設備簡介
UPSUPS是針對中國電網環境和網路監控及網路系統、醫療系統等對電源的可靠性要求，克服中、大型計算機網路系統集中供電所造成的供電電網環境日益惡劣的問題，以全新的數位技術研製出的第三代工頻純線上式智慧型型UPS。直流電源，是維持電路中形成穩恆電流的裝置。如乾電池、蓄電池、直流發電機等。
UPS和直流電源是企業重要的供電保障設備，傳統的維護管理包括：①日常巡檢外觀，定期更換電池、濾波電容、風機等易損件，大修時做電池活化等；②改造或採用換代設備，使用高級工具測試電池性能。這種管理方式企業投入成本高，維護人員工作量大，不易實時掌握設備運行狀態和關鍵數據，設備事故預防能力低。實施線上維護管理可避免傳統方式的不足之處，獲得良好效益。
UPS的中文意思為“不間斷電源”，是英語“Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply”的縮寫，它可以保障計算機系統在停電之後繼續工作一段時間以使用戶能夠緊急存檔，使用戶不致因停電而影響工作或丟失數據。
組成
不間斷電源UPS電源系統由4部分組成：整流、儲能、變換和開關控制。其系統的穩壓功能通常是由整流器完成的，整流器件採用可控矽或高頻開關整流器，本身具有可根據外電的變化控制輸出幅度的功能，從而當外電發生變化時（該變化應滿足系統要求），輸出幅度基本不變的整流電壓。淨化功能由儲能電池來完成，由於整流器對瞬時脈衝干擾不能消除，整流後的電壓仍存在干擾脈衝。儲能電池除可存儲直流直能的功能外，對整流器來說就象接了一隻大容器電容器，其等效電容量的大小，與儲能電池容量大小成正比。由於電容兩端的電壓是不能突變的，即利用了電容器對脈衝的平滑特性消除了脈衝干擾，起到了淨化功能，也稱對干擾的禁止。頻率的穩定則由變換器來完成，頻率穩定度取決於變換器的振盪頻率的穩定程度。為方便UPS電源系統的日常操作與維護，設計了系統工作開關，主機自檢故障後的自動旁路開關，檢修旁路開關等開關控制。
不間斷電源在電網電壓工作正常時，給負載供電如所示，而且，同時給儲能電池充電；當突發停電時，UPS電源開始工作，由儲能電池工給負載所需電源，維持正常的生產（如粗黑→所示）；當由於生產需要，負載嚴重過載時，由電網電壓經整流直接給負載供電（如虛線所示）。
UPS電源系統主要分兩大部分，主機和儲能電池。額定輸出功率的大小取決於主機部分，並與負載屬那種性質有關，因為UPS電源對不同性能的負載驅動能力不同，通常負載功率應滿足UPS電源70％的額定功率。儲能電池容量的選取當負載功率確定後主要取決其後備時間的長短，這個時間因各企業情況不同而不同，主要由備用電源的接入時間來定，通常在幾分鐘或幾個小時不等。萊鋼中小型棒材生產線因生產需要不允許斷電，因此，UPS電源系統在檢測到電網電壓中斷後，可自行啟動供電，且隨著儲能電池慢慢放電，儲能電池的容量隨著時間會逐漸降低，考慮到壽命終止時儲能電池容量下降到50％並留有一定的餘量，UPS電源系統的工作時間當儲能電池滿容量時為2小時，半容量為1小時。
工作過程
不間斷電源工作原理框圖1-2當市電正常為380/220VAC時，直流主迴路有直流電壓，供給DC-AC交流逆變器，輸
出穩定的220V或380V交流電壓，同時市電經整流後對電池充電。當任何時候市電欠壓或突然掉電，則由電池組通過隔離二極體開關向直流迴路饋送電能。從電網供電到電池供電沒有切換時間。當電池能量即將耗盡時，不間斷電源發出聲光報警，並在電池放電下限點停止逆變器工作，長鳴告警。不間斷電源還有過載保護功能，當發生超載（150%負載）時，跳到旁路狀態，並在負載正常時自動返回。當發生嚴重超載（超過200%額定負載）時，不間斷電源立即停止逆變器輸出並跳到旁路狀態，此時前面輸入空氣開關也可能跳閘。消除故障後，只要合上開關，重新開機即開始恢復工作。
常用辭彙
（1）安時數(AH)
反映電池容量大小的指標之一，其定義是按規定的電流進行放電的時間。相同電壓的電池，安時數大的容量大;相同安時數的電池，電壓高的容量大。通常以電壓和安時數共同表示電池的容量，如12V/7AH、12V24AH、12V/65AH、12V/100AH。
（2）避雷器
用來吸收雷擊波的器件，工作原理是，雷擊產生瞬間高電壓進入電路，引起避雷器導通吸收雷擊電流，將電路電壓箝位在安全範圍之內。可做為避雷器件的元件有多種，如壓敏電阻、放電管等。 註：雷擊電壓是大氣與大地之間的高壓放電，因此，避雷器要有良好的接地才能起作用。
（3）保險絲
一種過熱熔斷型的小型器件，超載或負載短路時引起電流過大會燒斷保險絲，保護電子設備不受過電流的傷害，也可避免電子設備因內部故障所引起的嚴重傷害。因此，每個保險絲上皆有額定規格，當電流超過額定規格時保險絲將會熔斷。
註：如使用的不是原廠所規定的同規格保險絲有可能造成機器故障，或是引起線路起火，危害自身的安全。最好是使用原廠所規定的同規格保險絲，既可保護設備也可保護確保人身安全。
（4）變壓器
