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什么是UPS电源?不间断电源功能介绍

导读大家好,我是极客范本期栏目编辑小范,现在为大家讲解以上问题。摘要:什么是UPS不间断电源?不间断电源,即不间断电源,是以储能装置和逆
大家好,我是极客范本期栏目编辑小范,现在为大家讲解以上问题。

摘要:什么是UPS不间断电源?不间断电源,即不间断电源,是以储能装置和逆变器为主要部件的恒压恒频不间断电源。主要用于为单台计算机、计算机网络系统或其他电力电子设备提供不间断电源。

【UPS电源】什么是UPS电源UPS不间断电源的基础知识

不间断电源,即不间断电源,是以储能装置和逆变器为主要部件的恒压恒频不间断电源。主要用于为单台计算机、计算机网络系统或其他电力电子设备提供不间断电源。当电源输入正常时,不间断电源向负载提供电源电压。此时UPS是交流市电稳压器,同时也给内部电池充电。市电中断(紧急停电)时,UPS立即通过逆变转换的方式向负载提供220V交流电,以保持负载正常工作,保护负载的软硬件不受损坏。

不间断电源的功能和作用

UPS是不间断电源系统英文名称的缩写,随着计算机的诞生而出现,是计算机常用的外围设备之一。实际上,不间断电源是以储能装置和逆变器为主要部件的恒压、恒压不间断电源。UPS在早期发展中仅被视为备用电源。后来由于电压浪涌、电压尖峰、电压瞬变、电压跌落、持续过压或欠压甚至电压中断等电网质量问题,使计算机等设备的电子系统受到干扰,造成敏感元件损坏、信息丢失、磁盘程序被冲刷等严重后果,造成巨大的经济损失。因此,UPS越来越受到重视,逐渐发展成为具有稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰、抗电压浪涌等功能的电力保护系统。

目前市场上可以买到的UPS电源种类繁多,输出功率从500VA到3000kVA不等。当市电供应给不间断电源时,不间断电源稳定市电(220伏5%),然后为计算机供电。此时UPS是交流市电稳压器,同时也给内部电池充电。因为UPS设计的不同,UPS的范围也不同。UPS输出电压在10-15%范围内的变化一般是电脑正常使用电压。当市电异常或中断时,UPS立即通过逆变转换将内部电池的电能提供给计算机系统,以维持计算机系统的正常运行,保护计算机软硬件不受损失。

不间断电源的分类和特点

UPS电源根据其工作方式可分为备用型和在线型,根据其输出波形可分为方波输出和正弦波输出。备用UPS电源正常由市电供电时,市电通过交流旁路通道再通过转换开关直接给负载供电,机内逆变器停止工作。本质上,这种不间断电源相当于一个稳压性能极差的市电稳压器。除了改善市电电压的幅值波动外,对频率不稳定、波形失真和电网干扰基本没有改善。只有当市电中断或低于170伏时,电池才给不间断电源的逆变器供电,并给负载提供稳压稳频的交流电源。备用UPS电源具有运行效率高、噪音低、价格相对较低的优点,主要适用于市电波动不大、供电质量不高的场合。

在线不间断电源正常由市电供电时,首先将市电的交流电源改为DC电源,然后进行脉宽调制和滤波,再将DC电源改为交流电源,即通常由交流电源整流后以逆变器的形式向负载提供交流电源。一旦商用电源被切断,电池将以逆变器模式向负载提供交流电源。因此,对于在线式UPS电源,在正常情况下,无论是否有市电,都始终由UPS电源的逆变器供电,避免了市电电网电压波动和干扰带来的一切影响。显然,在线式UPS电源的供电质量明显优于备用式UPS电源,因为它可以实现负载的稳频稳压,从市电切换到电池供电时,切换时间为零。方波输出的UPS电源负载能力差(负载仅为额定负载的40-60%),感应负载无法充电。如果负载过大,方波输出电压中包含的三次谐波分量会增加流入负载的容性电流,严重时会损坏负载的电力滤波电容。输出电压波形畸变与负载能力的关系正弦波输出的UPS电源没有方波输出的UPS电源明显,负载能力比较强,可以承载微电感负载。无论何种类型的UPS电源,当它们处于逆变器供电状态时,除非必须,否则不应满载或过载

