第一篇：UPS技術報告

一、UPS基本原理：

1、通用要求: 輸入額定電壓：

交流電壓：單相，220V/50Hz 直流電壓：110V(110V直流系統)或220V(220V直流系統)。

額定輸出電壓及頻率：單相 220V/50HZ

2、原理

UPS目前分為后備式、在線式和在線互動式，目前工區所轄變電所內UPS有后備式和在線式： 后備式：

交流電由交流屏過來，經交流輸入空開引入UPS裝置，直流電從直流屏過來，經直流輸入空開引入UPS裝置。交流輸入空開、直流輸入空開、旁路輸出空開均合上，旁路維修空開分開（UPS檢修時用，運行人員不操作）

正常工作時，交流輸入經濾波后，供給交流輸出，逆變器不工作

當交流電源異常，UPS內靜態開關自動切至逆變回路(切換時間一般為4ms)，由直流逆變成交流輸出

有的變電所為節省空間，沒有專門的UPS屏，UPS裝置放在直流屏或其它屏柜內。交直流輸入直接進裝置，沒有空開。

優缺點：由于正常時逆變器不工作，逆變器的壽命相對較長，故障機率較小，但正常情況下，負載由市電電源供電，波形質量不高，且有切換時間。

在線式，一般為進口APC

如圖，交流電由交流屏過來，經交流輸入空開、旁路輸入空開引入UPS裝置，直流電從直流屏過來，經直流輸入空開引入UPS裝置。交流輸入空開、直流輸入空開、旁路輸入空開、交流輸出空開均合上，旁路維修空開分開（UPS檢修時用，運行人員不操作）

正常工作時，主輸入交流經過整流變為直流，再經逆變器逆變成純正的正弦波交流輸出； 當主交流輸入失電或整流器故障，直流輸入經逆變輸出，并實現0 時間切換；

當逆變器故障時，UPS內部靜態開關自動切至旁路，實現旁路工作。

優缺點：在逆變器沒有故障時，負載均由逆變器供電，波形質量高，并可實現0 時間切換。不管在市電輸入正常還是由直流逆變供電時，逆變器始終在工作狀態，故障機率相對較大。

區分:在線式交流輸出正常由逆變器提供，后備式交流輸出正常由市電直接供電；在線式有旁路輸入，后備式沒有旁路。

說明：由于工區所轄變電所之前采用進口在線式UPS，如APC等，有旁路輸入開關和旁路運行信號，后來采用國內的后備式UPS，如前進變的深圳市英微特電子技術有限公司IVT系列，設計院圖紙仍沿用原來的設計，有旁路輸入開關，當地有旁路運行信號，但旁路無接線，且輸入開關目前放至分開位置，不影響運行。

3、UPS負荷：計算機監控系統，電能計量系統及其他不允許斷電的自動裝置

二、巡視要求：

1、后備式：交流輸入空開、直流輸入空開、交流輸出空開及各負荷空開合上（沒有空開的不用檢查）；UPS裝置面板：“市電”指示燈、“工作”指示燈亮；“偏壓”指示燈、“過載”指示燈、“故障”指示燈不亮，如圖所示：

2、在線式：交流輸入空開、直流輸入空開、旁路輸入空開、交流輸出空開及各負荷空開合上；UPS裝置面板：AC INPUT(交流輸入)、INT OUTPUT（交流輸出）燈亮；BAT LOW（偏壓）、OVER LOAD（過載）、FAULT（故障）燈不亮，如圖所示

三、事故處理：

監控端的信號為UPS異常： 到現場檢查后臺機信號：

UPS交流故障：UPS交流輸入異常，檢查所用電是否正常，檢查交流輸入空開及UPS負荷有無跳閘。若有空開跳開，檢查跳閘回路無明顯異常，試送一次，仍跳開，不再合上，向上級匯報。

UPS系統故障: 檢查UPS裝置面板信號燈有無異常，向上級匯報。

UPS低電壓： UPS直流輸入異常，檢查直流輸入空開有無跳閘。若有空開跳開，檢查跳閘回路無明顯異常，試送一次，仍跳開，不再合上向上級匯報。

UPS旁路運行（在線式有此信號）：檢查交流輸入開關、直流輸入空開及UPS負荷開關有無跳閘，以及裝置有無告警。若裝置無告警，空開跳閘，檢查跳閘回路無明顯異常，試送一次，仍跳開，不再合上，向上級匯報；若裝置告警，向上級匯報。

第二篇：UPS技術報告

UPS使用技術報告

專 業：

班 級：

學 號：

姓 名：

指導教師：

11/12下半學期

目錄

摘要................................................3

一、UPS技術方案....................................3

（一）后備式結構(包括后備方波和后備正弦波)UPS....3

（二）在線互動式UPS...............................4

（三）三端口式UPS.................................4

（四）雙變換在線式................................4

二、UPS采用的先進技術..............................5

（一）采用絕緣柵極型晶體管（IGBT），作逆變功率器件 5

（二）微處理器數字化控制..........................5

（三）控制實施通道...............................5

（四）高速數據處理結構...........................6

（五）控制和診斷軟件..............................6

（六）電池自動測試與維護系統.....................6

三、提高UPS可靠性的幾種方法

.......................6

（一）主/從串聯熱備方式...........................6

（二）初級式并聯..................................7

（三）高級并聯方式................................8

四、蓄電池系統.......................................9

（一）蓄電池特點..................................9

（二）蓄電池用途..................................9

（三）關于電池的建議..............................9

五、UPS電池放電功率計算公式.........................9 參考文獻........................................10

