UPS是英语“Uninterrupti 生活 各种电气设备、通讯设备、电子计算机设备等在各个领域的大量应用，很多行业要求给这些设备供电的 电源供电质量与时间要有相当的保证，UPS就是解决市电供给与设备要求这一矛盾的产品。

1.UPS的作用 1.1 作用 UPS是保证各种用电设备不因外电发生指标变化或停止供电而可靠工作的重要设备，当电网停电时，继续提供给设备性能优良的电源一段时间，以保证设备不受停电的影响；当电网供电时，消除供电过程中由于各种原因造成的电压瞬间过高、过低、高频噪声信号、高压尖峰脉冲、工频不稳等产生的不良影响，提升供电质量。 1.2 基本原理与构成 1.2.1 基本原理 市电正常时它除给设备供电外，还将电能转化为化学能由蓄电池储存；市电故障时将蓄电池的化学能转化为电能供给设备。 首先由整流器进行AC-DC转换，然后由逆变器进行DC-AC转换，最后输出符合要求的交流电源。在整个AC-DC-AC变换过程再加以蓄电池的配置，基本解决电网存在的断电、雷击脉冲、浪涌、电压突变、电压波动、脉冲干扰、频率漂移等所有问题，大大提升电源供电质量。 1.2.2 构成 主要由整流器、逆变器、蓄电池、转换开关等组成。 2.UPS的配置 2.1 UPS的种类 UPS总体上分为后备式、在线式、在线互动式三大类。 2.1.1 后备式UPS 它是常用的一种UPS，具备自动稳压、外电故障时供电等的基本功能。优点是结构简单、可靠性高、价格便宜。缺点是其输出为方波而非正弦波，外电故障供电有10ms的转换时间。一般应用于对电源要求不高的场合。 2.1.2 在线式UPS 它性能较完善，能够解决所有电源问题，但结构复杂。优点是能够持续零中断的输出纯净的正弦波，所提供的电源指标优良。缺点是价格较高，投资较大。一般应用于对电源要求较高的关键设备，如大型计算机服务器、网络中心、医院、等的中心设备。 2.1.3 在线互动式UPS 它是介于后备式和在线式中间的一种产品，它的核心是既能充电又能逆变的双向变换器，市电供电时一方面向蓄电池充电，一方面产生一个补偿电压对输入电压进行补偿，从而使输出稳定，关系表达为：Uo=Ui±U补。转换时间小于4ms，输出为模拟正弦波，其性能指标高于后备式，低于在线式。 2.2 配置 2.2.1 种类配置 根据设备使用情况和供电要求，本着既经济又达目的的原则选择适合的UPS设备。一般对电源要求不太高的小功率设备适宜选择后备式UPS；对电源要求较高而市电指标一般时，应选在线互动式；用电设备对电源要求苛刻，不允许有间断时间时，要选择在线式UPS。 2.2.2 容量配置 （1）功率配置 一般UPS电源标出的功率为视在功率，单位为“VA”，而用电设备标出的功率为有功功率，单位为“W”，它们之间存在一个无功功率，即视在功率=有功功率+无功功率，有功功率/视在功率=功率因数。后备式、在线互动式功率因数在0.5～0.7之间，在线式功率因数在0.8左右。 设某用电设备的功率为300W，选择在线式UPS的功率容量。 则300÷0.8÷0.6=625，通过计算选择600VA左右的UPS较合适。其中0.6这个数字意味着UPS的负载不宜超过额定负载的60%，负载过重或过轻都会缩短蓄电池的使用寿命，进而影响整个UPS的使用寿命。 （2）电池容量的配置 电池容量的大小用安时数（AH）表示，例如24AH表示放电电流为24安培时，可以连续放电1小时；或放电电流为1安培时，可以连续放电24小时。即放电电流×放电时间=电池容量。通常用电压与安时数共同表示电池容量，例如24V/24AH、12V/24AH、12V/7AH等。相同电压的电池，安时数大的容量大；相同安时数的电池，电压高的容量大。 例如某用电设备的功率为150W，要求放电时间为0.5小时，请选择12V电池容量。则电池容量=150÷12×0.5÷0.7=8.9AH，使用12V/9AH左右的蓄电池即可。0.7的意思是设计时应按放电70%计算，否则会影响电池的使用寿命。 2.2.3 配置方式的选择 根据设备的多少和分布情况选择集中配置方式或分散配置方式。 集中配置方式就是多台用电设备共用一台UPS，优点是集中维护，便于管理，缺点是如设备之间距离较远，必须铺设连接电缆，成本较高。一般设备距离较近，安放集中，能够较统一的使用同一种类的UPS系统，适宜选择该种方式。 分散配置方式就是对同一系统的不同设备分别配备不同的UPS。优点是配置具有灵活性，成本低可靠性相对较高，是目前比较流行的配备方式，缺点是不易维护，管理不便。一般适合每个设备不宜选择同一类型UPS，设备安放较分散的系统。

