电力问题。
二、UPS电源使用的必要性
公共电网中一些较大的感性、容性、开关电源等负载会造成电网电压波形畸变或频率漂移，恶化电网的供电品质，意外的自然和人为事故，如地震、雷击、输变电系统断路或短路，也会影响负载的正常工作。据测试，电网中经常发生并且对电脑和精密仪器产生*或破坏的问题主要有电涌、高压尖脉冲、暂态过电压、电压下陷、电线噪声、频率偏移、断电等等。
计算机对电源的要求较高，尤其是内存，如果非正常断电，内存中的信息来不及保存到硬盘等存储设备上，会造成信息丢失或变得不完整而失去价值，浪费大量的工作精力和时间，甚至造成巨大的经济损失，像UNIX这样的操作系统，如内存中的系统信息没有回写到硬盘上，还可能造成系统崩溃。电脑中硬盘虽是磁存储介质，不因断电而损失信息，但突然的电力故障会使正在进行读写工作的硬盘物理磁头损坏，或者系统文件在维护文件系统时，造成文件分配表错误，而造成整个硬盘数据丢失。现存的操作系统大都设置虚拟内存，由于突然的断电，使系统来不及取消虚拟内存，从而造成硬盘中的“信息碎片”，不仅浪费了硬盘存储空间，还会导致机器运行缓慢。
电脑电源是一种整流电源，过高的电压可能会造成整流器烧毁。电压尖脉冲和管态过电压以及电源杂讯等*都可能通过整流器进入主机板，影响机器的正常工作，甚至烧毁主机线路。随着计算机和网络的广泛应用，安全可靠的电源已是计算机管理人员必须认真面对的重要问题。
三、UPS的选择
不是所有的电器设备都需要使用UPS，在选择UPS时，主要应考虑负载大小、负载的特性及重要程度以及放电时间。
（一）负载的特性。电脑及其设备多为带容性的整流性负载，启动时都有冲击电流，即使是在正常运行时，其电流的峰值也有其有效值的23倍，因此在选用UPS时应考虑到这一特性，给UPS留一定的余量。
（二）负载大小与UPS容量计算。电脑设备负载功率因数在0.65――0.7之间，可将各个负载的额定功率矢量累加求出总功率，UPS容量按以下公式选择：UPS容量≥负载容量/0.8。
即考虑到负载启动的冲击电流，负载容量应为UPS额定容量的80%以下。
（三）放电时间的配置。一般长效型UPS备用时间主要受电池成本、安装空间以及电池回充时问等因素的限制。在电力环境较差，停电较为频繁的地区采用UPS与发电机配合供电的方式。停电时，先由UPS电池供电，如停电时间较长，可以启动备用发电机对UPS继续供电，当市电恢复时再切换到市电供电。
（四）电池供电时间计算。电池供电时间主要受负载大小、电池容量、环境温度、电池放电截止电压等因素影响。UPS电池供电时间，可先计算出电池放电电流，然后根据电池放电曲线查出其放电时间。
电池放电电流可以按经验公式计算：
放电电流=UPS容量（VA）×功率因数/电池放电平均电压×效率；
如要计算实际负载放电时间，只需将UPS容置换为实际负载容量即可。
四、UPS的工作原理
（一）AC-DC变换：将电网来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。AC-DC输入有软启动电路，可避免开机时对电网的冲击。
（二）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。
（三）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SPWM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。
山特ups电源负载下的输出能力计算方式:
首先,计算UPS在各种负载下的输出能力时,应先确定UPS的品种,向厂家索要该UPS的相关数据,再进行计算。但在此问题中,因感性负载是小于额定情况下的功率因数,一般UPS的输出仍能维持为的额定容量。现用一个的山特UPS电源的数据为例来计算。由表1可知,感性负载功率因数小于额定情况下的0.8时,输出功率仍为额定值。
当UPS的S=100kVA、cosφ=0.8时,P=80kW;
Q=60kVAR。
当UPS为S=100kVA、cosφ=0.6时,则S=100kVA=60kW;Q=80kVAR。
若负载为40kVA,cosφ=0.6,则S=40kVA;
P=24kW;Q=32kVAR。
负载增至80kVA,cosφ=0.6时,则S=80kVA;
P=48kW;Q=kVAR。
此时负载的视在功率S和有功功率P都小于额定情况下的数值,而无功功率Q却大于额定情况下的数值。但是,不能用cosφ=0.6的负载的数值与cosφ=0.8时的UPS的数值来比,而必须与UPS为cosφ=0.6时的能力来比。负载的Q值小于UPS此时的Q值80kVAR。完全可以满足负载增至80kVA的需要。
UPS带非线性负载的问题。若UPS为100kVA,cosφ=0.7时带非线性负载奔腾PC+15in(英寸)显示器(170VA)能带多少台?cosφ=0.8的UPS又能带多少台?
