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浅谈UPS电源在广电网络中的应用与维护

1.概述

由于UPS电源应用了先进的控制技术,大大的提高了功率密度,在线维护的设计科学方便,即使维修也不需要断电,只要将UPS电源转换到维修模式,就可以在持续供应负载电力的状况下安全的进行在线维修。如果做了N+1并联冗余的规划,即使在维修的时候市电发生中断,贵重设备也能得到不间断的高品质电力供应。UPS电源在市电电源故障的情况下能有效正常的为广电网络公司前端机房设备提供可靠的电源保障。

2.UPS电源的应用及特点

UPS电源广泛应用于工业、通讯、国防、医院、广播电视、计算机业务终端、网络服务器、网络设备、数据存储设备等领域。UPS电源N+1并联冗余的规划,提供最可靠的电源解决方案。N+1并联冗余意味着随时都有多一台的UPS电源为重要设备提供保障。规划电源系统时,比额定容量增加一台,这样,当系统中任何一台UPS电源发生故障时,都能因为这额外增加的一台UPS电源,使得电源系统能够不间断的重要设备提供高品质的电力,使得系统更加可靠。同时先进的均流技术使得并联运行下的每一台UPS电源平均分担着负载电流,在提高系统可靠性的同时,也延长了UPS电源的使用寿命。

如何选配UPS电源。首先考虑UPS电源容量的选择。各种UPS(品牌)电源容量一般都以视在功率标注其标称值,视在功率的单位为VA,而机房、光节点等设备上的功率一般以有功功率标注,其单位为W,因此需要UPS电源的输出换算为有功功率,即P=VA×Cosφ,UPS电源所带负载太重会影响到电源本身的使用寿命和可靠性,负载太轻不仅会造成设备投资的浪费,而且会使电池长期小电流放电而造成深度放电,使电池受到不可修复的损害,因此合理的UPS电源负载应是其额定有功功率的25%-80%。其次按用途确定UPS的类型。根据负载对UPS电源的输出容量,输出电压、频率的稳定度,输出波形、切换时间以及保护功能、并机备份功能来确定选配:工频在线机、高频在线机、高频在线式、在线互动式和后备式UPS电源。工频在线式和高频在线式它们在应用技术上均采用高频技术的结构,两者区别主要在(1)工频在线式输出功率因素为0.8-1滞后,而高频在线式是0.7,(2)工频在线式带有输出隔离变压器,而高频在线式没带输出隔离变压器。

UPS电源的功率大小由几个因素决定,负载功率的大小,一般情况下UPS电源的功率是负载功率除以0.8的大小,但为了保障UPS最佳工作状态,一般是除以0.6,例如一个机房的设备总耗电量为5KW,那么UPS电源要选择大于10KVA以上的电源,才能保障机房的设备正常工作。常见的UPS电源有三进单出额定容量分别为10-300kVA,三进三出额定容量分别为10-300kVA,单进单出额定容量分别为3-10kVA等机型。该系列UPS电源产品既可实现(N+1)并机、(N+1)热备份也可以单机使用。UPS电源的特点:全数字触摸屏大屏幕LCD中文显示,UPS电源工作模拟流程图显示;双变换真在线式设计,采用DSP技术UPS电源具有完善的保护功能和高可靠性;灵活的并机技术适用于不同负载及系统,可单机,N+1并机运行,也可进行(N+1)热备份运行;系统具有短路保护功能;UPS电源的输入、输出端对地能承受2800VDC漏电流小于1.0mA的高压绝缘测试;输出变压器的隔离作用,使负载减小谐波电流及市电的干扰;DSP全数字控制技术,使控制精确、快速、可靠、稳定;整流器输入加隔离变压器,旁路加隔离和稳压(须加旁路柜);强大的智能监控功能,提供RS232、RS458接口、内置Moden接口,可选内置SNMP卡。