利用電磁感應原理，由鐵芯和線圈構成，可分為一次側線圈與二次側線圈兩個部分，一次側輸入電壓，二次側就有感應電壓輸出，從而進行電能傳遞。二次側可提供多種電壓輸出，有升壓，降壓功能，因此變壓器在電路中可以滿足多種不同電壓的電力需求。
（5）穩壓精度
指輸出端電壓的相對變化量，為一百分數，越小越好。當輸入電壓或負載發生變化時，UPS的輸出電壓也會升高或降低，變化越小說明穩壓精度越高。
（6）不間斷電源
UPS[Uninterruptible Power System (or Supply)]：是由電池組、逆變器和其他電路組成，能在電網停電時提供交流電力的電源設備。
異常情況
UPS使用不間斷電源是為了應對電網可能出現的以下情況：
1、停電(電網停止工作，無電壓輸出)
2、壓降(亦稱下陷，電網電壓低於標稱電壓15%-20%，時間可能持續數秒)
3、電涌(亦稱浪涌、突波，電網電壓瞬間高於標稱電壓10%以上，時間持續數秒)
4、持續欠壓
5、持續過壓
6、線噪(因線路禁止差而引入的射頻或電磁干擾)
7、頻率漂移(發電機不穩定造成的電網頻率偏差)
8、開關瞬態(亦稱暫態，由電氣設備開關或放電造成的電壓偏差，有時可高達20000伏，但是持續時間極短，僅數納秒)
9、諧波(電網中由非線性特性的電氣設備產生的對交流電正弦波形的干擾)
針對以上各種電力問題，不間斷電源有幾種不同解決方式，見下表
| 電網異常情況 | 後備式 | 線上互動式 | 純 線上式 |
| 高壓突波 | × | ×,/△ | ○ |
| 暫態過電壓 | × | ×,/△ | ○ |
| 電壓下陷 | × | ×,/△ | ○ |
| 噪聲干擾 | × | ×,/△ | ○ |
| 頻率 , 飄移 | × | ×,/△ | ○ |
| 諧波 | × | ×,/△ | ○ |
| 電壓過低 | × | ×,/△ | ○ |
| 市電中斷 | ○ | ○ | ○ |
○代表有較佳保護△代表有限或視狀況保護 ×代表沒有保護
蓄電池式
不間斷電源自二十世紀六十年代美國通用電氣公司研究生產不間斷電源以來，不間斷電源一直在被改進，但是其基本原理沒有重大變化。
現代的不間斷電源由電池組、逆變器和控制電路組成，一端連線電網另一端連線電器負載。在電網電壓正常的情況下，不間斷電源利用電網電源為自身充電，在電網出現異常的時候，不間斷電源將存儲於電池中的電能釋放，供負載使用。它按工作方式通常分為線上式和後備式（亦稱為離線式）兩種；按輸出波形可分為正弦型、近似正弦型（用階梯方波來擬合正弦波亦稱PWM技術）等。
基本參數
UPS不間斷電源的基本參數:
(1)負載
負載可分三類，10kV·A以下為小負載，10～60kV·A為中負載，60kV·A以上為大負載。
(2)輸出電壓的諧波含量(失真)
諧波電壓對電路中的參考電壓及低電壓工作的邏輯電路會造成噪聲。
(3)階躍負載
當一部分負載接通或斷開時，都會使負載產生階躍變化。由於UPS不能瞬時更正這種突然變化的電流9輸出電壓就會產生相應的變化。小負載由於只接很少的設各，有時會出現100%的階躍負載。中等負載出現的階躍不超過50%。而大負載只有在不正常的運行狀態下才可能出現超過z5%的階躍負載。一般的逆變器設計都能滿足小於25%的階躍負載。
(4)非線性負載
指電感性負載或電容性負載。在計算機系統中，非線性負載主要是主機、印表機(特別是雷射印表機)和顯示終端等;線性負載主要是磁碟和磁帶設各。一般小負載是非線性負載;中負載是線性與非線性負載相近或其中一種稍大;而大負載一般是線性負載，因為大負載由多台設備構成，運行中此起彼伏，巨觀看起來總負載比較穩定。
(5)效率
對於一個大系統來說，效率必須足夠高。比如一個125kV·A的UPS，若只有85%的效率，那么每年多消耗的費用相當於初始投資的30%。
(6)體積
中小型UPS要求體積要儘可能小。
(7)噪聲
UPS不間斷電源的噪聲水平不應超過它所在環境要求的噪聲水平。
種類
不間斷電源UPS按工作原理分成後備式、線上式與線上互動式三大類；
其中，我們最常用的是後備式UPS，如四通HO系列與SD系列，它具備了自動穩壓、斷電保護等UPS最基礎也最重要的功能，雖然一般有10ms左右的轉換時間，逆變輸出的交流電是方波而非正弦波,但由於結構簡單而具有價格便宜,可靠性高等優點，因此廣泛套用於微機、外設、POS機等領域；
線上式UPS結構較複雜，但性能完善，能解決所有電源問題，如四通PS系列，其顯著特點是能夠持續零中斷地輸出純淨正弦波交流電,能夠解決尖峰、浪涌、頻率漂移等全部的電源問題；由於需要較大的投資,通常套用在關鍵設備與網路中心等對電力要求苛刻的環境中；
另外四通、APC等廠商還提供線上互動式UPS，同後備式相比較，線上互動式具有濾波功能，抗市電干擾能力很強，轉換時間小於4ms，逆變輸出為模擬正弦波，所以能配備伺服器、路由器等網路設備，或者用在電力環境較惡劣的地區；尤其四通MD系列的UPS，價格又遠低於線上式，是應該向用戶大力推薦的一種更好的選擇。
UPS優點
不間斷電源的主要優點，在於它的不間斷供電能力。在市電交流輸入正常時，UPS把交流電整流成直流電，然後再把直流電逆變成穩定無雜質的交流電，給後級負載使用