非线性负载是五花八门的,但是计算机类负载多是整流电容滤波型。所以IEC、EN和GB(国标)都确定了一个基准非线性负载,是二极管全波整流用电容滤波,功率因数确定为0.7。UPS也就是根据这个标准制造的。UPS还限定了非线性电流的峰值因数,一般为3。也就是非线性电流的峰值与有效值之比为3。这对于计算机类负载也足够了。因为峰值因数的是PC机,大约为2.7左右。
UPS带非线性负载的能力,除了非线性负载的特定基准之外,还有一个量的问题。在IEC、EN和GB(国标)中明确规定:单相UPS容量在33kVA以下时,用基准非线性负载来考核,33kVA以上的UPS用33kVA的非线性负载加线性负载来考核;三相UPS容量在100kVA以下时,用基准非线性负载来考核,100kVA以上的UPS用100kVA的基准非线性负载加线性负载来考核。
以上几点是我们在考虑这个问题时必须明确的。但是在这个题目中,以上这几点都不成问题,可以按一般线性负载的情况来计算。
100kVA的UPScosφ=0.7时,S=100kVA=70kW;Q=71.4kVAR。
单台负载cosφ=0.7时,S=170VA=119W;Q=121VAR。
对于P和Q而言,UPS能供总台数分别为:588台;590台。
结论:应按小的计算:588台(未计留有裕度、启动等因素)。
若用100kVA cosφ=0.8的UPS能带多少台？
100kVA的UPScosφ=0.8时,S=100kVA=80kW;Q=60kVAR。
在负载cosφ仍为0.7时,UPS的S=100kVA;
P=70kW;Q=71.4kVAR。
这时UPS能供总台数分别为588台;590台。
结论:也是588台,二者没有区别。
那么,这样看来功率因数0.7的UPS与功率因数0.8的UPS没有什么区别了。不是的,还是有区别的。上面的例子都是负载功率因数小于额定情况下的数值,若是大于额定情况下的数值,或是电容性的负载,则情况就不一样了。功率因数为0.7的UPS带载能力就显得差了。
负载功率因数为0.7的UPS只是为一些微机类负载而使用的。它设计的容量都比较小,大约为30kVA以下。而这一类负载功率因数多为0.7,UPS的负载功率因数也设计为0.7,正好适应负载的条件。
那么这种UPS是不是带非线性负载的能力强呢?不是的,恰恰相反,其带载能力比0.8功率因数的UPS差。1台10kVA的功率因数为0.8的UPS可以带8kW功率的负载,而功率因数为0.7的UPS只能带到7kW,如带功率因数大于0.7的负载则其能力可能就更小了。
山特UPS电源没有输出怎么回事原因如下：
1、检查蓄电池供电的线路，特别是限流电阻等
2、检查是否有烧焦等电气原件，测量更换
3、测量交流输出管，对比进行测量，是否损坏
4、测量控制模块各脚电压，对比该块说明电压进行分析
5、用放大镜查看电路板印刷面，检查是否有虚焊
6、准备电路图，按系统进行分析维修
山特UPS电源输出无电压故障排除。山特UPS电源交直流开机面板显示都正常，没有提示故障!此UPS插市电开机正常，有输出；但市电停电后，显示电池工作状态正常，但无电压输出。
(1)ups电源插市电(市电正常)交流开机：开机-面板显示旁路(旁路继电器有动作)-面板显示旁路提示灯熄灭(继电器没有动作；注：正常时继电器会有动作!)；输出有电压，但是不能稳压，估计是旁路直接输出市电(但面板的旁路指示灯是熄灭的，显示输出正常)。
(2)山特UPS电源不插市(电池正常)直流开机：面板显示正常，当输出指示灯亮起来，继电器没有动作，也没有电压输出(正常时继续继电器有动作，即时有正常电压输出!)
不间断电源检查主板上的 继电器, 把继电器拆下来,首先可以量线圈是否烧掉,如果没烧,可能是触点粘死了,可以对继电器通电试下,确定故障后更换.
