工业用UPS使用中注意的几个问题

(1.内蒙古电力(集团)有限责任公司 调通中心调度处，内蒙古 呼和浩特 01 0020；2.内蒙古丰镇发电厂，内蒙古 丰镇 012100)
摘 要：文章对工业用UPS在使用中出现的普遍问题进行 了分析，并提出处理意见。
关键词：UPS；选型；电源选择；检修维护
中图分类号：TM72  文献标识码：A  文章编号：1007—6921(2009)03—0284—01
 1 UPS的选型

UPS按工作原理来分主要有两种类型——在线式(动态)和后备式(静态)。在线式UPS在电 网供电正常时，输出经过逆变器，能实现在线连续供电，但由于逆变器长期连续工作，故其 效率和可靠性要低一些，并且价格很高。后备式UPS在电网正常时由电网直接对负载供电， 同时经整流器对蓄电池组进行浮充；当电网突然断电，将自动切换到蓄电池组对逆变器供电 。后备式电源价格较低，且逆变部分寿命较长，但在电网突然停电时有一段切换时间才给负 载供电。因此对要求较高的负载难以起到及时的保护作用。一般来说应选用在线式UPS，以 满足重要设备稳定运行的需要。

按功率大小，UPS可分为中大功率(＞10kVA)和小功率(≤10kVA)两种，工业用UPS一般为 中大功率。选择UPS的容量时要注意以下几点：①在按有功功率选择UPS的容量时要注意UPS 的功率因数一般为0.8；②UPS的负载率一般不应超过其额定容量的80%；③蓄电池组的选择 ，一般UPS的标准后备时间有10min和30min两种，如有特殊要求可适当调整蓄电池的单只容 量和并联的组数，这样就需要相应调节UPS对蓄电池组的充电电流。
2 UPS的输入/输出电源选择

大中型在线式UPS的输入电源形式有三相三线制和三相四线制两种。三相四线制输入的UPS， 其旁路电源直接取自输入电源。三相三线制输入的UPS，当输出为单相交流220V时，需要有 一台单相380V/220V的旁路变压器。选择什么样的输入电源，要根据低压供电系统的接地运 行方式来确定。在双电源供电系统中，UPS的整流输入电源和旁路输入电源最好取自不同的 供电电源，以增加UPS运行的可靠性。

如低压动力系统为IT系统，动力变压器中性点经阻抗接地，系统不配出中性线。照明部分为 TN系统，照明变压器中性点直接接地，照明变压器一次侧电源取自动力变压器二次侧。照明 电源柜主断路器经常因接地保护动作而跳闸。若选用三相四线输入的UPS，一种办法是输入 电源取自照明电源柜，而照明电源柜主断路器的经常跳闸给UPS的安全供电带来极大的威胁 ；另一种办法是电源取自低压动力回路，但必须增加输入隔离变压器以配出中性线，这样就 增加了不必要的设备投资，而且整流输入和旁路输入不能取自不同的电源。所以，可采用三 相三线制输入的UPS，且所需单相380V/220V的旁路变压器同三相隔离变压器相比价格便宜得 多，体积也小得多，可直接安装在UPS柜内。UPS的输出电压一般为单相或三相四线制交流22 0V，也有三相三线制380V。当有些负载需要其他电压等级时，需另加输出变压器变压。
3 环境温度的要求

UPS对环境温度的要求较高，一般为0～40℃，最佳温度为25℃±5%。夏季气温最高时可达35 ℃以上，若通风不好，设备本身运行所产生的大量热量不能及时散去，将使UPS室内的气温 迅速上升，若超过55℃，一般来说逆变器在这个温度下将停止工作，而且，温度的高低还影 响到蓄电池的工作状态。密封铅酸蓄电池是按20℃标准充放电曲线设计的，温度过低，影响 蓄电池的输出能力；温度过高会缩短电池寿命，一般温度每上升10℃，电池寿命减少40%。 所以UPS室需要安装空调器来调节室温。
4 蓄电池的检修与维护

UPS一般都配用各种品牌的密封性铅酸免维护蓄电池。虽说是“免维护”，实际上许多蓄电 池仍需要适当的维护。要保证蓄电池的特性不变，温度条件要适当，而且免维护蓄电池仍需 要定期充放电，这样可以提高电池的使用寿命。但是蓄电池的定期充放电有一定的难度。现 在所使用的UPS蓄电池有的是一组，有的是两组。若是两组并联式并分别受两个蓄电池开关 控制，那么这样的蓄电池充放电就比较容易，而且可以分别进行。若只有一组蓄电池，并将 此蓄电池组退出运行，在充放电期间(3天左右)，如果发生意外情况，UPS将失去它的保护作 用。为此，笔者所在单位的电力检修部门专门准备了一套可移动的、容量及电压可调的蓄电 池组。把这套蓄电池组(电压等级要同原蓄电池相同)挂接在UPS的直流母线上，将原蓄电池 组退出运行、进行充放电试验时，可保证检修蓄电池时UPS仍能可靠工作。

根据经验，对UPS蓄电池组每年进行一次充放电试验即可。蓄电池放电时，放电电流可按交 流断电、蓄电池向逆变器供电时蓄电池所需要输出的电流值作参考，并可根据蓄电池的放电 曲线、额定容量的大小及放电电流的大小确定放电时间。每次放电逐只检测电池电压，发现 不符合要求的取下来单独充电(可用直流稳压电源作充电器)，充电电流为02C10(C10为1 0h放电率)；充电电压根据电池型号确定。若经2～3次充放电后性能仍不能恢复，则需要更 换蓄电池。
5 运行及故障信号的引出

UPS得以广泛应用的原因在于它的供电可靠性，但不能因其可靠性高而忽视对其运行状态的 监视。下面举一台额定容量为20kVA的UPS的事故案例。该UPS处在正常运行状态时，交流输 入电源经整流器和逆变器给负载供电，蓄电池处于浮充状态。在检修UPS输入电源所在的低 压开关柜上的其他设备中，检修人员不小心将C相电缆从低压抽屉柜的输出端子中脱落，导 致UPS输入缺相，蓄电池放电至终了电压后，逆变器停止工作。此时，旁路电源也没有，UPS 彻底无输出。这里需要注意两点：①蓄电池组放电(据分析，蓄电池放电时间在1h以上)， 值班人员如能及时发现并在蓄电池组放电完毕前恢复输入电源，停电事故可避免；②蓄电池 组放电完毕，若旁路电源正常，UPS同样会无间断转到旁路供电。事后应在技术上采取措施 ：改变输入电源接线方式，旁路变压器的电源取自另一段系统电源，从而将主机电源和旁路 变压器电源分隔开来；将UPS的运行及故障信号引到电气主控室，以便值班人员及时发现问 题，排除故障。