摘要

隨著微型計算機應用的日益普及及信息處理技術的不斷發展，對電網供電質量提出了更高的要求。一是要解決市電中斷或時變對計算機等負載產生的不良影響，二是要保證輸出優質的正弦波。因此，引入了一種新型的不間斷電源技術（Uninterruptible Power System,簡稱UPS）。

UPS是一種含有蓄能的裝置（常用蓄電池蓄能），以逆變器為主要組成部分的恒壓，恒頻電源設備，主要用于給計算機，計算機網絡系統或其他電力設備提供不間段的電力供應。當市電正常時，UPS將市電整流通過逆變器或直接穩壓后供給負載使用，此時，UPS就是一臺交流穩壓器，同時還向機內的蓄電池充電。當市電發生中斷等情況時，UPS立即將電池的電能通過逆變轉換的方法向負載繼續供電，使負載維持正常的工作，并保護負載，硬件不受損壞。

UPS是一種向負載提供不間斷，優質，高效，可靠的交流電能，并且具有保護和監視監控功能的供電設備。UPS對于計算機及其網絡，通信，金融，電力，交通，國防及高等院校，科研院所等部門的供電起著關鍵的作用。

一、UPS電源技術方案

用什么樣結構形式的UPS，是使用者在選用時要考慮的首要因素，所以弄清各種類型UPS的結構形式和性能特點，正確評價其優缺點，就成為UPS廠商、經營者和用戶必須關注的問題。如圖1所示。

（一）后備式結構(包括后備方波和后備正弦波)UPS 在市電正常時，逆變器不工作，市電電壓經智能調壓后直接送負載，所以它有下列特點： 1.常規輸出電性能指標取決于智能調壓，指標比較，220V±10%，但能滿足負載要求。2.在市電失壓和恢復的過程中，輸出電壓存在切換過程，一般可控制在10ms以內，不影響負載供電。

3.逆變器只在市電異常時電池供電才投入運行，市電正常時，它處在后備狀態，因此整機輸出能力強。

（二）在線互動式UPS 它的工作過程與后備式相近，一般是智能結構，由MCU控制, 與后備式無本質的區別，差別在于雙向變換器取代后備式的逆變器和充電器，市電正常時，AC/DC變換給電池充電。市電異常時，DC/AC向負載供電。它同樣具有后備式電路簡單、可靠性較高和輸出能力強的特點，市電一電池轉換時，輸出電壓的切換時間也比較短（一般小于4ms），適用于小功率UPS用戶。

（三）三端口式UPS 它在主電路中串聯有工頻電感L，逆變器也是雙向工作，輸入輸出電壓的關系是 Uin-UL= Uout，三者之間有相位差。通過改變逆變器中電流的幅值和相位，就可改變電感L上的電壓幅值和相位，以便在輸人電壓變化過程中，保持輸出電壓的穩定。特殊的結構形式決定了它的特點：

1.逆變器處于在線工作方式，隨時監視并參與對輸出電壓的調整，保證輸出電壓穩定，當市電失壓時，斷電時輸出電壓切換時間為其輸入切換開關動作時間，輸出能力強，穩態精度好，但輸入電壓范圍較小。

2.由于輸入輸出電壓之間是通過改變相位關系來調整的，所以輸入功率因數低，當輸入電壓高和輕載時呈感性，輸入電壓低和重載時呈容性。

3.由于輸人輸出電壓有相位差，UPS旁路時會出現間斷，所以三端口式也只能適于小功率UPS用戶。

(四)雙變換在線式(按照結構可以分類為高頻線式UPS和工頻線式UPS)：

第一個變換器（AC/DC）通常為整流或可控整流電路，將交流轉換成直流并向電池充電，同時向第二個變換器提供100%負載功率的直流電能，第二個變換器（DC/AC）為逆變器，它把直流電能轉變為符合負載要求的交流電，當市電失壓時，直流電能由電池供給。雙變換在線式UPS應用廣泛，特別是大功率UPS，多采用這種形式，它的特點如下：

1.在線式正弦波輸出UPS，由于在線式UPS無論是在市電供電正常時，還是在市電供電中斷期間，它對負載（微型計算機）的供電均是由UPS的逆變器提供的。正因為如此，這就從根本上完全消除了來自市電的任何電壓波動和干擾對負載工作的影響，真正實現了對負載的無干擾穩壓供電。顯然這點不是任何一種抗干擾交流穩壓電源所能解決的。目前，市場上銷售的在線式UPS，當外界市電電壓變化范圍為180V－250V時，一般它的輸出電壓穩定精度可達220V±3%，正弦波的工作頻率穩定度為50HZ±1%，甚至更高。波形失真度均在＜3%范圍內。當市電供電中斷時，在線式UPS能實現對負載的真正不間斷（零間斷）供電。

