简要说明：易事特UPS电源牌的易事特UPS电源EA89120产品：估价：155，规格：EA89120，产品系列编号：1

易事特UPS电源EA89120

UPS 不间断电源是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压、恒频的不间断电源。在台站其主要作用是通过UPS系统，对播出系统的主要设备进行可靠而不间断的供电。UPS电源可以解决电源断电、电压下陷、电源浪涌、减幅震荡、电源干扰、电源突波、电源波动、交换瞬变及谐波失真等由市电电源质量差对设备造成的危害。

一、 UPS 不间断电源的工作原理

UPS电源按工作方式可分为后备式和在线式两种。后备式UPS电源在市电正常供电时，主机上的逆变器不工作，只是在市电停电时，才由蓄电池供电，经逆变器驱动负载，这种方式对市电品质没有改变。而在线式UPS电源却有所不同，在市电正常时，它首先将交流电变成直流电，然后进行脉宽调制、滤波，再将直流电重新变成交流电向负载供电，一旦市电中断，立即改为蓄电池逆变器对负载供电，因此，在线式UPS电源输出的是与市电电网完全隔离的纯净的正弦波电源，它能大大改善供电的品质，保护负载安全有效地工作。新一代UPS电源带旁路输出功能，并可组成热备份系统，以提高供电系统的可靠性和稳定性。

1、 UPS电源系统基本工作原理

UPS电源系统由4部分组成：整流、储能、逆变和开关控制。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高频开关整流器，本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能，从而当外电发生变化时(该变化应满足系统要求)，UPS输出幅度基本不变的整流电压。净化功能由储能电池来完成，由于整流器不能消除瞬时脉冲干扰，整流后的电压仍存在干扰脉冲，储能电池除可存储直流电能的功能外，对整流器来说就像一只大容器，其等效电容与储能电池容量大小成正比，由于电容两端的电压不能突变，即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰，起到了净化功能，也称对干扰的屏蔽。频率的稳定则由逆变器来完成，频率稳定度取决于逆变器的振荡频率的稳定程度。为方便UPS电源系统的日常操作与维护，设计了系统工作开关，主机自检故障后的自动旁路开关，检修旁路开关等控制开关。电网电压正常时UPS给负载供电，同时给储能电池充电，当突发停电时，由储能电池提供负载所需电源，维持负载正常的工作。

1.1电源工作原理

(1)、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。
(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和快速短路保护技术，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。
(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电源工作过程

市电正常时直流主回路有直流电压，供给DC—AC交流逆变器，输出稳定的交流电压，同时市电对电池充电。当市电欠压或掉电，则由电池组向直流回路馈送电能。从电网供电到电池供电可实现无缝隙切换。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。当严重超载(超过200％额定负载)时，不间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，重新开机即开始恢复工作。为使不间断电源安全工作，避免过载运行，应留有一定的负载余量。

2、UPS的性能与指标

2.1供电环境对UPS的要求

作为电网与负载的中间环节，UPS要适应当地电网环境，并且在运行中不能对电网产生不良影响。
对电网环境的适应能力：UPS对电网的适应能力主要指电网电压的变化、频率变化、波形失真和各种干扰情况下UPS的运行能力。根据我国电网情况，UPS允许的电压变化范围一般为±25％，而且我国电网电压的频率也存在着不稳定的因素，UPS必须在50Hz±5％范围内能正常运行，特别是UPS输入端有降压变压器的波形畸变干扰时，UPS的输入端要有较强的滤波和抗干扰功能。
防止UPS对电网的污染：UPS电路中的主要功率部件是逆变器，它产生的高频干扰最有可能反馈到电网中去。因此，UPS电路本身应该具有去耦、滤波电路。逆变器的前级是整流电路，直接面对电网的污染。所以，技术人员提出了输入功率因数校正措施，实际是一个有源滤波器。

2.2 UPS的输出应满足不同负载要求

UPS各项输出性能指标应不低于或优于电网电压的正常指标。
输出电压额定值：我国一般的用电设备是交流单相220 V、三相380 V，50 Hz。
输出容量：一般用VA或KVA表示额定容量，使用时充分考虑效率。当功率因数只有0.6～0.8，负载有非线性成份时，要留有余量。
输出电压稳定度：一般在3％～5％。
输出电压频率稳定度：一般小于3％即可，当前大多数品牌都能达到±1％。
三相输出时，要求UPS在不平衡负载(100％)下工作时，输出电压三相不平衡度应小于2％～3％，相位差120°±2°。
输出电压波形总谐波失真度：一般应限制在3％～5％内。
过载能力：局部供电配置的UPS容量是有限的。与电网直接供电比较起来UPS的过载能力还很低。
UPS的平均无故障时间应在几万至十几万小时，但这是一种理想情况，实际上元器件和部件的质量、整机配置、生产工艺、运行环境和维护水平都直接影响它的可靠性。

二、 UPS电源的使用与维护

实践表明，UPS故障有60％是使用或管理不当造成的。因此，全面地掌握UPS的使用技巧，是延长UPS使用寿命，提高系统可靠性的重要环节。

1、UPS电源的使用

1.1严格遵守开关机程序和要求

开机，UPS内部的功率元件都有一定的额定工作电流，冲击电流过大，会使功率元件寿命缩短甚至烧毁。因此开机时应先开启UPS的市电开关，再逐一打开负载。先开冲击电流大的负载，再开冲击电流小的负载，最后开启UPS前面板开关使UPS处于逆变工作状态。开机时决不能将所有负载同时开启，更不能带载开机。
关机。UPS不允许带载关机。应先关闭负载，让UPS空载运行几分钟，待机内热量排出后，再按与开机相反的顺序关闭UPS。

