、UPS電源系統的使用與維護
1 、UPS電源系統開、關機
1.1 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→輸出開關依次置于“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分鐘后，“旁路”燈熄滅，UPS轉為逆變供電，完成開機。
經空載運行約10分鐘后，按照負載功率由小到大的開機順序啟動負載。
1.2 日常開機
只需按UPS面板“開”鍵，約20分鐘后，即可開啟電腦或其它儀器使用。通常等UPS啟動進入穩定工作后，方可打開負載設備電源開關（注：手動維護開關在UPS正常運行時，呈“OFF"狀態）。
1.3 關機
先將電腦或其它儀器關閉，讓UPS空載運行10分鐘，待機內熱量排出后，再按面板“關”鍵。
2、UPS電源系統使用注意事項
UPS電源系統因其智能化程度高，儲能電池采用了免維護蓄電池，這雖給使用帶來了許多便利，但在使用過程中還應在多方面引起注意，才能保證使用安全。
(1)UPS電源主機對環境溫度要求不高，+5℃～40℃都能正常工作，但要求室內清潔，少塵，否則灰塵加上潮濕會引起主機工作紊亂。儲能蓄電池則對溫度要求較高，標準使用溫度為25℃，平時不能超過+15℃～+30℃。溫度太低，會使儲電池容量下降，溫度每下降1℃，其容量下降1％。其放電容量會隨溫度升高而增加，但壽命降低。如果在高溫下長期使用，溫度每高10℃，電池壽命約降低一半。
(2)主機中設置的參數在使用中不能隨意改變。特別是對電池組的參數，會直接影響其使用壽命，但隨著環境溫度的改變，對浮充電壓要做相應調整。通常以25℃為標準，環境溫度每升高或降低1℃時，浮充電壓應增加18mV（相對于12V蓄電池）。
(3)在無外電靠UPS電源系統自行供電時，應避免帶負載啟動UPS電源，應先關斷各負載，等UPS電源系統起動后再開啟負載。因負載瞬間供電時會有沖擊電池，多負載的沖擊電流和加上所需的供電電流會造成UPS電源瞬間過載，嚴重時將損壞變換器。
(4)UPS電源系統按使用要求功率余量不大，在使用中要避免隨意增加大功率的額外設備，也不允許在滿負載狀態下長期運行。但工作性質決定了UPS電源系統幾乎是在不間斷狀態下運行的，增加大功率負載，即使是在基本滿載狀態下工作，都會造成主機出故障，嚴重時將損壞變換器。
(5)自備發電機的輸出電壓，波形、頻率、幅度應滿UPS電源對輸入電壓的要求，另久發電機的功率要遠大于UPS電源的額定功率，否則任一條件不滿，將會造成UPS電源工作異常或損壞。
(6)由于組合電池組電壓很高，存在電擊危險，因此裝卸導電聯接條、輸出線時應用安全保障，工具應采用絕緣措施，特別是輸出接點應有防觸摸措施。
(7)不論是在浮充工作狀態還是在充電、放電檢修測試狀態，都要保證電壓、電流符合規定要求。過高的電壓或電流可能會造成電池的熱失控或失水、電壓、電流過小會造成
電池虧電，這都會影響電池的使用壽命，前者的影響更大。
(8)在任何情況下，都應防止電池短路或深度放電，因為電池的循環壽命和放電深度有關。放電深度越深、循環壽命越短。在容量試驗中或是放電檢修中，通常 放電達到容量的30％～50％就可以了。
(9)對電池應避免大電流充放電，雖說在充電時可以接受大電流，但在實際操作中應盡量避免，否則會造成電池極板膨脹變形，使得極板活性物質脫落，電池內阻增大，溫升越高，嚴重時將造成容量下降，壽命提前終止。
3、日常維護與檢修
(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。特別是氣候干燥的地區，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，并發生不準確告警，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，檢查各連接件和插接件有無松動和接觸不牢的情況。
(2)雖說儲能電池組目前都采用了免維護電池，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并沒有改變，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后電池。放電過程中如有一只達到放電終止電壓時，應停止放電，繼續放電先消除落后電池后再放。
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后電池，經對落后電池處理后再作核對性放電實驗。這樣可防止事故，以免放電中落后電池惡化為反極電池。
c.平時每組電池至少應有8只電池作標示電池，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并做好記錄。
d.日常維護中需經常檢查的項目有：清潔并檢測電池兩端電壓、溫度；連接處有無松動，腐蝕現象、檢測連接條壓降；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，不是什么無稽之談，應從廣義的維護立場出發，做到運行、日常管理的周到、細致和規范性，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，一定要查明原因并排除故障后才能重新啟動，否則會接??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，應及時采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。