一般电器设备负载都会标称其额定功率或额定电流及功率因数等参数，但由于不同类型的负载差异较大，而总功率不能够差异较大，故总功率不能够简单的相加而应该求其矢量和。好在一般情况下，用户负载大多为电脑设备，其功率因数在0.8~0.9之间，因此可以将各个负载的额定功率累加求出总功率,而个别其他类型的负载如打印机等,可以按启动大小将其额定功率乘以一系数再计算进去。根据负载总容量的山特UPS电源，一般可以按以下公式选择:UPS容量>= 负载容量÷0.8，即负载容量应为UPS额定容量的80%以下。选择80%负载主要是考虑到负载启动的冲击电流以及用户今后扩容的需要。
山特UPS电源安装连接注意事项
1. 山特UPS电源电源线连接方法和注意事项
山特UPS电源的输入插座要与市电连接，输出插座可经接线板与计算机和显示器连接。对于山特UPS电源，其输出电源分两部分：一部分是稳压加电池输出，用于接计算机主机；另一部分是稳压输出，用于在电压不稳的地区接显示器，打印机和其它设备。
注意事项：山特电源的输出插座和APC的稳压加电池输出插座不允许接打印机设备，所有的UPS电源输出都不允许接电钻，电锤和电风扇。UPS的电源输出插座不能与输入插座直接相连。UPS 电源负载量不能超过其本身标定负载量的80%。
2．山特UPS电源主机内部电池的作用
UPS电源主机内部有一组蓄电池，它的作用是为其内部的控制提供电源的，此电池亏电会造成主机启动不正常，比如继电器不能吸合，输出插座无供电等。
3．山特UPS电源的正常指示状态
将指示灯的对应关系和表示意义叙述如下：
a. 市电已连接,UPS电源末开机时:绿色1[市电]和负载/电源5灯亮。绿色1灯亮表示有市电输入。2指示灯本应该是旁路指示灯，也就是市电不经过稳压过程直接从旁路给设备供电，但我们目前所使用的2种UPS电源没有旁路功能，2指示灯没有意义。
b. 开机供电：按ON开关按钮，在开机的瞬间，绿色1，2,负载/电池和故障指示灯同时亮，接着负载/电池，故障指示灯从下至上逐个熄灭，负载/电池5灯再亮；约3S后2灯熄灭，绿色2[逆变]灯亮，输出插座供电，UPS电源进入正常供电状态。此时负载/电池灯表示所带负荷的负载电量，带负荷量要保持负载/电池1灯不亮的状态，见表1。
c. 无市电供电时的电池供电状态：
当市电停电后，绿色一灯熄灭，表示没有市电，1灯亮，表示电池供电，此时负载/电池灯表示蓄电池的当前容电量，并发出音。蓄电池容量足时，音间隔时间较长，负载/电池灯亮得多；蓄电池容量不足时，音的间隔时间缩短，负载/电池灯亮得少；当负载/电池1亮时，表示蓄电池只剩不到25%的能量[见表1]，此时音非常急促，提示不能继续供电了，应采取其它措施。
当采用发电机供电和市电恢复时，绿色1灯亮，1灯熄灭，音停止，负载/电池灯指示负载量。
d. 关机断电：按OFF按钮，绿色2灯熄灭，输出插座断电，负载/电池，故障指示灯全亮，然后负载/电池，故障指示灯由下至上逐个熄灭，后负载/电池5灯再亮，绿色1灯保持常亮，UPS电源停止工作，蓄电池保持充电状态。
4. 蓄电池充放电的要求
蓄电池容量和使用时间的长短是衡量山特UPS电源性能的主要依据，所以正确使用和维护蓄电池非常重要。因此，我们要求对蓄电池要定期进行充放电操作，因为长期充电会导致蓄电池极板老化，放电能力下降。但长期充电不中也会导致电池极板氧化产生容电不足的问题。其判断标准为：经常出现连续充电时间不足16h就又处于放电状态，遇到这种情况要及时用发电机供电同时补充充电。
说明书上要求3个月~4个月充放一次电，根据使用情况总结，建议每个月要对山特UPS电源进行一次放电操作，多不要超过2个月，这样可以适当延长电瓶寿命。方法是：在白天上班时间有人值守的情况下，断掉UPS电源的市电输入，用电池经UPS电源逆变带动计算机主机和显示器正常工作，直到负载/电池1灯亮，负载/电池2灯刚灭，UPS电源主机声变得比较急促时，恢复市电供电，此过程正常情况为3h。
如果当地经常出现一周内1次以上长时间停电，而用UPS电池供电至将要停机[声短促]或已经停机的情况，不需要再进行放电操作；停电后短时间内就用发电机供电的，建议应进行放电操作，如果人员，条件许可，可利用停电时间进行放电操作。
5． 山特UPS电源的一般故障指示状态
在市电模式下：
a.绿色1灯闪烁，表求市电输入的零火线接反，UPS电源仍能工作在市电模式下，应将市电输入的两根线对调。
b.绿色1灯闪烁，同时1灯亮，表示市电或发电机的电压或频率超出正常范围，UPS电源工作在电池模式下。
c.1指示灯闪烁，表示UPS电源未接电池或电池电压太低，此时就检查电池是否连接好，确定连接无误，则说明电池组故障或电池老化，应排除或更换。