行,否则会使 UPS 电源的故障率明显增多。

UPS 与负载的匹配

有的 UPS 用瓦 (W) 或者千瓦 (kw) 来表示其输出功率,如 500W 、 1kw 等 ; 有的 UPS 用伏安 (VA) 或者千伏安 (kVA) 来表示其输出功率大小,如 3000VA 、 5kVA 等。 VA 与 W 的一般换算关系为:瓦是伏安的 0.8 倍,如 3kVA=2.4kw 。 UPS 是线负载供电用的,每一种 UPS 都有特定的输出功率能力。如 3kVA 的 UPS ,其最大输出功率是 3kVA 或者 2.4kw ,此时就要求接到这台 UPS 上的设备的耗电功率总和不能超过 2.4 千瓦。通常设备都标明了耗电功率 ( 或者额定功率 ) ,此时就应当使所有接到 UPS 上的设备的额定功率加起来不超过 UPS 的输出功率,这种方法通常就叫做 UPS 输出功率与负载耗电功率的匹配。但有些设备的启动功率是额定功率的 3-5 倍 ( 例如打印机的额定功率为 200W ,则在计算负载匹配时要按 5 × 200W=1000W 进行折算 ) 。除了打印机以外的其他计算机外部设备,通常启动功率略大于额定功率,故考虑匹配时最好按 UPS 输出功率的 80% 进行负载匹配。

标准的 UPS 未加外接电池前,在它的输出功率与负载耗电功率完全匹配 ( 即全负载 ) 的情况下,一般从市电中断时算起可供电约 6-10 分钟 ( 具体数值每个型号的 UPS 说明书上都有记载 ) 。如果以负载耗电功率只有 UPS 输出功率的一半计算 ( 习惯叫半负载或者 50% 负载率,如 1000W 的 UPS 接入 500W 的负载 ) ,则可供电 12-25 分钟,不同负载量时的 UPS 供电时间大约可参照负载减半时间加倍的方式计算。使用注意事项正确使用 UPS 电源,不但可以减少 UPS 发生故障的机会,而且能够有效地延长其使用寿命。

平常使用USP电源应当注意以下几点:

(1) 使用 UPS 电源时,应严格遵守厂家的产品说明书的有关规定,保证 UPS 所接市电的火线、零线顺序符合要求。

(2) 配备 UPS 的主要目的是防止由于突然停电而导致计算机丢失信息和破坏硬盘,但有些设备工作时是并不害怕突然停电的 ( 如打印机等 ) 。为了节省 UPS 的能源,打印机可以考虑不必经过 UPS 而直接接入市电。如果是网络系统,可考虑 UPS 只供电给主机 ( 或者服务器 ) 及其有关部分。这样可保证 UPS 既能够用到最重要的设备上,又能节省投资。

(3) 不要超负载使用 UPS 。 UPS 电源的最大负载量应该是其标称负载量的 80%( 如 1000w 的 UPS ,按 80% 负载率即 800W 去匹配负载: 1000VA 的 UPS 按 80% 换算成 800W 之后再按 80% 负载率即 640W 去匹配负载 ) 。如果超载使用,在逆变状态下,常造成逆变三极管的击穿。此外,在使用 UPS 时,严禁接诸如日光灯之类的感性负载,而只能接纯电用或较小的电容性负载。

(4) 开关机时应当注意开关机的顺序:开机时先开 UPS ,稍后 ( 最好是滞后 1-2 分钟,让 UPS 充分进入工作状态 ) 再开通负载的电源开关,而且负载的电源开关要一个一个地去开通:关机时顺序正好相反,先一个一个地关掉负载的电源开关,再关掉 UPS 。 UPS 要长期处于开机状态,而计算机等负载则每次要用才开机,用完后只要关掉计算机等负载的电源开关即可。

(5) 不要频繁关闭和开启 UPS 电源。

一般要求在关闭 UPS 电源后,至少要等待 6 秒钟后才能再开启 UPS 电源,否则, UPS 电源可能处于“启动失败”的状态,即 UPS 电源处于既无市电输出又无逆变器输出的不正常状态。

(6)UPS 内电池内的电能有可能因某种原因而耗尽或者接近耗尽。为了补偿电池能量和提高电池寿命, UPS 要进行及时的、较长时间的连续充电 ( 通常不少于 48 小时,可以带或者不带负载 ) ,以避免由于电池衰竭而引起故障。新购置或存放很久的 UPS ,在使用前,应先充电 12 小时。长期存放不用的 UPS ,每隔 3 个月,充电 12 小时,若处于高温地区,每隔 2 个月充电一次。 UPS 不充电就使用,会损坏蓄电池。

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