UPS即不间断电源，随着各种电子设备的普及，UPS电源得到了越来越广泛地应用。
1 UPS选型和配置
1.1 了解UPS电源的性能指标

①输入电压：220V或380V（三相四线制），－15%～＋10%。

②输出电流：根据这个值选择导线截面和输入保险。

③输出电压：一是输出电压稳定度，一般为±5%。有些为±3%左右。另一个是稳压精度：稳态≤±1%、瞬态≤±5%。

④瞬态电压恢复时间：≤±50ms。

⑤输出容量：即视在功率S，S＝UI

⑥后备时间：指输入中断后，UPS能继续工作的时间，是UPS的关键指标。

⑦功率因数：0.8（滞后）

⑧效率：≥90%（满载时）

⑨过载功能：10min(125%额定电流)；10S(150%额定电流)。

⑩限流：100%～110%额定电流可调。
1.2 UPS选择
（1）UPS型号

①在线正弦波UPS电源。无论市电正常与否，它对负载供电都是由UPS电源逆变器提供的。只要机内蓄电池能向UPS电源逆变器提供能量，当市电中断时，在线式UPS电源就能实现对负载的真正不间断供电，其正弦波波形失真系数最小，对负载供电转换时间为零，可靠性高，故障率低但价格较高。

②后备式正弦波UPS电源。采用了抗*式分级调压稳压技术。仅仅在由蓄电池供电时才有可能向负载提供高质量的正弦波，在从市电供电向逆变器供电进行转换时，对负载而言，大约有4ms左右的中断供电（主要来源于继电器的转换时间）。后备式正弦波UPS电源处于市电供电时，由于市电是直接通过抗*滤波器对负载供电的，因此噪音较小，但是UPS电源处于逆变器工作时，由于PWM脉宽调制频率一般为8KHZ左右，因此噪音较大。

③后备方波输出UPS电源。向负载提供的交流电是方波而不是正弦波。此类UPS电源只能接微容性或纯组性设备，负载越重，方波脉冲宽度越宽，而方波脉冲的峰值越小。此类UPS电源的转化时间不一定。其变化范围为4～9ms且用户不能控制。此类UPS不能进行频率的关闭和启动，但造价较低。
（2） 负载容量、负载功率因数和UPS的波峰因数选购UPS时，首先要知道负载的总容量，同时还要考虑负载的功率因数才能确定UPS的标准功率容量。由于负载功率因数很难计算，所以UPS技术规范中给出了波峰因数这个指标，波峰因数越高，UPS承受非线性的能力越强。一般波峰因数比应大于3：1。
（3）电池后备时间一般情况下，选择后备时间时，通常选取满载工作时间为10min、15min或30min即可。由于蓄电池价格较贵、长延时UPS一般仅在停电时间较长的场合选用。此时选择有外接大容量的蓄电池功能的UPS，以确保市电停电后能长时间供电。
（4）UPS中性线截面由于UPS负载多为非线性负载，因而流过中线的电流不为零。即使在三相负载完全平衡时中线电流也可达三相电流的1.8倍。负载功率因数越小，倍数越大。因此在UPS电源中，其中线截面不得小于相线截面。否则易造成中线发热，甚至烧掉电缆引起火灾，造成严重后果。
2 蓄电池的选择和配置
2.1 蓄电池基本技术指标