2.在線式UPS同后備式UPS相比，它有優良的輸出電壓瞬態特性。一般在0～50%，50～ 4 100%負載加載或100%～50%，50%～0負載減載時，它的輸出電壓變化范圍≤5%，這種變化的持續時間一般為小于100ms。在線式UPS一般采用20kHZ左右的PWM脈沖寬度調制技術，所以噪音都比較小，一般噪音小于50dB。

3.工頻在線式UPS的控制線路設計中，由于采用了輸入變壓器、輸出變壓器及光電耦合器件等技術手段，這樣它將“強電”驅動部分與“弱電”控制線路部分從電的角度隔離開來，因而線路工作的可靠性得到了較大的提高，這種UPS技術成熟，故障率一般很低。所以中大型UPS(一般6k以上)用戶最好采用工頻在線式UPS。而對一般小型系統UPS用戶可采用高頻在線式UPS，因為高頻在線式UPS采用高頻變換技術，成本相對較低，但可靠性比工頻在線式UPS略微差點，EMI干擾較大。

二、UPS采用的先進技術

（一）采用絕緣柵雙極型晶體管（IGBT），作逆變功率器件 其主要特點如下：

1.大大降低逆變器換流損耗以及交流濾波器的損耗，因此，逆變器的效率提高，整機效率可達94%～96%；

2.由于IGBT的開關頻率在20 KHz～50KHz，明顯提高了逆變器的性能，使輸出電壓諧波含量大為減少（<1.5%），動態響應更好；

3.IGBT用于電壓控制器，驅動電路簡單，同時它有正方形的開關安全工作區，并有高的峰值電流容量，使逆變器可靠性進一步增加；

4.由于IGBT逆變器的高頻化，減小輸出交流濾波器的尺寸，也相應減小了損耗，使整機體積小，噪音低；

5.高可靠，長壽命。

（二）微處理器數字化控制

控制系統采用先進的計算機數字控制技術及模擬量計算機控制技術，即通過主/協結構完成系統控制。

系統由整流/充電器、逆變器、靜態開關3個協處理器單元和一個模擬量計算機單元承擔其所有的數據采集，模擬運算功能調整等工作，然后送到主處理器進行集中控制，綜合處理，記錄存檔和顯示最終處理信息。借助這種計算機高速數據處理技術，充分發揮其系統硬件和軟件特點，提高UPS實時控制、保護和監測能力。

（三）控制實施通道

目前UPS的硬件系統基本上是由整流器、逆變器、靜態開關三大部分加上微機系統所組成，其數據采集是通過極為精確的霍爾器件，以及最新高速A/D轉換器，將模擬信號轉換成數字形式，最終納入協處理器和主處理器通道。根據UPS功能和用戶需要，這些信號將用來實現UPS控制，調整，監測和保護之目的。

分布在UPS三大部分的霍爾傳感器采集兩類信號：開關信號主要反應各部件開關操作，保險開關操作，熱繼電器等的工作狀態；模擬信號反映輸入、輸出、電壓、電流、頻率以及充電電壓、電流等參數。

（四）高速數據處理結構

UPS控制系統中，采用計算機高速數據處理的主/協結構，增加數據采樣點及數字控制診斷軟件，高速A/D、D/A轉換設計。UPS運行異常往往反映在各主要波形異變上，因此，對于各點取樣的模擬信息必須先進行A/D轉換，驅動執行機構完成最終控制。

（五）控制和診斷軟件

控制軟件實現各類信號的采集，處理運行狀態的自動監測、調整以及管理功能。診斷軟件是故障診斷的專家系統。UPS出現異常后，該系統能迅速對故障進行診斷，推理，判明故障部件，通過顯示器（或燈光，聲音）報告給使用者，以便維修。同時自動記錄信息，生成信息檔案。

（六）電池自動測試與維護系統

蓄電池是UPS的貯能裝置。由于電池故障引起UPS系統故障的比例較高，所以對蓄電池的測試及故障診斷，顯得尤為重要。電池測試維護軟件定期自動檢測電池性能參數，為使電池處于良好的工作狀態，每隔一定周期中斷UPS交流輸入，使電池組帶載放電，激活惰性，保持電池組原有容量。在電池放電時，自動檢測電池后備容量和電壓，顯示屏顯示檢測參數，當電池組容量下降10%時，自動結束測試，以免過放電。若測得電池電壓高于或等于最佳值時，則顯示“電池正常”；反之，則顯示“電池故障”，并有聲、光報警，后備時間可能減少。

三、提高UPS可靠性的幾種方法

通常用兩臺或兩臺以上的單機，構成雙機或多機UPS系統，提高電源供電的可靠性，使在單臺UPS發生故障的同時，不會發生UPS中斷供電的情況。下面幾種連接方式，是目前常見的幾種：