。一旦市電交流輸入異常，比如欠壓了或者停電了又或者頻率異常了，那么UPS會啟用備用能源-蓄電池，UPS的整流電路會關斷，相應的，會把蓄電池的直流電逆變成穩定無雜質的交流電，繼續給後級負載使用。這就是UPS不間斷供電能力的由來。圖1是典型的UPS框圖。
UPS當然，UPS的不間斷供電時間不是無限的，這個時間受制於蓄電池自身儲存能量的大小
。如果發生交流停電，那么在UPS的蓄電池供電的寶貴時間內，您需要做的就是趕緊恢復交流電，比如啟用備用交流電迴路、啟用油機發電，實在不行，就只能緊急存檔，保存勞動成果，等待交流電恢復正常後再繼續。
套用
不間斷電源現已廣泛套用於：礦山、航天、工業、通訊、國防、醫院、計算機業務終端、網路伺服器、網路設備、數據存儲設備、UPS不間斷電源、應急照明系統、鐵路、航運、交通、電廠、變電站、核電站、消防安全報警系統、無線通訊系統、程控交換機、移動通訊、太陽能儲存能量轉換設備、控制設備及其緊急保護系統、個人計算機等領域。
選用原因
不間斷電源據IDC統計，全部電腦故障的45%是由電源問題引起的；在中國，大城市停電的次數平均為0.5次/月，中等城市為2次/月，小城市或村鎮為4次/月，電網存在至少九種問題：斷電、雷擊尖峰、浪涌、頻率震盪、電壓突變、電壓波動、頻率漂移、電壓跌落、脈衝干擾；因此從改善電源質量的角度來說給電腦配備一台UPS是十分必要的。
另外，精密的網路設備和通信設備是不允許電力有間斷的，以伺服器為核心的網路中心要配備UPS是不言而喻的，即使是一台普通電腦，其使用三個月以後的數據檔案等軟體價值就已經超過了硬體價值，因此為防止數據丟失而配備UPS也是十分必須的。
區別
不間斷電源如果需要配UPS的設備較多，您可以採用"集中式"或"分散式"兩種配備方式；所謂"集中式"，就是用一台較大功率的UPS負載所有設備，如果設備之間距離較遠，還需要單獨鋪設電線，大型數據中心、控制中心常採用這種方式，雖然便於管理，但成本較高。
"分散式"配備方式是現在比較流行的一種配備方式，就是根據設備的需要分別配備適合的UPS，譬如對一個區域網路的電源保護，可以採取給伺服器配備線上式UPS，各個節點分別配備後備式UPS的方案，這樣配備的成本較低並且可靠性高。
這兩種供電方式的優缺點如下：
集中供電方式 便於管理 布線要求高 可靠性低 成本高
分散供電方式 不便管理 布線要求低 可靠性高 成本低
相關因素
不間斷電源是由UPS的儲能裝置決定的，現在的UPS一般都用全密封的免維護鉛酸蓄電池作為儲能裝置，電池容量的大小由"安時數（AH）"這個指標反映，其含義是按規定的電流進行放電的時間。相同電壓的電池，安時數大的容量大；相同安時數的電池，電壓高的容量大，通常以電壓和安時數共同表示電池的容量，如12V/7AH、12V/24AH、12V/65AH、12V/100AH。
後備式UPS一般內置4AH或7AH的電池，其備用時間是固定的；線上式與線上互動式UPS有內置7AH電池的標準機型，也有外配大容量電池的長效機型，用戶可以根據需要實現的備用時間而確定配備多大容量的電池。
蓄電池是UPS的重要組成部分，占有很大的價值比重，並且其質量的好壞直接關係到UPS的正常使用，所以應慎重選擇有質量保證的正牌蓄電池。
使用技巧
UPS1、不間斷電源-如何延長UPS的供電時間？
延長不間斷電源系統的供電時間有兩種方法：
1．外接大容量電池組：可根據所需供電時間外接相應容量的電池組，但須注意此種方法會造成電池組充電時間的相對增加，另外也會增加占地面積與維護成本，故需認真評估。
2．選購容量較大的不間斷電源系統：此方法不僅可減少維護成本，若遇到負載設備擴充，較大容量的不斷電系統仍可立即運作。
2、UPS電源系統開、關機
1、第一次開機
(1）按以下順序合閘：儲能電池開關→自動旁路開關→輸出開關依次置於“ON"。
(2）按UPS啟動面板“開”鍵，UPS電源系統將徐徐啟動，“逆變”指示燈亮，延時1分鐘後，“旁路”燈熄滅，UPS轉為逆變供電，完成開機。經空載運行約10分鐘後，按照負載功率由小到大的開機順序啟動負載。
2、日常開機
只需按UPS面板“開”鍵，約20分鐘後，即可開啟電腦或其它儀器使用。通常等UPS啟動進入穩定工作後，方可打開負載設備電源開關（註：手動維護開關在UPS正常運行時，呈“OFF"狀態）。
3、關機
先將電腦或其它儀器關閉，讓UPS空載運行10分鐘，待機內熱量排出後，再按面板“關”鍵。
使用與維護
不間斷電源在使用不間斷電源系統的過程中，人們往往片面地認為蓄電池是免維護的而不加重視。然而有資料顯示，因蓄電池故障而引起UPS主機故障或工作不正常的比例大約為1/3。由此可見，加強對UPS電池的正確使用與維護，對延長蓄電池的使用壽命，降低UPS系統故障率，有著越來越重要的意義。除了選配正規品牌蓄電池以外，應從以下幾個方面入手正確地使用與維護蓄電池：