1.2 UPS所带负载功率

UPS的最大负载最好控制在80％额定输出功率内。实践证明将UPS的负载控制在标称功率的30％～65％之内为最佳，最高不超过85％，不要把一些根本就没有必要进行电源保护的设备连接到UPS上，额外加重UPS运行负担，缩短使用寿命。
严格控制负载类型，在UPS的输出端接人感性负载如风扇、空调、打印机及其它通过大功率降压变压器工作的用电设备往往会超过额定电流的3～6倍，从而引起UPS瞬时超载，也不宜带可控硅桥式整流或半波整流式负载等。

1.3工作温度及供电条件

UPS的电池对温度要求较高，尽量不要超过15℃～30℃。为了确保UPS使用安全，与UPS相连的配电柜应使用空气开关。UPS输入端的电源电压、波形、频率、幅度等也必须满足要求，否则容易造成工作异常或损坏。

2、UPS电源的维护

为了提高供电系统的可靠性，除应正确选用UPS外，还要按照正确的方法认真做好日常维护工作，减少故障率，延长其使用寿命。

2.1主机维护

应尽量使UPS工作在清洁的环境中。空气中漂浮的灰尘进人UPS，会对其内部器件造成腐蚀或短路，从而影响UPS的正常工作甚至损坏。对于环境较差的机房，应每半年或一年对UPS内部进行除尘和检查，以防止尘埃聚集或大功率器件散热片松动，使机内温度升高影响UPS正常工作。

2.2负载连接

UPS的连接是一个十分重要的环节，由于组合电池组电压很高。存在电击危险，因此装卸导电连接条和输出线时应有安全保障防止电池接线柱以及连线之间发生短路，使用的工具应绝缘良好，特别是输出接点应有防触摸措施。UPS接入电路时应严格按照规定的极性，以及零线、火线、地线顺序和标识等进行连接，对于三相UPS还应确保相序准确。

2.3蓄电池保养维护

目前使用的UPS蓄电池主要是阀控式铅酸蓄电池。在实际应用中因电池故障而导致UPS不能正常工作的机率达30％以上。因此，正确使用及维护好蓄电池是至关重要的。

2.3.1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1%，而温度过高（大于30℃）其寿命就会缩短。目前常用的M型密封式铅酸蓄电池的使用寿命大约为3～5 年。
2.3.2 对于大多数UPS电源来说，当蓄电池每次放电后，可利用内部充电回路进行浮充。为保证蓄电池重新置于饱和充电状态，一般需要充电10～12 小时。充电时间不够会使蓄电池实际可供使用的容量远远低于标称容量。
2.3.3在市电电压低于350V 时，部分UPS电源已经不能利用内部充电回路对蓄电池进行饱和充电了。另外，要防止蓄电池短路或深度放电，深度放电会造成电池内阻增大甚至失去充电能力，放电能力越深，循环寿命越短。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。
2.3.4为保证蓄电池具有良好的充放电特性，长期闲置不用的UPS 电源，每隔一段时间须对电池充电一次，蓄电池的充电间隔时间与环境温度密切相关，温度越高充电时间间隔越短。若是UPS恢复使用，在重新开机使用之前，最好先不要加负载，让UPS电源利用机内的充电回路对蓄电池浮充10～12 个小时后再进行使用。
2.3.5UPS长期处于市电供电状态时，每间隔3个月左右人为关闭市电，让UPS电池对负载放电一次，以激活蓄电池的充放电能力，延长其使用寿命。电池如果长期没有放电，不仅会因硫化而降低容量，还会造成UPS电池瞬间不能输出足够大的电流使负载掉电。一般人为放电只需放出电池组额定容量的30%～50%即可。在放电过程中应避免过大或极小电流放电，否则会造成电池使用寿命的快速缩短和电池内阻的反常增大。放电电压不得低于蓄电池的终止电压，避免电池深度放电。充电要避免过电流充电和过电压充电。前者会损坏电池内部正负极板使电池电量下降；后者会使电池中电解液的水大量电解，使电解液浓度增大，导致蓄电池寿命缩短甚至烧坏。放电期间要做好测试记录，供日后对比。
2.3.6不能把不同容量、不同厂家、不同性能的电池组串联在一起，否则会影响整组蓄电池的性能。对蓄电池组中的各电池每隔4～6个月检查一次，检查项目包括：整组电池的浮充电压，单体电池浮充电压，整组电池的放电电压，单体电池的放电电压。注意在测单体电池电压时，应在电池放电状态下进行，否则测得的结果会是假电压，经验做法是在测量时，万用表两端并联一个1～3 欧姆的电阻丝。若单个电池的端电压低于其最低安全电压或电池内阻大于80 mΩ时，应及时更换或进行均衡充电。并做好记录。
2.3.7UPS在电池供电状态下，会因电池电压过低而自动关机。此时不能再开机继续使用，以免电池因过度放电而损坏。
2.3.8定期清除蓄电池表面的尘埃，检查连接处有无松动、发热和腐蚀现象，发现腐蚀现象及时清理，作防锈处理措施，检查电池壳体有无渗漏和变形，发现问题及时处理或更换。

三、结束语

随着广电事业的发展，安全播出对UPS的要求越来越高，UPS电源技术也将不断完善。掌握其原理，正确地使用与维护，可减少其故障率、延长其使用寿命，避免因供电问题引发重大事故。

易事特UPS电源EA89120

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