（一）主/從串聯熱備方式，如圖2-1所示。

圖2-1 主/從串聯熱備方式

早期一般采用這種方式，它的特點是連接成本較低，技術簡單，雙機冗余提高了UPS電源供電系統的可靠性，但存在一些弱點：

1.UPS本身發生故障時，可能無法切換而造成輸出中斷

當UPS內部電源板或電源模塊發生故障時，UPS會立即停止工作，輸出中斷。此時，UPS也不可能再從靜態開關轉向旁路。這種情況發生在主UPS機上，這時既使UPS是好的也無濟于事，整個計算機系統的供電將被中斷。

當UPS控制電路出現問題時，逆變器燒毀瞬時（此時不滿足切換條件）及一些其它原因，也可能會出現靜態開關打不開而造成中斷。

2.切換瞬時輸出出現間斷

UPS為保證輸出波形連續，采用先合后斷技術，即旁路通過靜態開關與逆變器輸出有一疊加過程，以保證輸出無間斷，但這兩路電壓必須滿足頻率，相位，電壓幅值完全一致，否則，將有可能造成切換過程中輸出的不連續。

頻率正常的情況下，主UPS的負載一般為感性負載。從UPS為空載，而在電網頻率偏離UPS跟蹤頻率范圍時，UPS將啟動自身晶體振蕩器，由于兩臺UPS為獨立系統，無法進行“鎖相”跟蹤，如在此時發生切換過程，輸出波形將會有更大 輸出間斷時間。特別在主UPS逆變器發生故障，強行切換時，由于無法進行正常跟蹤，將有可能出現較大的間斷間時，甚至切換失敗。

3.在供電系統中，增加了兩個公共故障點

一旦主UPS靜態開關出現故障，此時又要求切換則會造成負載供電中斷。發生過載時，主/從UPS將依次轉旁路，這時UPS的靜態開關如出現問題，也將造成輸出中斷。

4.設備使用效率低

在整個供電過程中，始終有一臺UPS長期閑置不用，使用效率低，并且備份UPS的電池長期處于浮充狀態下，電池無法放電，電池壽命大大縮短。可以增加一個主、從轉換裝置，定期將主機與從機進行轉換，對主從機的電池輪流充放電，解決此問題。但是在主從轉換過程中，從機處于空載運行狀態，一旦出現切換過程，負載量將從0突變到100%，整流器和逆變器將受到大電流沖擊，易于損壞，影響正常輸出，甚至斷電。

5．維修困難

當主機發生故障，切換到從機供電時，用戶負載不能停機，無法關閉UPS進行維修。一旦從機出現故障，會造成整個供電系統中斷。

（二）初級式并聯。如圖2-2所示。

圖2-2 初級式并聯

初級并聯方式是幾臺（一般兩臺）UPS共用一組靜態旁路開關，同時增加并聯柜以平衡負載電流方式實現并聯。由于一般UPS控制系統多為模擬反饋電路，其輸出參數及特性隨溫度、元件參數及器件的老化而漂移，同時由于各UPS一致性較差，故這種類型的UPS無法直接并聯。為了提高供電系統可靠性，需要將UPS并聯使用時，為確保各并聯UPS之間輸出參量的一致性，達到同步運行的目的，要增加一個并聯柜，即在原基礎上增加一些檢測環節。同時為達到并聯UPS切換的一致性，必須將原有的各靜態線路開關拆除，共用一組靜態開關。這種并聯方式雖然比單臺或串聯熱備份方式在可靠性等方面有較大的提高，但存在以下弱點：

1．由于這種方式僅有一組靜態開關，沒有冗余備份，當靜態開關本身出現問題時，整個供電系統就不能夠正常輸出，造成輸出中斷；

2．當平衡檢測環節（即并聯柜）出現故障時，各UPS間有可能產生環流而造成逆變器燒毀；

3．當負載為非線性負載，尤其是波峰因數較差的計算機或電機等負載時，因各UPS內部反饋系統參量瞬間調整，彼比互相沒有關聯而造成UPS動態一致性較差，因此會短時出現很大的環流，有可能造成逆變器的燒毀。

（三）高級并聯方式，如圖2-3所示。

圖2-3 高級并聯方式

此種方法無任何獨立部件，全部并聯冗余，實現了真正并聯，且在此系統中無需任何額外附加并聯柜，可靠性極高，是目前并聯技術的發展趨勢。由于采用冗余式并聯，負載分配均勻，設備利用率很高。

高級并聯工作方式，是由并聯通訊板實現的，工作方式相當于計算機的并行工作原理。其中一臺主機為導航UPS，假設為1#機。整個并聯系統由導航UPS發出脈沖控制所有并聯的UPS工作（最多可并聯6臺），這時各UPS相應器件相當于并聯工作。當導航UPS（1#機）出現故障或未開機時，2#機自動升為導航機，控制其它UPS，在1#機恢復正常后，又由其進行控制。而當其它UPS出現故障時，自動退出。這種連接方式優點是所有UPS均由一臺UPS控制信號所控制，這樣既可保證各UPS間輸出參量及動態特性完全一致，又徹底解決了初級并聯不可避免的內部環流問題，以及靜態旁路開通和跟蹤一致性的問題。