一、保持適宜的環境溫度。影響蓄電池壽命的重要因素是環境溫度，一般電池生產廠家要求的最佳環境溫度是在20－25℃之間。雖然溫度的升高對電池放電能力有所提高，但付出的代價卻是電池的壽命大大縮短。據試驗測定，環境溫度一旦超過25℃，每升高10℃，電池的壽命就要縮短一半。目前UPS所用的蓄電池一般都是免維護的密封鉛酸蓄電池，設計壽命普遍是5年，這在電池生產廠家要求的環境下才能達到。達不到規定的環境要求，其壽命的長短就有很大的差異。另外，環境溫度的提高，會導致電池內部化學活性增強，從而產生大量的熱能，又會反過來促使周圍環境溫度升高，這種惡性循環，會加速縮短電池的壽命。
二、定期充電放電。UPS電源中的浮充電壓和放電電壓，在出廠時均已調試到額定值，而放電電流的大小是隨著負載的增大而增加的，使用中應合理調節負載，比如控制微機等電子設備的使用台數。一般情況下，負載不宜超過UPS額定負載的60％。在這個範圍內，電池的放電電流就不會出現過度放電。
UPS因長期與市電相連，在供電質量高、很少發生市電停電的使用環境中，蓄電池會長期處於浮充電狀態，日久就會導致電池化學能與電能相互轉化的活性降低，加速老化而縮短使用壽命。因此，一般每隔2－3個月應完全放電一次，放電時間可根據蓄電池的容量和負載大小確定。一次全負荷放電完畢後，按規定再充電8小時以上。
三、利用通訊功能。目前，絕大多數大、中型UPS都具備與微機通訊和程式控制等可操作性能。在微機上安裝相應的軟體，通過串/並口連線UPS，運行該程式，就可以利用微機與UPS進行通訊。一般具有信息查詢、參數設定、定時設定、自動關機和報警等功能。通過信息查詢，可以獲取市電輸入電壓、UPS輸出電壓、負載利用率、電池容量利用率、機內溫度和市電頻率等信息；通過參數設定，可以設定UPS基本特性、電池可維持時間和電池用完告警等。通過這些智慧型化的操作，大大方便了UPS電源及其蓄電池的使用管理。
四、及時更換廢/壞電池。目前大中型UPS電源配備的蓄電池數量，從3隻到80隻不等，甚至更多。這些單個的電池通過電路連線構成電池組，以滿足UPS直流供電的需要。在UPS連續不斷的運行使用中，因性能和質量上的差別，個別電池性能下降、儲電容量達不到要求而損壞是難免的。當電池組中某個/些電池出現損壞時，維護人員應當對每隻電池進行檢查測試，排除損壞的電池。更換新的電池時，應該力求購買同廠家同型號的電池，禁止防酸電池和密封電池、不同規格的電池混合使用。
日常維護與檢修：
UPS不間斷電源(1)UPS電源在正常使用情況下，主機的維護工作很少，主要是防塵和定期除塵。特別是氣候乾燥的地區，空氣中的灰粒較多，機內的風機會將灰塵帶入機內沉積、當遇空氣潮濕時會引起主機控制紊亂造成主機工作失常，並發生不準確告警，大量灰塵也會造成器件散熱不好。一般每季度應徹底清潔一次。其次就是在除塵時，檢查各連線件和插接件有無鬆動和接觸不牢的情況。
(2)雖說儲能電池組目前都採用了免維護電池，但這只是免除了以往的測比、配比、定時添加蒸餾水的工作。但外因工作狀態對電池的影響並沒有改變，不正常工作狀態對電池造成的影響沒有變，這部分的維護檢修工作仍是非常重要的，UPS電源系統的大量維修檢修工作主要在電池部分。
a.儲能電池的工作全部是在浮充狀態，在這種情況下至少應每年進行一次放電。放電前應先對電池組進行均衡充電，以達全組電池的均衡。要清楚放電前電池組已存在的落後電池。放電過程中如有一隻達到放電終止電壓時，應停止放電，繼續放電先消除落後電池後再放。
b.核對性放電，不是首先追求放出容量的百分之多少，而是要關注發現和處理落後電池，經對落後電池處理後再作核對性放電實驗。這樣可防止事故，以免放電中落後電池惡化為反極電池。
c.平時每組電池至少應有8隻電池作標示電池，作為了解全電池組工作情況的參考，對標示電池應定期測量並做好記錄。
d.日常維護中需經常檢查的項目有：清潔並檢測電池兩端電壓、溫度；連線處有無鬆動，腐蝕現象、檢測連線條壓降；電池外觀是否完好，有無殼變形和滲漏；極柱、安全閥周圍是否有酸霧逸出；主機設備是否正常。
e.免維護電池要維護，不是什麼無稽之談，應從廣義的維護立場出發，做到運行、日常管理的周到、細緻和規範性，保證設備（包括主機設備）保持良好的運行狀況，從而延長使用年限；保證直流母線經常保持合格的電壓和電池的放電容量；保證電池運行和人員的安全可靠。這就是電池維護的目的，也是電池運行規程中包括的內容和進行規則。
(3)當UPS電池系統出現故障時，應先查明原因，分清是負載還是UPS電源系統；是主機還是電池組。雖說UPS主機有故障自檢功能，但它對面而不對點，對更換配件很方便，但要維修故障點，仍需做大量的分析、檢測工作。另外如自檢部分發生故障，顯示的故障內容則可能有誤。
(4)對主機出現擊穿，斷保險或燒毀器件的故障，一定要查明原因並排除故障後才能重新啟動，否則會接連發生相同的故障。
(5)當電池組中發現電壓反極、壓降大、壓差大和酸霧泄漏現象的電池時，應及時採用相應的方法恢復和修復，對不能恢復和修復的要更換，但不能把不同容量、不同性能、不同廠家的電池聯在一起，否則可能會對整組電池帶來不利影響。對壽命已過期的電池組要及時更換，以免影響到主機。