賽能蓄電池以12V電池為例，若開路電壓高于12.5V，則表示賽能電池儲能還有80%以上，若開路電壓低于12.5V，則應該立刻進行補充充電。若開路電壓低于12V，則表示賽能電池存儲電能不到20%，賽能電池不堪使用。賽能蓄電池在短路狀態時，其短路電流可達數百安培。短路接觸越牢，短路電流越大，因此所有連接部分都會產生大量熱量，在薄弱環節發熱量更大，會將連接處熔斷，產生短路現象。賽能蓄電池局部可能產生可爆氣體(或充電時集存的可爆氣體)，在連接處熔斷時產生火花，會引起賽能蓄電池爆炸;若賽能蓄電池短路時間較短或電流不是特別大時，可能不會引起連接處熔斷現象，但短路仍會有過熱現象，會損壞連接條周圍的粘結劑，使其留下漏液等隱患。

所以在使用賽能蓄電池的過程中，我們一定要注意，要正確使用賽能蓄電池，可能不能有短路產生。在安裝賽能蓄電池時，應使用的工具應采取絕緣措施，連線時應先將賽能電池以外的電器連好，經檢查無短路，最后連上賽能蓄電池，布線規范應良好絕緣，防止重疊受壓產生破裂。通過這些細致的工作，才能更好的預防賽能蓄電池短路，使鉛酸賽能蓄電池更安全的使用，壽命也更長。

不同類型的賽能電池內阻不同。相同類型的電池，由于內部化學特性的不一致，內阻也不一樣。電池的內阻很小，我們一般用毫歐的單位來定義它。內阻是衡量電池性能的一個重要技術指標。正常情況下，內阻小的電池的大電流放電能力強，內阻大的電池放電能力弱。

在放電電路的原理圖上來說，我們可以把電池和內阻拆開考慮，分為一個完全沒有內阻的電源串接上一個阻值很小的電阻。此時如果外接的負載輕，那么分配在這個小電阻上的電壓就小，反之如果外接很重的負載，那么分配在這個小電阻上的電壓就比較大，就會有一部分功率被消耗在這個內阻上（可能轉化為發熱，或者是一些復雜的逆向電化學反應）。一個可充電電池出廠時的內阻是比較小的，但經過長期使用后，由于電池內部電解液的枯竭，以及電池內部化學物質活性的降低，這個內阻會逐漸增加，直到內阻大到電池內部的電量無法正常釋放出來，此時電池也就“壽終正寢”了。絕大部分老化的電池都是因為內阻過大的原因而造成無使用價值，只好報廢。因此我們更應該注重的是電池放出的容量而不是充入的容量。

一、內阻不是一個固定的數值

麻煩的一點是，電池處于不同的電量狀態時，它的內阻值不一樣；電池處于不同的使用壽命狀態下，它的內阻值也不同。從技術的角度出發，我們一般把電池的電阻分為兩種狀態考慮：充電態內阻和放電態內阻。

1.充電態內阻指電池完全充滿電時的所測量到的電池內阻。

2.放電態內阻指電池充分放電后（放電到標準的截止電壓時）所測量到的電池內阻。

一般情況下放電態的內阻是不穩定的，測量的結果也比正常值高出許多，而充電態內阻相對比較穩定，測量這個數值具有實際的比較意義。因此在電池的測量過程中，我們都以充電態內阻做為測量的標準。