由于這種并聯通訊工作方式具有連接簡單，可靠性高，動態性好等優點，已開始被廣泛采用。但是此并聯方法對UPS自身技術要求較高，有些UPS很難采用這種技術。

以上介紹了UPS的技術性能，分析了UPS的可靠性，目的在于掌握UPS的技術，更可靠地使用UPS電源，確保供電系統連續不間斷地提供高質量的電源。

四、蓄電池系統

（一）蓄電池特點：

1．密封：全密封設計無電解液滲漏、運輸和安裝使用都很方便。

2.安全：蓄電池有安全閥，并且不易產生氣體，遇火不會爆炸，安全防爆。3.無需維護：由于全密封設計生產和基本不分解水，從使用起不需加水維護。4.自放電低：采用新型合金、高等級原材料和先進的制造工藝，常溫下貯存期可達6個月。

5.使用和貯存環境溫度范圍寬：從－30℃～60℃。

6.無需均衡充電：在正常工作情況下，以恒壓充電不需均衡充電。

7.使用壽命長：25℃環境條件下，全浮充正常使用壽命6FM系列可達5年以上，GFM系列可達10年以上。

（二）蓄電池用途：

1.郵電通信設備（程控交換機、微波通訊、移動通信、光纖通信等）。2.大型UPS及計算機備用電源（金融系統、辦公設備、計算機房等）。3.電力系統（發電廠、水電站、輸變電站、風能及太陽能發電設備等）。4.應急照明系統、消防安全及報警、監視系統備用電源。5.航天、航空、航海、鐵路、公路交通運輸及電儲能。6.電子開關及控制系統。7.峰值負載補償儲能裝置。(三)關于電池的建議： 1.必須：

使用前必須檢查電池外觀；存儲電池在陰涼處(溫度最好不超過200C或6800F)；把存放起超過三個月的電池加以適當的補充電；充電時要在通風良好的環境中進行；把電池牢固地安裝在設備機箱內

2.切勿：

將電池放在靠近火源的地方或焚燒電池；將電池短路；將電池放在密閉箱內使用；野蠻裝卸電池；使用跛裂或漏夜的電池；過度震動和搖晃電池；

五、UPS電池放電功率計算公式：P=(W×a)/(n×η)P：電池放電功率，單位－瓦/單體(Watt/Cell)； W：UPS功率； a：UPS功率因數； n：2V電池單體數量； η：電池逆變效率；

參考文獻

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第三篇：UPS問題報告

000000渤海五公司電力電子調試班

關于UPS問題紀要

隨著我廠生產規模的不斷擴大，控制各生產裝置的DCS室都安裝了UPS（不間斷電源），然而UPS能否為負載提供高可靠、高質量的電源，將直接影響生產裝置的安全生產。近年來石化企業因UPS故障而停工的事故時有發生。為了使我廠盡量避免此類事故的發生，我們認為應從以下幾個方面考慮：

1、UPS的運行環境

運行溫度：0С～28С,考慮電池運行的最佳條件，溫度為15С～25С。儲存溫度（不帶電池）：-20С～+65С。

相對濕度：50%左右最佳。

音響噪音：小型45～50dB、中型50～55dB、大型55～70dB。抗靜電放電性能：符合IEC 801-2。還應該注意防塵、防潮、防光照。

而目前我廠四十多臺UPS中，只有一部、二部、三部、車液的UPS間基本滿足以上的條件，但UPS間除三部外，普遍存在空間狹小，安全距離不夠，既給日常維護和檢修帶來不便，也不利于UPS散熱。而且有的UPS在儀表間和儀表設備混在一起，有的干脆就放在配電室里，容易造成管理混亂，望各級領導給予重視。

2、UPS的技術參數

UPS的技術參數是表征UPS的質量高低的重要指標。在選用UPS時我們建議應主要考慮以下幾個重要的指標。

①主電源允許的輸入電壓變化范圍和交流旁路允許的電壓變化范圍。②主電源允許的頻率變化范圍和交流旁路允許的頻率變化范圍。③輸出電壓特性和頻率特性。

④輸出電壓的靜態穩定度和輸出電壓的瞬態特性。

⑤輸出帶三相不平衡負載和非線性負載（我廠UPS負載多為非線性）的能力。⑥輸出電壓的諧波失真度。

⑦交流旁路市電供電?逆變器供電的切換時間。⑧峰值因數（在UPS逆變器電源的交流輸出電流的輸出電流的峰值與輸出電流的有效值的比值）。

由于種種原因我廠的UPS品牌較雜，從設計、審核、定貨、施工等環節對以上技術指標把關不嚴，造成了有些UPS的故障率偏高，運行不可靠。因此，我們建議今后在選擇UPS時應充分考慮專業人員的建議，并希望設計、審核、定貨等各部門嚴格把關。

3、UPS的運行方式

現在的UPS電源工業，可向用戶提供五種類型的UPS電源。在線式、在線互動式、后備式正弦波輸出、后備式方波輸出、Delta變換型。以上五種方式中以在線式供電最為可靠，但價格也比較貴。

而我廠的UPS運行方式各式各樣，今后希望由機動部、渤海公司挑選一兩種

0渤海五公司電力電子調試班

可靠的運行方式。我們認為應優先考慮在線式，并和計算機聯網，以便實時監控UPS的運行狀態，而且還應該在UPS輸出和負載之間加裝隔離變壓器，這樣將大大增加供電的可靠性。