行業利害因素
1、有利因素
（1）市場需求不斷擴大
UPS 廣泛套用於信息、通信、電力、金融、政府、製造業、交通運輸、醫療衛生、公共安全等眾多領域。隨著信息產業在國民經濟中的地位越來越重要，我國將進一步加大在各行業特別是信息、通信、電力、金融、政府、製造業、交通運輸、醫療衛生、公共安全等領域的信息化建設投資，下游領域信息化建設步伐的加快，必然帶動市場對UPS 的需求。
（2）國際產業轉移的發展機遇
近 年來，已開發國家和地區加速向我國進行製造業轉移，國際著名廠商如伊頓、施耐德、艾默生、西門子等均在我國投資設廠。前瞻性較強的本土企業將充分把握住國際產業轉移的大好機遇，學習世界前沿技術和管理理念、引進高端人才和先進設備、擴大生產規模、提升產品質量、降低成本、積累經驗，逐步提高國際市場份額。
（3）工業化、信息化建設促進技術更新
我國正處於工業化、信息化建設的關鍵時期，眾多行業領域對UPS 的巨大需求量促使廠商們在高效、節能、環保等方面進行技術創新，不斷推出新產品，在滿足不同行業需求、促進國民經濟發展的同時，也推動了電力電子技術的進步，激發了UPS 行業內的良性競爭。
（4）產業政策扶持
電力電子裝置製造業屬於國家重點扶持的高新技術產業，近 年來，國家頒布了一系列發展政策和發展規劃以鼓勵本行業的發展，具體情況請參閱本章節“二、本公司所處行業的基本情況——（一）行業主管部門、監管體制與主要法律法規及政策”。
2、不利因素
（1）技術基礎薄弱
UPS製造商只有掌握核心技術，並具備自主研發及創新能力，才能取得發展的主動權。目前國內多數中小規模廠家普遍缺乏大功率電源控制技術、電路保護技術、系統集成技術等核心技術，部件和整機的製造工藝水平距離標準化大批量生產的要求較遠，在設計能力、工藝技術及新材料套用研究等方面也與國際先進水平差距較大。此外，國內廠商對於信息化建設的投入大都停留在基礎硬體方面，軟體投入相對不足，對現有網路和信息資源的利用不夠，導致產品競爭力不強，企業發展受到限制。
（2）原材料價格波動，少數電力電子器件依賴進口
近 年來，國際市場的銅、鉛、鋼材等基礎原材料價格波動較大。儘管可與下遊客戶協商調整價格，進行成本轉移，但總體而言，原材料價格的波動將為UPS廠商帶來一定的成本控制壓力。此外，生產高端UPS 產品所必需的部分電力電子器件主要依賴進口，生產成本偏高、外幣匯率波動等因素也會在一定程度上阻礙本土廠商的發展。
解決方案
方案總述
電力操作電源是為電力系統中控制和保護設備提供獨立電源的設備。同時，一些重要的動力負荷電源，如保證發電機組，大型廠用電設備起停的潤滑油泵電源系統，氫密封油電系統電源，主要的熱工動力電源，以及UPS不間斷電源和事故照明電源系統等，由於安全性和可靠性要求極高，需要採用與控制電源系統同等可靠的直流電源系統供電。因此，電力系統直流操作電源對於可靠性的要求極高。無論是大型樞紐變電站，中小型變電站站，還是核電站，水、火力發電廠等，均要求直流供電系統的高可靠性。通過對電源系統的的合理設計，各分立部件的可靠性保證及協同工作，以及冗餘配置方案，可以滿足電力系統對於直流操作電源系統的高可靠性要求。
解決方案
圖示為完整的工程解決方案示例。整個系統的能源由市電與蓄電池組共同提供。
不間斷電源電廠是一個自動化程度很高的特殊生產企業，自動化的生產設備依賴於供電系統的安全、穩定運行。在現代化的發電廠中，大容量機組發電機的DCS控制系統，包括各種熱工自動裝置，如自動調節用組裝儀表、汽輪機電液數字調節裝置、鍋爐聯鎖及安全監察系統FSSS、汽機監視儀表（TSI）、協調控制系統（CCS）等，都需要有一個可靠的電源，該電源要求無論在機組本身廠用電中斷還是電網故障時，都不應中斷供電，這就要求大容量機組中不但有可以使機組安全停機的事故保全電源，而且要求有一個為控制、監視裝置及事故後狀態參數記錄裝置提供高供電品質且不間斷供電的交流不停電電源。
1、DCS系統電源保護方案：
市面上電力專用電源採用冗餘供電系統，針對電力系統套用負載及環境，運用先進技術製造的工業級交流保護電源，能夠充分滿足電力DCS系統等負載對供電可靠性的要求。
DL31電力UPS套用方案（圖：UPS套用方案）
方案的優點：
1） 為電力行業量身定製的專業型UPS，適應電力行業內部的惡劣電網環境，既滿足了電力行業的負載需求，又可以讓用戶不必再為負載的三相不平衡而煩惱。
2） 1+1冗餘並聯的工作方式，讓本來已經很可靠的供電系統再增加一把安全鎖，滿足電力行業用戶對UPS高可靠性指標的極限需要。
3） 充分利用電力行業的220V/110V大容量電池組，可最大限度的延長UPS的後備時間，並節省電池組的安裝空間和前期投資。
4） 選配旁路隔離變壓器，實現輸入與輸出的完全隔離，並可保證輸出的零地電壓<1V。
5） 豐富的乾接點監控信號，可納入電廠自身的DCS監控系統；出現問題，及時上報，便於值班人員對UPS的實時監控
大型數據中心解決方案