①阀控式密封铅酸蓄电池：每台UPS各接一组。

②浮充电压允差：1%。

③浮充电压：2.23～2.27V/单体。

④均充电压：2.3～2.4V/单体。⑤放电终了电压：1.67～1.70V/单体。⑥温度对蓄电池寿命的影响：在25℃时浮充运行情况下，理论寿命不低于10年。
2.2 UPS蓄电池容量的计算
（1）蓄电池放电电流II＝S×cosφ/η×Ei式中：S为UPS电源的标称输出功率；cosφ为负载功率因数，一般取0.8；η为逆变器的效率一般取0.8；Ei为蓄电池放电终了电压。
（2）电池后备时间t电池后备时间t根据用户的需要而定，中小型UPS多采用阀控铅蓄电池。价格较贵，一般选取满载工作时间为10min、15min或30min。
（3）蓄电池容量C算出放电电流后，再根据负载性质及用户所需UPS的后备时间，算得蓄电池标配容量：（C＝It）。
3 UPS安装
3.1 UPS的安装位置要求
（1）为延长电池寿命，蓄电池应安装在环境温度为15℃～25℃范围内，室内温度也不能太大。
（2）UPS的左右两侧要留有50mm空间，后面要留有100mm，前面留有足够的操作空间。
（3）置电池柜应与UPS放在一起。
3.2 UPS与市电、负载的连接UPS与市电及负载的连接都很简单，但连接前应检查：

（1）UPS输入参数与市电的电压、频率是否一致。

（2）接入UPS的火线和零线是否与厂家规定一致。

（3）检查负载功率是否小于UPS输出功率。

（4）UPS与电池连接时一定分清正负极。
3.3 电缆截面的选择选择导线截面时应考虑：
（1）符合电缆使用安全标准。
（2）符合电缆温升要求。
（3）满足电压降要求。

①交流输入电流I相。因为P＝3×U相×I相×cosφ(单相输出者则为：P＝Ucosφ)。所以I相=P/(3×U相×cosφ)＝S/(3×U相)。

②直流输出电流I＝P/U(U应取最小值)。求出交流输入I相和直流输出电流I后，再查表确定导线截面积。
4 UPS维护
根据多年来的工作经验，建议从以下几个方面做好UPS电源系统的维护：
4.1 掌握UPS的基本知识，认真阅读设备说明书，弄清各种示信息，示代码，指示灯的含义，以及产生的原因和应对方法。熟悉设备上各种开关，按钮的作用。熟悉掌握UPS的各种操作，清楚连接关系，明白代通之法。
4.2 加强日常的巡视、维护，查看设备有无告，有无异味，有无异常响声，检查接头有无松动发热现象，散热扇运转是否正常，设备各种指示是否正常，发现问题及时解决。
4.3 制定定期维护计划：每月定期测量设备输出电压、电流、功率以及蓄电池内阻和端电压。每季或半年对蓄电池做一次核对性放电试验，一般应放出额定容量的30%～40%。每年清洁一次UPS内部卫生，检查各接头是否接触良好。
4.4 蓄电池放电：在蓄电池放电操作中，如采用蓄电池脱机使用假负载放电，不仅拆卸繁琐，且不安全，事后还需拆卸安装再充电。为保证电池放电试验的安全有效，既能发现问题（落后电池、反极电池等），又能保证供电安全可靠（不造成过放电、短路、供电中断等）。这里推荐一种直接利用负载对电池放电的方法：即关断UPS交流输入开关，让蓄电池放电。由于UPS电源多用于重要的网络通信等系统中，负载变化幅度不大，所以用负载直接放电，其放电电流也基本不变，这样就可根据蓄电池的电压情况和放电情况确定放电终止电压，算出放电时间，以后每季度的放电都与此次记录相比较，并从中发现问题及时排除。

蓄电池的作业原理

1.蓄电池是一种将化学能与电能彼此变换的设备。

2.在充电时，电能变换为化学能，正极上的硫酸铅失掉两个电子后转变成二氧化铅，失掉的电子经过外线路上的负载转移到负极上，负极上的硫酸铅得到两个电子后转变成海绵状铅（Pb）。

3.在放电时，化学能变换为电能，整个进程正好相反。

4.上述进程用化学反响方程式表明即为：

蓄电池的密封原理

对惯例铅酸蓄电池，在蓄电池充电后期，充入的电流首要耗费在电解液中水的分化，导致在蓄电池的正极发作氧气，在负极发作氢气。这些气体从蓄电池中不断逸出，会导致电解液逐步失水，从而导致蓄电池功用下降，乃至电池干涸。因而惯例蓄电池需求守时补加水。

阀控密封铅酸蓄电池选用密封技能（或氧气再化合技能），即在规划上按捺氢气的分出，一起，使蓄电池充电后期发作的氧气在内部简直彻底再化合，无剩下气体排放。电池简直不失水，因而该电池在整个运用进程中不需补加水。