4、工程交接和人員培訓

當UPS交接時，應將電氣接線圖、UPS說明書、調試參數等一并交齊，以免當UPS出現故障時，無法進行初期的處理。而我廠在UPS交工時，這方面做的有些欠缺。，隨著UPS的數量不斷增多，以現在電調班的人員數量以明顯不能滿足日常維護的需要，而且現在的成員大多沒進行過專業培訓，望有關領導給予重視。

5、電池管理

目前在UPS電源中廣泛使用的是無需維護的閥控式鉛酸蓄電池。內置式電池組的成本大約占UPS電源總成本的20%～25%，在返修的UPS電源中，由于蓄電池故障而引起UPS電源不能正常工作的比例大約占1/3。因此，我們必須做好UPS的管理工作。而電池的壽命與環境溫度密切相關。當環境溫度在20С時，電池的壽命最長。運行在供電質量高，很少發生停電的UPS電源，應該每隔一定周期（3～4個月）人為地中斷交流的輸入，以使UPS電源中的蓄電池放電一次，然后在加上市電重新充電，這樣有利于延長電池的壽命。

但是我廠的UPS電源只有在裝置停工或檢修時,才能對電池進行徹底的檢查。因此，我們建議應定期強迫停機對電池進行檢測、充放電。UPS電池必需定期更換。由于電池在UPS運行狀態損壞時很難及時發現，我們建議應用電池在線監測設備，以便在線實時監測電池的情況。

6、機器壽命

大量的運行統計資料表明，UPS的額定輸出功率越大，其MTBF（預期的平均無故障工作時間）值越大（可靠性越高）。

小型UPS（0.7～10KVA）的MTBF值：4～14萬小時 中型UPS（10～50KVA）的MTBF值：13～22萬小時 大型UPS（40～1000KVA）的MTBF值：20～40萬小時

所以說當UPS的運行時間到了期限時，我們就應將UPS停下來進行全面檢查，對運行可靠性降低的UPS應報廢。

7、負載

由于我廠UPS的負載主要有儀表來管理，因此我們對負載的分布情況不十分了解。當UPS需要緊急停電時，不知道該UPS所接的負載情況，這種情況時有發生。因此，我們希望儀表和電工加強聯系，使我們更清楚的了解UPS的負載分布情況。石國江 guojiang666@sohu.com

第四篇：UPS行業報告

2013——UPS市場不平凡的一年

來源：前瞻網

2013年9月，在高端UPS市場取得巨大成功的國際品牌艾默生，經久投入研發成功的GXE小機產品重磅推出上市，搶灘小功率市場。一場改變UPS市場競爭格局的硝煙之戰即將在2013年下半年打響。

前瞻產業研究院發布的《2013-2017年中國不間斷電源(UPS)行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》分析認為，2013年，UPS市場注定是不平凡的一年，國內國際廠商原有的既定格局有可能在這一年被打破。從產品本身來說，低功率市場的產品同質化日趨嚴重，一些國內廠商將研發重點轉向大功率UPS，以實現差異化競爭。從市場需求來說，由單一UPS向整體解決方案轉型已迫在眉睫，既不再單純依靠UPS，而是為客戶提供包括制冷、機柜、布線、PDU、軟件管理等一體化的解決方案。

一、UPS市場競爭格局

從目前國內市場上銷售的品牌和廠家來看，銷售排名前列的UPS制造商主要有國際品牌施耐德、艾默生、山特、伊頓，大陸本土品牌科華恒盛、冠軍、科士達以及臺商品牌中達電通。而銷售前三名分別是伊頓、施耐德和艾默生，這三家的市場份額超過60%，市場集中度高。雖然本土UPS廠家科華恒盛、科士達等不斷采取調整產品結構等策略，并且華為于2012年進入UPS行業，但是三大國際品牌在中國市場上的份額短期內很難打破。

圖表1：中國UPS市場企業競爭地位分析(單位：%)

數據來源：前瞻產業研究院不間斷電源行業研究小組整理

二、UPS市場競爭策略

1、產品策略

強調綠色、重視節能一直是這幾年UPS供電系統技術創新的重點。節能主要體現在UPS產品本身的節能和整體機房節能，而“綠色”主要體現在提高整機效率、減少對電網的干擾以及少占用空間、節省成本等，所以使用高頻機型UPS的用戶在逐漸增多。另外，模塊化UPS、網絡化UPS等也是產品升級的方向，采用模塊化UPS，除了能提高電源供應的可靠性，企業能根據目前的負載要求選配模塊，而當企業因發展需要擴展時，企業可以根據自己的需要添加所需的模塊。

2、價格策略

在UPS市場，尤其是大功率產品市場，價格仍然是用戶選購的重要因素之一。隨著用戶對信息化改造要求越來越高，大功率UPS產品的需求會越來越多，為了更多地抓住大功率市場，廠商必須在技術創新、節約成本方面下大功夫，大幅降低產品價格，為用戶提供更切實可行、更實惠的電源解決方案。而對于中小功率低端產品，各廠商同類產品之間的價格已基本透明，差異不大，價格因素在用戶的選購參考因素中已不是很敏感。