d.若负载超过96%以上时，蜂鸣器会间隔0.5s鸣叫一次，此时应降低负载量，关闭或取消无用的设备。
电池模式下：电池供电状态下，电池亏电，负载/电池2，1灯亮，蜂鸣器会逐渐变成长鸣状态，输出会自动切断，UPS电源会自动关机。
异常模式：运行过程中故障指示灯亮，表示UPS电源处于异常模式，此时应将负载全部断掉，将设备先接在其它供电线路上，关闭山特UPS电源，将故障现象报自动站维修人员，等待人员处理， 不可带故障继续供电。
山特UPS电源前端不能加漏电保护原因：
山特UPS电源1-3KVA的输入端不建议接漏电开关不加但对于6K—20KVA的UPS输入端是一定不能接漏电保护的其漏电电流为输入的5%比如6KVA的满载电流40A ,那么漏电电流为2A.对于输出接漏电开关是没有要求的可以接也可以不接。 注意山特给出的1KVA的UPS的输入侧的漏电不超过3.5毫安。这是指正常的情况下完好的UPS.所以一次侧接漏电的保护电流不得小于3.5毫安。 UPS前段不能安装漏电保护装置是UPS行业的一个弊病,也是至今没有一个厂家能够解决的,通俗的说UPS本身就是一个漏电设备,因为UPS在线工作的时候要对市电进行滤波,整流,稳压这时候就有些杂波,小电流就会通过底线释放掉这时候就会引起漏电保护器的误动作.所以在UPS的前端一定不能安装漏电保护装置. 一般UPS为了滤除共模干扰, L N线对地都有滤波电路,UPS工作时候,由于滤波电路电容对PE的作用,很容易导致L N的电流不相等,而一般漏电保护器的设置电流为60,大点的为300,很容易导致漏电保护器的误保护.所以,一般UPS的前端是不能加装漏电保护器的 所以UPS 本身是不可以带漏电保护的。
UPS输出端安装漏电保护器老跳闸请问是什么问题如何解决
此山特UPS只提供一台服务器和交换机供电 带负载跳闸吗是不带带负载跳闸的话是ups功率不足或者负载有短路情况 ， UPS输入前端不可以加漏电保护。 UPS的输出配电柜可以配置漏电保护装置或者说漏电保护器。 变频器与UPS类似输入端是不能接漏电保护开关的。同样是滤波漏电。 采取UPS前端加装隔离变压器的办法。加装隔离变压器后启动UPS不再掉电在使用UPS的情况下在UPS火线、零线、地有抗浪涌、协波干扰的技术应用。正是由于防谐波抗浪涌等电路中接有从相线端到地线而非中线端的电容或其他元件由此产生了漏电电流这也有可能使漏电保护开关动作 。
深圳山特UPS电源漏电保护开关的动作原理： 深圳山特UPS漏电保护开关的动作原理是在一个铁芯上有两个组一个输入电流绕组和一个输出电流绕组当无漏电时输入电流和输出电流相等在铁芯上二磁通的矢量和为零就不会在第三个绕组上感应出电势否则第三绕组上就会感应电压形成经放大去推动执行机构使开关跳闸。山特UPS电源前面加漏电保护开关尽管UPS电源无漏电现象但由于高次谐波在铁芯中形成的磁通矢量和由于铁芯的磁滞作用而不能为零于是就出现了类似漏电的假象使漏电保护器频繁跳闸。所以我们尽量不要在山特UPS电源的交流输入端尽量避免使用带漏电保护的断路器开关。UPS电源即为不间断电源它是一个AC—DC再又DC—AC的一个过程市电存在时整流器整流给蓄电池充电同时提供直流电压给逆变器工作当市电停电时直接由蓄电池组提供直流DC电压给逆变器工作输出标准交流电。造成这些问题的原因涉及ups不间断电源本身质量、ups不间断电源安装质量、用户使用质量三方面。这就需要选择符合使用要求的ups不间断电源以及正确安装ups不间断电源。在用户使用质量方面主要由用户具体使用环境质量、供电质量及日常维护质量决定。当UPS电池出现故障时,应先查明原因。分清故障出处是负载还是UPS供电系统;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,虽然更换配件很方便,但要维修故障点,仍需做大量的分析、检测工作。UPS所带电池组分内置和外置两种,内置电池,UPS使用起来相对比较方便,不存在UPS主机和电池组连接的问题。而外置电池,UPS必须注意主机和电池组连接的问题。首先必须把电池组按正负极性连好,并检查好电池组的电压,电压大小和UPS主机要求符合,才算连接正确。其次打开UPS主机,并测量UPS主机的充电电
压,电压值是否正确。对于长期闲置不用的ups不间断电源,再重新投入使用之前,让UPS利用机内的充电回路对蓄电池浮充10-12h以后再用。对于后备式UPS的用户来说,若UPS长期工作在后备式工作状态时,建议每隔一个月,让UPS处于逆变器工作状态至少23min,以便激活电池。
