浅谈UPS电源的使用与维护

徐济仁　陈家松
　　目前我国引进的UPS电源品种不少，这些UPS电源的工作原理、具体线路设计都不尽相同。特别是有的厂家为了商业上的需要，常常将有关组件型号的标志抹掉，给使用和维护UPS电源带来一定的困难。尽管如此，对于常用的UPS电源，仍可找到使用规则的一些共性。本文对正确使用和维护UPS电源提供一些参考意见。

　　1　关于后备式UPS的维护

　　1.1　在后备式UPS不间断电源设计中，为降低生产成本，它在市电供电和逆变器供电时都使用同一主电源变压器。该类型UPS电源处于逆变器供电时，其交流输出火线和零线的位置是固定不变的，用户无法改变其相互顺序。又由于这种UPS电源的市电输入端的零线就是UPS电源控制线路的地线。所以，用户在使用这种UPS电源时，务必遵守厂家产品说明书中的有关规定。

　　1.2　对于后备式UPS不间断电源来说，当它处于由市电供电的后备工作状态时，虽然它具有抗干扰自动稳压功能，但不具备输出短路自动保护功能（一般用交流输入熔断器来实现限流）。因此，对这种类型UPS的用户来说，不得随意加大交流输入回路中熔断器的容量。只有当这种电源处于逆变器供电状态时，它才同时具有自动稳压和输出短路自动保护功能。

　　1.3　在后备式方波输出的UPS电源的控制线路中，没有精确调整其方波工作频率的技术手段。因此，当这种电源处于逆变器供电状态时，它的方波工作频率很可能会大大偏离50Hz。此外，对于方波输出的UPS电源而言，当它处于逆变器供电时，不宜长期空载运行。

　　1.4　一般的后备式UPS电源都为用户设置如下电位器来调整其工作点：

　　（1）调整市电供电一逆变器供电工作转换电压的大小；

　　（2）调整逆变器交流输出电压的大小；

　　（3）调整电池充电回路的充电电压的大小。

　　顺便指出：在线式UPS电源通常只为用户提供一个调整UPS电源交流输出电压大小的电位器，具体请参考有关的产品说明书。一般情况下，用户不要调整机内的其他电位器，否则造成UPS电源控制线路失调，机器将无法正常工作。

　　1.5　方波输出的后备式UPS电源，其市电供电逆变器供电的转换时间约4-9ms。这种UPS电源不能百分之百地保证对负载的可靠供电，如偶然出现一次故障使计算机的工作程序中断和破坏，即计算机产生“自检”操作并不意味着出现了故障。因此，方波输出的UPS电源不宜用于计算机网络的供电系统中。这里需要补充说明的是：采用双向晶闸管作为静态开关的后备式UPS电源，其市电供电一逆变器供电的转换时间很短，仅为微秒数量级。

　　2　UPS电源使用的其他注意事项

　　2.1对于绝大多数UPS电源来说，当它们处于逆变器供电状态时，一般要求它的负载特性为纯电阻或电容性。当负载为电容性时，其功率因数要求大于0.8。因此，对于那些带电感性负载的用户来说，应注意调整其总的负载电抗，尽可能地满足功率因数大于0.9的条件。否则，UPS电源实际可承担的负载功率将有所下降。厂家建议：UPS电源的最大启动负载最好控制在额定输出功率的80％以内。对于正弦波输出的UPS电源而言，当其负载小于额定输出功率的30％时，它的输出波形失真系数会稍有增大。实践证明：对于绝大多数UPS电源而言，将其负载控制在额定输出功率的30％-60％范围以内是最佳工作状态。因此，那些对交流输入波形有所要求的用户应该注意这点。

　　2.2　目前市售的绝大多数UPS电源都具有抗干扰自动稳压功能。一般没有必要再外加抗干扰交流稳压器。如果用户一定要用交流稳压器的话，可以将交流稳压器用作UPS电源的输入级。

　　2.3　选购长延时UPS电源时，为保证蓄电池能得到高效利用，应选用具有改进型的恒流充电特性的充电器。如果使用一般的截止型恒压充电器，必将导致蓄电池性能迅速恶化。对于长延时UPS电源而言，往往蓄电池组的成本超过主机成本，所以用户应该注意到这点。

　　2.4　在市电停电期间，若用户使用小型柴油发电机供电，由于柴油发电机的内阻比市电网内阻大得多，有可有导致后备式UPS电源的交流稳压线路的输出电压值有较大差异。遇到这种情况，用户应重新调整UPS电源的交流稳压工作点。

　　2.5　长延时UPS电源中，若选用方波输出UPS电源作主机，会导致计算机硬件故障率增大。原则上讲，在长延时UPS电源系统中应选用正弦波输出的UPS电源作主机。

　　3　UPS电源中蓄电池的维护

　　所有UPS蓄电池实际可用容量与蓄电池放电电流大小、蓄电池的环境工作温度、贮存时间的长短及负荷特性（电阻性、电感性、电容性）密切相关。如果不能正确地使用UPS电源，往往会造成蓄电池实际可用容量远小于额定标称容量。为此，用户在使用蓄电池时需注意以下各点：

　　（1）蓄电池过度放电和蓄电池长时间的开路闲置不用，都会使得蓄电池内部产生大量的硫酸铅，并被吸附到蓄电池阴极上，形成所谓的阴极“硫酸盐化”。结果是造成电池内阻增大，蓄电池的可充放电性能变坏。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）对于大多数UPS电源来说，当蓄电池每次放电完后，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，一般需要充电时间为10-12h。充电时间不够会使蓄电池处于充电不充分状态，蓄电池实际可供使用的容量远远低于标称容量。在市电电压低于200V时，部分UPS电源已不能利用其内部充电回路对蓄电池进行饱和充电了。

　　（3）有的用户采用降低UPS电源的实际负载功率或增大蓄电池容量的办法来延长UPS电源蓄电池的放电时间。

　　（4）当UPS电源的蓄电池在使用中遇到下述情况之一时，要想恢复蓄电池的可充放电特性，应采用均衡充电的办法来解决。所谓均衡充电是把每个蓄电池单元并联起来，用统一的充电电压进行充电。需要对蓄电池进行均衡充电的情况有：

　　a.过量放电使得蓄电池的端民压低于蓄电池所允许的放电终了电压。对于12V的M型铅酸蓄电池而言，其放电终了电压为1.5V左右；

　　b.UPS电源蓄电池组中，各电池单元之间的端电压差别超过1V左右；

　　c.长期静置不用的电池（包括新购蓄电池）；

　　d.重新更换了电解液的蓄电池。

　　对于Np6-12型密封式铅酸电池，其均衡充电电压为14V左右，最大允许的均衡充电电流小于1.5A；对于LCL12 V24 P型密封式铅酸电池，其均衡充电电压为14V左右，最大允许的均衡充电电流小于8A。目前市售的功率为24Kw以下的UPS电源中，蓄电池组的浮充电源大都控制在1A之内。

　　（5）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（UPS电源停机10天以上），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10-12h后再用。对于使用后备式UPS电源的用户来说，若UPS电源长期工作在后备工作状态，建议每隔一个月，让UPS电源处于逆变器状态工作至少2-3分钟，以便激活电池。

摘自《通信电源技术》2002.1