3.UPS电源的使用与维护

UPS电源在使用和维护中要注意的要点:(1)为了避免负载在启动瞬间产生的冲击电流对UPS电源造成损坏,在使用时应首先给UPS电源供电,使其处于旁路工作状态,然后再逐个打开负载,这样就避免了负载电流对UPS电源的冲击,使UPS电源的使用寿命得以延长。关机顺序可以看做是开机顺序的逆过程,首先逐个关闭负载,再将UPS电源关闭。(2)在开机之前,首先需要确认输入市电连线的极性是否正确,以确保人身安全。注意负载总功率不能大于UPS电源的额定功率。应避免UPS电源工作在过载状态下,以保证UPS电源能够正常工作。(3)在市电中断后,UPS电源由电池组供电并自动关机后,不要再利用UPS电池组供电开机,以避免电池因过量放电而损坏。当市电发生异常而转为UPS电池组供电时,应及时关闭负载并关机,待市电恢复正常再开机使用。(4)在使用环境中,UPS对环境温度的要求,通常在0℃~40℃都能正常工作。但防尘问题同样也困扰着UPS,UPS的使用环境要求清洁、少尘、干燥,灰尘和潮湿的环境会引起UPS工作不正常。而UPS电池组对温度要求则较高,标准使用温度为25℃,平时最好温度控制在15℃~30℃这个范围。温度过低不但会减小电池组的容量,还会进一步影响UPS的使用寿命。另外,UPS的防磁能力也不是很好。所以不应把强磁性物体放在UPS上,否则会导致UPS工作不正常或损坏机器。(5)UPS的电池组会存在自放电现象,如果长期放置不用会导致电池组的损坏,因此需要定期进行充放电。如果使用的是免维护的吸收式电解液系统电池,在正常使用时不会产生任何气体,但是如果用户使用不当而造成了电池组过量充电就会产生气体,并出现电池组内压增大的情况,严重时会使电池鼓涨、变形、漏液甚至破裂,如果发现这种现象应立即更换电池组。(6)由于UPS的电池组电压很高,对人体存在一定的电击危险,所以在装卸导电连接条和输出线时应具有安全保障,采用的工具应绝缘,特别是输出接点更应该有防止触电的设置。(7)在UPS的充电过程中,如果充电电压过高会导致电池组的过量充电,反之则会造成电池组的充电不足。当充电电压不正常的时候,可能会让电池配置数据产生错误。因此在安装电池组时,一定要注意电池规格和数量的正确性,不同规格、不同品牌的电池应尽量避免混用,外接充电器也最好不要采用低价劣质产品。(8)充电电流与UPS的电压要求类似,在对UPS电池组进行充放电时应尽量避免过大的电流通过。虽然有的时候UPS的电池组可以接受一定程度的大电流,但在实际操作中还是应该尽量避免,否则会使电池极板变形,导致电池内阻增大,严重时电池容量将会严重下降,导致电池组寿命大幅缩短。(9)放电深度,UPS的放电深度对电池使用寿命的影响也是非常大的,电池放电深度越深,其循环使用次数就越少,因此在使用时应避免电池的深度放电。虽然有些品牌的UPS拥有放电保护功能,但是如果UPS处于轻载放电或空载放电的情况下,也会让电池深度放电,从而影响电池组的使用寿命。(10)做好UPS电源的防雷接地,接地电阻≤4Ω,确保其始终处于良好的接地状态。

4.结束语

随着UPS电源智能化程度的不断提高,UPS电源已不仅是电网停电后继续为设备提供可靠的电源,而是一个局部的高度可靠,性能齐全、高智能化的供电中心,对于保证信息网络的数据安全和广播电视网络安全播出、传输有着非常重要的作用,做好UPS电源的防雷保护工作具有重要的现实意义。

参考文献:

[1]齐志勇;机房动力配电机UPS电源配置探讨[J];技术与市场;2011年第09期.

[2]宋清山;UPS电源的正确使用与维护[J];家用电器.消费;2000年第05期.

[3]潘光午;如何延长UPS中电池组的使用寿命[J];大众用电;2004年第11期.

作者:洪 睿,洪维龙 来源:信息与电脑(理论版) 2012.01 点击数: 发布时间:2013年12月26日
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