UPS电源在工控系统中的应用

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一、引言

保证任何情况下的正常供电，是冶金行业的重要基础。为此,除工业电网正常供电外，还需配备UpS供电系统。UpS电源是保障供电稳定和持续性的重要设备，因其重要机智能化程度高，储能器材采用免维护蓄电池，使得在运行中往往忽略了对该系统的维护与检修。其实维护的好坏，对电源的寿命和故障率有很大影响，下面根据我们使用中的具体情况和维护相关经验介绍UpS电源的使用注意事项和日常维护要求。

虽说各公司配置的UpS供电系统设备型号及系统容量有所不同，但其原理和重要功能基本相同。在UpS电源类型选择上各站都选择了在线式，这时因为在线式UpS电源系统具有对各类供电的零时间切换，自身供电时间的长短可选，并具有稳压、稳频、净化的特点。当UpS电源系统本身出现故障时有自动旁路功能，当要检修时可采用手动旁路，使检修、供电互不影响。在功率选择上，莱钢中小型棒材生产线选用了中功率系统。

二、UpS电源系统

UpS电源系统由4部分组成：整流、储能、变换和开关控制。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)，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，由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲。储能电池除可存储直流直能的功能外，对整流器来说就象接了一只大容器电容器，其等效电容量的大小，与储能电池容量大小成正比。由于电容两端的电压是不能突变的，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。频率的稳定则由变换器来完成，频率稳定度取决于变换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，检修旁路开关等开关控制。

图1UpS电源系统工作示意图

如图1所示，在电网电压工作正常时，给负载供电如

所示，而且，同时给储能电池充电;当突发停电时，UpS电源开始工作，由储能电池工给负载所需电源，维持正常的生产(如粗黑→所示);当由于生产要，负载严重过载时，由电网电压经整流直接给负载供电(如虚线所示)。

UpS电源系统重要分两大部分，主机和储能电池。额定输出功率的大小取决于主机部分，并与负载属那种性质有关，因为UpS电源对不同性能的负载驱动能力不同，通常负载功率应满足UpS电源70%的额定功率。储能电池容量的选取当负载功率确定后重要取决其后备时间的长短，这个时间因各公司情况不同而不同，重要由备用电源的接入时间来定，通常在几分钟或几个小时不等。莱钢中小型棒材生产线因生产要不允许断电，因此，UpS电源系统在检测到电网电压中断后，可自行启动供电，且随着储能电池慢慢放电，储能电池的容量随着时间会逐渐降低，考虑到寿命终止时储能电池容量下降到50%并留有一定的余量，我厂UpS电源系统的工作时间当储能电池满容量时为2小时，半容量为1小时。

三、UpS电源系统的使用与维护

1、UpS电源系统开、关机

1、1第一次开机

(1)按以下顺序合闸：储能电池开关→自动旁路开关→输出开关依次置于ON。

(2)按UpS启动面板开键，UpS电源系统将徐徐启动，逆变指示灯亮，延时1分钟后，旁路灯熄灭，UpS转为逆变供电，完成开机。

经空载运行约10分钟后，按照负载功率由小到大的开机顺序启动负载。

1、二日常开机

只需按UpS面板开键，约20分钟后，即可开启电脑或其它仪器使用。通常等UpS启动进入稳定工作后，方可打开负载设备电源开关(注：手动维护开关在UpS正常运行时，呈OFF状态)。

1、3关机

先将电脑或其它仪器关闭，让UpS空载运行10分钟，待机内热量排出后，再按面板关键。

2、UpS电源系统使用注意事项

UpS电源系统因其智能化程度高，储能电池采用了免维护蓄电池，这虽给使用带来了许多便利，但在使用过程中还应在多方面引起注意，才能保证使用安全。

(1)UpS电源主机对环境温度要求不高，+5℃～40℃都能正常工作，但要求室内清洁，少尘，否则灰尘加上潮湿会引起主机工作紊乱。储能蓄电池则对温度要求较高，标准使用温度为25℃，平时不能超过+15℃～+30℃。温度太低，会使储电池容量下降，温度每下降1℃，其容量下降1%。其放电容量会随温度升高而新增，但寿命降低。假如在高温下长期使用，温度每高10℃，电池寿命约降低一半。