3、渠道策略

對于不同的UPS產品，其分銷的渠道也不盡相同，中小功率產品主要面對中小企業用戶，多采用經銷商渠道，而大功率產品主要針對政府、電信等行業用戶，多采用直銷和系統集成商等渠道方式，專業化分銷是個趨勢。隨著中、大功率產品的市場需求比例越來越高，而且隨著數據中心和機房產品的精細化管理對UPS整體解決方案提出更高的要求，一站式服務模式越來越被用戶所關注。預計未來，UPS銷售模式將從“以單一產品銷售”為主轉變為“以全套電源供應與管理解決方案推廣”為主，系統集成商在UPS市場銷售渠道中的重要性將越來越突出。

4、服務策略

在UPS產品向整體解決方案的方向轉變時，廠商之間的競爭很大程度上體現在服務上。在注重完善傳統的支持與維護服務能力的同時，應當全力提升企業在專業服務方面的能力，以形成包括方案咨詢、集成與開發、培訓及管理外包服務在內的完整的服務價值鏈。注重一站式的系統服務以利于產品的輕松應用，設計人性化、智能化的安裝操作界面從而使得產品盡可能的簡單化，增加投入來培訓專業到位的渠道商、售前銷售和售后服務人員，以及及時有效的24小時熱線服務和一支訓練有素的工程師隊伍，這就組成了一個系統化的服務體系，建設這套服務體系的宗旨應該就是讓用戶在安裝、運用以及維護方面均能感受到輕松省心以及節約成本。

第五篇：數字控制UPS電源技術及應用

數字控制UPS電源技術及應用

傳統的UPS采用模擬電路控制，對于生產廠家和用戶而言，無論是相控技術還是SPWM技術，模擬控制存在諸多局限性。隨著信息技術的發展，高速數字信號處理芯片（Digital Signal Processor, DSP）的出現，使得數字化的控制在更廣闊電氣控制領域中應用有了可能性，也成為主要發展趨勢之一。

一、數字控制UPS的應用優勢

有了高速數字信號處理芯片的支持，采用數字化的控制策略不僅可以較好的解決UPS電源模擬控制里的有關問題，而且還增加了UPS電源模擬控制中很難實現的一些控制功能，其主要應用優勢有：

（1）數字化控制可采用先進的控制方法和智能控制策略，使得UPS的智能化程度更高，性能更加完美。智能化控制代表了自動控制的最新發展階段，繼承了人腦的定性、變結構、自適應等思維模式，也給電力電子控制帶來了新的活力。在高頻開關工作狀態下，逆變電源的模型更加復雜化，這是模擬控制或經典控制理論難以有良好控制效果的，而采用先進、智能化的數字控制策略，就可以從根本上提高系統的性能指標。

（2）控制靈活，系統升級方便，甚至可以在線修改控制算法，而不必對硬件電路做改動。數字控制系統的控制方案體現在控制程序上，一旦相關硬件資源得到合理的配置，只需要通過修改控制軟件，就可以提高原有系統的控制性能，或者根據不同的控制對象實時、在線更換不同控制策略的控制軟件。

（3）控制系統可靠性提高，易于標準化。由于數字控制的高可靠性，必然使得整個控制系統可靠性的提高，而且可以針對不同的系統（或不同型號的產品），采用統一的控制板，而只需要對控制軟件做一些修改即可，這對生產廠家而言是有著巨大的吸引力的。

（4）系統維護方便，系統一旦出現故障，可以很方便地通過RS-232或RS-485接口或USB接口進行調試，故障查詢，歷史記錄查詢，軟件修復，甚至控制參數的在線修改、調試。這樣就可以以較低的成本完成自我校正及遠程服務，給廠家的售后服務帶來了極大的方便。

（5）系統一致性好，成本低，生產制造方便。由于控制軟件不會像模擬器件那樣存在差異，所以對于同一控制程序的控制板，其一致性是很好的，也沒有模擬系統中模擬器件調試帶來的差異問題，那么同一控制板的一致性就會比模擬系統高很多。采用了軟件控制，就實現了硬件軟件化，使控制板的體積大大減小，生產成本下降。

（6）易于組成并聯運行系統。由于單位UPS系統均是數字控制，有相應的控制變量代表系統中的狀態量，那么就可以較方便地獲得均流所需要的信息，利用相應的均流算法實現UPS的并聯運行系統。