大型數據中心解決方案大型數據中心的基礎設施系統主要分電源、環境控制和機房監控管理系統。由於大型數據中心承載企業、集團、機構的核心業務，重要性高，不允許業務中斷。因而大型數據中心一般根據TIA942標準的Tier4標準建設，可靠性要求99.99999%以上，以保證異常故障和正常維護情況下，數據中心正常工作，核心業務不受影響。
1、電源系統，通常選用多路市電源互為備份，並且機房設有專用柴油發電機系統作為備用電源系統，市電電源間、市電電源和柴油發電機間通過ATS（自動切換開關）進行切換，為數據中心內UPS（不間斷供電電源）、機房空調、照明等設備供電。由於大型數據中心業務重要性，通常採用雙母線的供電方案供電，滿足大型數據中心伺服器等IT設備高可靠性用電要求。雙母線供電系統，有兩套獨立UPS供電系統（包含UPS配電系統），在任一套供電母線（供電系統）需要維護或故障等無法正常供電的情況下，另一套供電母線仍能承擔所有負載，保證機房業務供電，確保數據中心業務不受影響。在UPS輸出到伺服器等IT設備輸入間，選用SPM（伺服器電源管理器）進行電源分配和供電管理，實現對每台機櫃用電監控管理，提高供電系統的可靠性和易管理性。對於雙路電源的伺服器等IT設備，直接從雙母線供電系統的兩套母線引人電源，即可保證其用電高可靠性。對於單路電源的伺服器等IT設備，通常選用STS（靜態切換開關）為其選擇切換一套供電母線供電。在供電母線無法正常供電時，STS將自動快速切換到另一套供電正常的母線供電，確保伺服器等IT設備的可靠用電。
2、環境控制系統，通常選用機房精密空調對數據中心的環境調節，確保伺服器等IT設備的運行環境。對於發熱量大的伺服器等IT設備，通常選用高通孔率（一般大於70%）網孔門的機櫃，提高機櫃進出風量；將機櫃面對面、背對背布置，在機房內形成冷熱隔離的風道，提高製冷效率；空調採用下送風方式，確保機房送風均勻，提高製冷效率。
在某些功率密度特別高場合（發熱量超過5kw/機櫃），往往容易產生局部熱點，形成故障隱患。為消除局部熱點，需要採用相應的高熱密度解決方案，如開放式方案即為在局部熱點發生處加裝製冷終端XD，加強局部製冷能力，以消除局部熱點；封閉式方案即為高功率密度設備放置在封閉機櫃內，通過機櫃內製冷循環，高效率製冷散熱。
3、機房監控管理系統，大型數據中心需要對電源、空調等設備運行狀態進行管理，同時還需要對機房內環境，如溫濕度、漏水、煙感等參量進行監控，確保數據中心工作在一個正常的範圍之內。並對數據中心設備運行參數和環境量實時監控和管理，同時遠程監控和管理，實現機房無人值守。
ups電源
基本組成及作用
一般UPS電源，主要由充電器(CHARGER)、逆變器(INVERTER)、靜態開關(SYATICSWITCH)、蓄電池(BATTERY)4大部分和控制部分組成。
UPS電源各部分功能簡述如下：
1.充電器的作用
從主電源吸收能量，經過橋式可控矽整流電路、阻容濾波電路，產生直流電，並將直流電提供給蓄電池和逆變器。
2.逆變器的主要作用
將充電器或蓄電池送來的直流電轉變成交流電輸出。有的也稱逆變器為DC/AC變流器，它是UPS電源的核心部件，逆變器性能的好壞，對UPS電源輸出波形、效率、可靠性、瞬態回響、噪聲、體積、重量等方面有著決定性的影響。一台UPS電源性能好壞，主要是由逆變器的性能來決定的。
3.靜態開關的主要作用
靜態開關主要作用是保證UPS電源系統不間斷供電。當UPS電源正常供電時，逆變器輸出交流電作為計算機設備的主要電源(或者由市電經穩壓器後直接供計算機用電)。在下列情況出現時:
①當計算機設備起動或發生浪涌超負載;
②當逆變器發生故障。
通過電壓檢測信號，靜態開關迅速將負載由逆變器供電轉移到市電供電。一旦恢復正常，經檢測市電與逆變器電壓同步、同頻時，又轉為逆變器供電。靜態開關，就是完成轉換並保證轉換可靠、不間斷供電的關鍵設備。
4.蓄電池的主要作用
蓄電池是儲存電能的裝置。在正常供電時，直流電源對蓄電池進行充電。它將電能轉換成化學能貯存起來。當市電中斷時，UPS電源將依靠儲存在蓄電池中的能量輸出直流電，維持逆變器的正常工作。即將化學能轉換成電能，供逆變器使用。
5.控制部分的主要作用控制部分在UPS電源中起著十分重要的作用。通過合理的控制，使UPS電源按設計要求給計算機提供穩定可靠的電能
監控系統
總控站（後台）
由監控站、工程維護站、系統接口等構成，運用管理分析軟體處理接收的數據並通過Web發布。工程維護人員登錄伺服器可查看全廠所有線上設備的運行狀態以及完善的歷史、實時數據分析統計。
設備控制站
根據現場設備需要，可選擇監控功能儀或設備運行狀態信息採集儀（EII）。EII通過RS-232/485連線埠與電能表、電池採集模組、直流屏、UPS等智慧型設備通信，將監測數據轉換為符合通信協定的數據包，接入區域網路，傳送至主控室伺服器。獨立完整的ES包括以下部分：
系統主機：由下行串口通道、數據處理器、顯示器、上行串口通道組成。下行串口通道通過RS-485匯流排訪問電池電壓採集模組，採集數據，管理電壓採集模組，數據處理器完成數據解壓、數據計算、存儲管理，將處理後的數據一部分送往顯示器，另一部分由上行串口通道傳送至協定處理器，或傳給上一層管理系統。