密封铅酸蓄电池充电后期曾经的进程和惯例铅酸蓄电池根本一样。但在蓄电池充电晚期或过充电进程中，蓄电池充入的电量根本用于氧气的再化合进程，此时在电池内发作的氧气再化合反响如下：

（1） 正极上的反响（氧气的发作）

2H2O → O2 + 4H+ + 4e- ①

在正极发作的氧气，穿过超细玻璃纤维（AGM）隔阂抵达负极外表并在负极发作一系列反响。

（2） 负极上的反响

2Pb + O2 → 2PbO ②

2PbO + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O ③

2PbSO4 + 4H+ + 4e- → 2Pb + 2H2SO4 ④

负极上总的反响为

O2 + 4H+ + 4e- →2H2O ⑤

经过以上反响，在正极上发作的氧气穿过超细玻璃纤维隔阂（AGM）传输到负极，彻底被负极所吸收；正极上所耗费的水（电解液），在负极上的反响③中又从头生成，穿过隔阂又回到正极（如图3-1所示），完成了H2O→O2→H20循环。负极活性物质经过一系列的反响，也完成了Pb→PbO→PbSO4→Pb的循环。使电池内剩余的气体发作和净的物质（H2O、O2、Pb、PbO、PbSO4）生成。因而，电池不需求补加水，能够密封免维护。因为在不正常运用等特别情况下，电池内反响平衡可能被打破，可能发作少数剩余的气体，电池装有安全阀，当电池内气压超越

必定数值时，安全阀打开，以便将剩余气体排出；当电池内气压低于必定气压时，安全阀主动关闭，以阻隔电池外部气体进入，故该类电池又称阀控式密封铅酸蓄电池。

容量

1.在必定的放电条件下（放电率、温度、停止电压）电池放出的电量就是电池的容量，容量的单位是安培小时（Ah）。符号表明为"C".

2.额外容量是规划和出产电池时，规则或确保在放电条件下，电池应该放出的极限的电量。GFM系列电池规则在10小时内放出的容量为额外容量，符号表明为"C10".FM系列电池规则在20小时内放出的容量为额外容量，符号表明为"C20".

3.实践容量是电池在实践运用的条件下放出的容量，当放电率不一起电池给出的实践容量也不同。

放电率

放电率即放电速率，表明电池放电时的电流强度的大小，一般以"小时率"或"倍率"表明。小时率是指以放电时刻来表明电池的放电速率。如"10小时率"和"0.1C10"都表明以额外容量的1/10的电流来放电，并可继续10小时。

内阻

电池的内阻是指电流经过电池时所遭到的阻力。正常蓄电池内阻值的单位是以毫欧姆（mΩ）表明。充放电时，内阻都将耗费电池的能量，所以内阻越小越好。

自放电

因为电池活性物质在电解液中的不安稳性，电池在储存进程中发作的容量自然下降的现象叫自放电。自放电率一般以规则时刻内容量下降的百分率表明。

浮充寿数

蓄电池作为一种备用电源，选用全浮充制运转时，在电池容量下降到某规则值之前，电池能正常作业的时刻称为浮充寿数，一般以"年"表明。

循环寿数

蓄电池经一次充电和放电，称为一次循环。在必定的充放电准则下，电池容量降至某一规则值之前，电池能正常循环的次数，称为蓄电池的循环寿数，一般以"次"表明。

充放电准则

在实践运用时，对蓄电池的作业环境温度、充电电流、充电时刻、放电电流、

放电时刻、放电停止电压等参数具体规则就是充放电准则。

蓄电池充电时的温度补偿

热是阀控式密封蓄电池的杀手。热对密封阀控式蓄电池的伤害有以下特色：

当环境温度超越25℃时，如不调整充电电压，将影响阀控式密封蓄电池的寿数，每升高10℃，阀控式密封蓄电池寿数将缩短50%.

为了部分抵消温度改变发作的影响，充电电压有必要运用温度系数进行校正。当环境温度升高时，充电电压有必要下降。当环境温度下降时，充电电压有必要升高。请注意，温度丈量须在阀控式密封蓄电池外表进行，以环境温度为基准，温度系数如下：

2V 电池 - 0.003V /℃x 阀控式蓄电池个数

6V 电池 - 0.009V /℃ x 阀控式蓄电池个数

12V 电池 - 0.018V /℃ x 阀控式蓄电池个数

不同环境温度下充电电压换算公式如下：

Vt=（T-25）×kt （式中Vt:t ℃时与25℃时充电电压差值；T:环境温度；kt:温度系数）