二、DSP控制的UPS工作流程

DSP控制的數字式UPS電源的工作流程是：當市電正常，輸入電壓、頻率在允許的范圍時，PFC部分對輸入進行功率因數校正，使得該系統的輸入功率因數為0.98左右，同時避免對電網產生污染，輸入的市電經PFC環節變換得到400V直流輸出電壓，為后面的逆變電路提供能量。同時DC/DC部分仍然在正常工作，只是由于電池電壓經過DC/DC電路變換得到360V輸出電壓，略小于市電經PFC變換得到的直流母線電壓，這樣通過二極管就將它和直流母線隔離，DC/DC部分空載運行，處于熱備用狀態。當市電不正常時，市電掉電或者輸入電壓、頻率不在允許的范圍時，市電經PFC得到直流母線電壓迅速降低，當低于360V時，二極管導通，使得直流母線電壓維持在360V,此時逆變器得到的能量是由電池電壓經由DC/DC電路變化得到的直流母線電壓。無論市電是否正常逆變部分均可以正常的工作。一般蓄電池可提供幾分鐘到幾十分鐘的后備供電時間，大容量的電池組的后備供電時間可以達幾個到幾十個小時，對于備有柴油發電機的用戶，可以在市電停電5~10秒之內把柴油發電機投入到UPS電源的輸入端，可以在長時間停電的情況下向用戶提供高質量的正弦波電源。經處理以后的市電同時還送給市電電壓/流相位測量電路，產生市電電壓信號和相位信號，供微處理器電壓/流測量和同步鎖相之用。這樣就實現了對負載的不間斷供電功能。

三、DSP控制的UPS組成結構

UPS要實現數字化控制，那么用更多的模擬器件才能實現的控制功能和算法就可以通過DSP的軟件的編程來實現，所以整個UPS的結構就相比較用模擬器件的實現的UPS的整體結構要簡單得多。如圖1所示下面就是數字化的UPS的整體框圖。主要由輸入功率因數校正、逆變部分、DC/DC等組成。

四、DSP控制的UPS關鍵電路結構

（1）UPS的功率校正電路

輸入功率因數校正電路如圖2所示主要由功率管T5、電感L1、二極管D1、電容C1組成。它為輸入部分提供功率因數校正功能，并且提升電壓至400V.（2）正弦逆變電路結構

正弦逆變電路如圖3所示主要是由電容C1,功率管T1、T2、T3、T4組成的逆變橋，電感L2,電容C2等組成。PFC模塊的輸出經由逆變部分能夠產生負載所需的純正弦波交流電壓。

數字UPS的正弦逆變器是時刻處于工作過程中，其工作原理是通過采樣電路對逆變電路輸出電壓和電流進行采樣，得到的采樣信號輸入到DSP中，對采樣信號進行處理，依照一定的算法和程式來實現正弦逆變電路控制的功能。

（3）DC/DC電路結構

DC/DC電路的構成如圖4所示，主要是由高頻變壓器、功率管T6、T7,整流二極管D33、D34、D35、D36,電容C31等組成。該部分采用直流電壓環反饋控制，變換后的電壓通過二極管D6與PFC的輸出端相連。

由于電池電壓比較低，逆變器對直流電壓的利用率又不高，所以需要DC/DC電路來轉換電池的電壓。DC/DC的電路結構有很多，但是各有優缺點，最常用的就是推挽式直流變換電路這種電路的優點就是驅動電路簡單，輸出功率大。一般被功率要求比較高的負載選作直流變換電路。

（4）UPS其他結構功能

同時通過SCI和SPI來實現整臺UPS的監控程序，通過SCI口和微機進行通信，實現遠程監控是全數化UPS的重要結構功能。

一方面，在UPS運行時出現市電故障或停電時，UPS會利用上述通訊通道向由它供電的計算機網絡傳送因市電故障產生的報警信號。當長時間停電，而電池組的供電電壓要低于臨界放電電壓時，計算機網絡會在UPS電源發出自動關閉命令的驅動下，完成數據的保存和設備的保護。

另一方面，提供一個友好的人機界面，可實時監視UPS的運行參數，方便用戶的參數修改，同時便于用戶查詢UPS運行的歷史記錄。還可在計算機網絡上對UPS進行定時的開機/自動關機操作。為實現上述控制功能，還可以提供RS-232和RS-485通信接口，用戶可根據實際情況任選一種。對于要求執行網絡管理功能的UPS,應配置有簡單的網絡管理協議（SNMP）適配器或適配卡。

隨著數字化技術的發展，DSP技術已經被許多UPS廠商在產品中使用。DSP技術的使用提高了UPS產品輸出電壓的穩定性和純凈程度，同時也提高了UPS產品自身的可靠性。而IGBT技術和高頻技術的應用，大大提高了電源效率，降低了系統噪音和電源自身的電力損耗，也提高了系統的可靠性。UPS的數字化并不是簡單的指在系統中應用了數字器件，如單片機及FPGA等，而是指整個系統的控制應用數字器件的計算能力和離散控制方法來完成。隨著數字處理硬件技術的發展，計算速度的提高，必然促使UPS向數字化方向發展。

輸入功率因數校正因數電路的工作原理，UPS市電通過功率因數校正模塊，來進一步減少來自電網上的干擾，也同時使整個UPS系統的功率因和轉換效率得到提高。功率校正模塊是一個AC/DC變換器，它完成輸入的整流，同時控制輸入電流為正弦波，從而達到很高的輸入功率因數。功率因數校正部分還必須保持直流電壓恒定，不隨輸入的變化而改變。直流電壓又在逆變部分變換成幅值、頻率合適的交流電源。當UPS工作在蓄電池方式時，該直流電源經過DC/DC變換隔離后得到逆變部分所需的直流電壓。