數據採集組：可根據用戶需要確定採集數據要求及配置相應採集儀器，一般由電池電壓採集模組、電流、溫度、功率等組成，模組間隔離良好、絕緣性強，可靠性、安全性高。數據採集可分組，每個模組可對一定數量電池進行電壓採集，可配備電流、溫度感測器，模組間與系統主機一般採用RS-485連線。
協定處理器：具有協定處理程式的接口板，處理各種通信協定。可實現：①將主機傳送的電池電壓、電流、溫度等信息按約定協定編碼、打包、傳送至遠程伺服器;②將遠程伺服器發出的遙控、遙調指令經過解碼發給主機，實時控制。
放電模組：可快速測出電池直流內阻，瞬間測試電池性能，大功率放電模組可提供瞬間大電流衝擊負荷。
遠程伺服器：實現區域網路內計算機數據通信，通過局域崗遠程訪問現場的蓄電池監測系統，接收、分析數據，通過Web伺服器發布數據。
通信網路
聯網現場設備各分站（採集監控站），採用光纖作為數據通信主幹線，組成全廠UPS和直流電源線上監控的區域網路。
技術套用
一、概述
隨著經濟的飛速發展以及基層央行對網路建設認識的不斷加深，中心機房建設和改造，近幾年如火如荼。但隨之而來的就是日益龐大的電費開銷，中心機房在建設中的投資，其中電氣、電源、製冷等系統設施占了一半以上的投資比例，高額的電能消耗使得整個數據中心運行成本居高不中心機房面臨“建得起卻用不起”的尷尬境地。
降低中心機房的運營成本和節能降耗成了基層央行有關部門關注的問題，節約能源可以從以下幾方面入手。首先是機房環境的節能，包括製冷環境、供電環境;其次是從IT硬體設備節能，減少IT設備的能耗;最後是IT設備內部各積體電路的節能，比如CPU的節能等。UPS處於交流供電環節的最重要一環，機房幾乎所有的IT設備由UPS供電，提高運行時的能效勢在必行。UPS的節能必須從方案、電池、配電等方面全方位進行。
二、按需擴容的柔性規劃
一般地市級中心機房的建設都不是一步到位，會考慮今後未來5到10年的需求，但是UPS一般都是一步到位，一次就安裝了2套大功率的UPS並機，結果初期負載只有規劃容量的10%～20%，沒等承載所規劃的負載就進入了設備淘汰期。這不僅造成投資的浪費，而且也無法使UPS運行在較高的效率點，造成電能的浪費。如何避免這種情況的發生，從UPS供電系統角度考慮，應該包括以下幾個方面。
供電方案設計
(一)供電方案設計
目 前UPS供電方案主要有分散供電、集中供電2種。分散供電的特點是一台UPS為一台或多台負載設備供電。分散供電的好處是分散風險，不會因為一台UPS供電異常而造成大面積停電;缺點是UPS分散布置，不便管理，而且布線不易規劃。另一種是採用集中供電方案，由一套大功率的UPS供電系統直接對機房的所有負載供電。集中供電的好處是便於規劃、管理方便、維護方便;缺點是如果UPS系統異常，容易引起大面積停電事故，此缺點可以通過採用各種並聯構架來避免。因此，以上兩種方案各有優缺點，目 前的中心機房一般都採用集中供電方案，也集中了供電的風險。當機房UPS裝機總容量超過一定限度時，建議將機房按幾期規劃分成幾個區域進行供電。
(二)UPS線上並機擴容功能
機房UPS容量的規劃，可以根據不同時期的負載容量要求採用逐步擴容的方案，使投資方案更經濟，同時也能使UPS工作於較佳的效率點。目 前中、大功率段的UPS均已經具備冗餘並機功能，不僅提高了系統的可靠性，同時也為機房擴容提供了條件。只要規劃時在UPS前後配電箱預留足量的空氣開關，並在機房規劃相應空間，即可實現UPS並機擴容功能。關鍵是並機的過程處理，多種品牌UPS並機時需要對UPS的設定進行修正，此時要求UPS必須在維修旁路狀態工作，UPS由市電直接帶載，如果此時市電波動較大甚至停電，將造成系統的大面積癱瘓。所以並機擴容必須具備線上並機功能，即UPS並機擴容時，只需將新增UPS軟體修改至與原UPS系統一致後，在不關閉原有UPS系統的情況下直接將新增UPS併入原有系統即可，擴容前後，UPS均工作於線上模式下，避免切換至旁路供電的高風險操作。
採用模組化
(三)採用模組化UPS實現逐步擴容
目 前，模組化UPS已經開始在國內套用，模組化UPS特點主要包括：可擴容、平均故障修復時間(MTTR)短、可經濟實現“N+X”冗餘並機。以台達C系~IJUPS為例，每個模組為20kVA，整個系統最大可擴容至160kVA，可以根據機房的實際容量需求，逐步擴容，只要在機房初期規劃好配電容量即可。同時，實現“N+X”冗餘比較划算，以60kVA的容量要實現“N+I”冗餘為例，傳統方案必須擴容一台60kVAUPS，而採用模組化UPS，則只需擴容一個20kVA的模組即可，節省大筆資金的投入。
三、提高UPS自身能效，最佳化負載效率曲線
目 前UPS均為線上式雙變換構架，在其工作時整流器、逆變器均存在功率損耗。以一個容量為60kVA的UPS為例，每度電按1.2元計算，UPS效率每提高1%，一年節省的電費為5045.76元。可見提高UPS的工作效率，可以為數據中心節省一大筆電費，也是降低整個機房能耗的最直接方法。因此採購UPS應儘量採購效率更高的UPS。
當然UPS效率高不僅僅是滿載時效率高，同時也必須具備一個較高的效率曲線，特別是在“1+1”並機系統時，根據系統規劃，每台UPS容量不得大於50%，如果此次效率僅為90%以下，就算滿載效率達到95%以上，也是沒有意義的，所以要求UPS必須採取措施最佳化效率曲線，使UPS效率在較低負載時也能達到較高的效率。
除了提高UPS自身的效率之外，UPS的一些功能也可加以利用。比如像ECO經濟運行模式，其原理是在較好的市電環境下，激活此功能，使UPS由靜態旁路直接供電，此時逆變器處於待機狀態，正常工作但不輸出能量，_旦市電異常，UPS立即切換到逆變器供電狀態，切換時間一般在1毫秒以內，由於逆變器處於待機狀態，所以自身損耗很小，此時UPS的整機效率可以達~1J97%以上，比正常模式減少3%以上的損耗。
使用ECO模式必須具備2個條件：一是靜態旁路必須採用兩組高可靠晶閘管，不得採用接觸器加晶閘管的組合，因為接觸器吸合時接觸點會打火，一般工作數百次之後就不能正常工作，而晶閘管則不存在此問題，同時可以縮短切換時間。二是建議在較好的電力環境下使用，比如一級供電單位等。
四、降低輸入電流諧波，提高功率因數
諧波產生的根本原因是由於電力線路呈現一定阻抗，等效為電阻、電感和電容構成的無源網路。由於非線性負載產生的非正弦電流，造成電路中電流和電壓畸變，稱為諧波。諧波的危害包括：引起電氣組件附加損耗和發熱(如電容、變壓器、電機等);電氣組件溫度升高，效率低，加速絕緣老化，降低使用壽命;干擾設備正常工作;無功功率增加，電力設備有功容量降低(如變壓器、電纜、配電設備);供電效率低;出現諧振，特別是柴油發電機發電時更嚴重;空開跳閘、熔絲熔斷、設備無故損壞。UPS對電網而言是一個非線性負載，在工作時會產生大量的諧波。以配置6脈衝整流器的UPS為例，其輸入功率因數一般為0.75左右，諧波大於30%。
降低諧波方法
(一)12脈衝整流器
其原理是在原有6脈衝整流器基礎上，在輸入側增加一個移相變壓器和6脈衝整流器。採用該技術方案後，可以將諧波降低至10%左右。優點是較為簡單，諧波改善明顯;缺點是對功率因數改善有限，價格略高。
(二)無源濾波器
依據LC濾波電路原理，對UPS產生的諧波進行濾除，並對功率因數進行補償。優點是技術簡單，成本較低;缺點是只能補償將點階次的諧波，同時受負載阻抗影響較大，無法適用於全功率段。
(三)有源濾波器
原理是利用可控的功率半導體器件向電網注入與諧波源電流幅值相等、相位相反的電流，使電源的總諧波電流為零，達到實時補償諧波電流的目的。優點是可以補償多個階次的諧波，且不受負載阻抗大小的影響;缺點是購置成本較高。
(四)高頻IGBT整流及PFC功率因數校正電路設計
整流器原理是採用高頻率PWM控制IGBT導通，對輸入電壓波形進行分割，使輸入的電流波形儘量接近正弦波，並對輸入電壓和電流相位差進行補償。優點是體積輕，價格便宜，效果好;缺點是技術結構複雜，不易維護，受功率器件影響，目 前容量大小受到限制。
以上幾種技術，性能及投資對比，可以根據實際需求選擇合適的方案。
五、電池管理及配電管理技術
UPS都配備了電池，用戶在電池組上的投資往往占整個UPS供電系統投資的很大比例，甚至超過UPS本身的投資，而電池的使用年限明顯低於UPS主機。由於電池主要材料是重金屬鉛、硫酸和不易分解的塑膠，都會對環境造成嚴重的污染。因此減少電池使用數量，延長電池循環使用壽命，不僅節省直接和間接的電池投資，而且還減少整個機房設備對環境的污染。所以UPS可以通過以下幾個技術實現電池的節能。
(一)並機共用電池組功能
共用電池組原理是通過特殊的整流器隔離故障，使並機系統中的2台或多台UPS的整流同步，母線均流，使系統中的各台UPS母線直接並聯，然後將滿足系統後備時間要求的電池並聯後接人並聯母線系統中，實現電池的共享，減少電池投資。以“1+1”為例，傳統的UPS方案，系統後備—小時，考慮其中一台UPS故障時，UPS2的電池不能為UPS1使用，所以UPS1和UPS2必須各配置一套-4,時的電池組，才能保障系統在斷電後還能備用一小時。採用共用電池組方案後，因為UPS1故障後，系統中的電池仍能為UPS2提供能量，所以整個系統僅需配置一套一小時電池即可。這不僅節省了電池直接投資，同時也節約機房在空間、承重及空調等方面的投資，也降低了對環境的污染。
(二)智慧型電池管理技術
影響電池壽命的因素有很多，主要包括溫度、充電、放電、循環次數等。如果能夠對上述幾個因素進行綜合處理，可以大大延長電池的使用壽命，延長電池更換周期，節約電池投資。UPS的智慧型電池管理擊包括：電池均浮充管理(均浮充控制)、充電溫月智慧型放電終止電壓控制，除此之外還應具備電動檢測和電池漏液檢測功能。另外還可以選壓範圍較寬的UPS，減少電池放電次數。通過上述幾種技術，可大幅度延長電池壽命2--3年。
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