二、內阻無法用一般的方法進行準確測量

或許大家會說，高中物理課上有教用簡單公式+電阻箱計算電池內阻的方法……但物理課本上教的用電阻箱推算的算法精度太低，只能用于理論的教學，在實際應用上根本無法采用。電池的內阻很小，我們一般用微歐或者毫歐的單位來定義它。在一般的測量場合，我們要求電池的內阻測量精度誤差必須控制在正負5％以內。這么小的阻值和這么準確的要求必須用專用儀器來進行測量。

三、目前行業中應用的電池內阻測量方法

行業應用中，電池內阻的準確測量是通過專用設備來進行的。下面我來說說行業中應用的電池內阻測量方法。目前行業中應用的電池內阻測量方法主要有以下兩種：

1.直流放電內阻測量法

根據物理公式Ｒ=Ｕ/Ｉ，測試設備讓電池在短時間內（一般為2～3秒）強制通過一個很大的恒定直流電流（目前一般使用40A～80A的大電流），測量此時電池兩端的電壓，并按公式計算出當前的電池內阻。

這種測量方法的準確度較高，控制得當的話，測量精度誤差可以控制在0.1％以內。

但此法有明顯的不足之處：

（1）只能測量大容量電池或者蓄電池，小容量電池無法在2～3秒鐘內負荷40A～80A的大電流；

（2）當電池通過大電流時，電池內部的電極會發生極化現象，產生極化內阻。故測量時間必須很短，否則測出的內阻值誤差很大；

（3）大電流通過電池對電池內部的電極有一定損傷。

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UPS不間斷電源工作原理 不間斷電源UPS的工作過程詳解

一、引言

保證任何情況下的正常供電，是冶金行業的重要基礎。為此,除工業電網正常供電外，還需配備UPS供電系統。UPS電源是保障供電穩定和連續性的重要設備，因其主要機智能化程度高，儲能器材采用免維護蓄電池，使得在運行中往往忽略了對該系統的維護與檢修。其實維護的好壞，對電源的壽命和故障率有很大影響，下面根據我們使用中的具體情況和維護經驗介紹UPS電源的使用注意事項和日常維護要求。

雖說各企業配置的UPS供電系統設備型號及系統容量有所不同，但其原理和主要功能基本相同。在UPS電源類型選擇上各站都選擇了在線式，這時因為在線式UPS電源系統具有對各類供電的零時間切換，自身供電時間的長短可選，并具有穩壓、穩頻、凈化的特點。

當UPS電源系統本身出現故障時有自動旁路功能，當需要檢修時可采用手動旁路，使檢修、供電互不影響。在功率選擇上，萊鋼中小型棒材生產線選用了中功率系統。

二、UPS電源系統

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，整流器件采用可控硅或高頻開關整流器，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。凈化功能由儲能電池來完成，由于整流器對瞬時脈沖干擾不能消除，整流后的電壓仍存在干擾脈沖。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只大容器電容器，其等效電容量的大小，與儲能電池容量大小成正比。由于電容兩端的電壓是不能突變的，即利用了電容器對脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾，起到了凈化功能，也稱對干擾的屏蔽。頻率的穩定則由變換器來完成，頻率穩定度取決于變換器的振蕩頻率的穩定程度。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，主機自檢故障后的自動旁路開關，檢修旁路開關等開關控制。

如圖1所示，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）；當由于生產需要，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于主機部分，并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后主要取決其后備時間的長短，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后，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％并留有一定的余量，我廠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。

2.1電源工作原理

2.1.1 AC-DC變換：將電網來的交流電經自耦變壓器降壓、全波整流、濾波變為直流電壓，供給逆變電路。AC-DC輸入有軟啟動電路，可避免開機時對電網的沖擊。

2.2 .2 DC-AC逆變電路：采用大功率IGBT模塊全橋逆變電路，具有很大的功率富余量，在輸出動態范圍內輸出阻抗特別小，具有快速響應特性。由于采用高頻調制限流技術，及快速短路保護技術，使逆變器無論是供電電壓瞬變還是負載沖擊或短路，均可安全可靠地工作。

2.3.3 控制驅動：控制驅動是完成整機功能控制的核心，它除了提供檢測、保護、同步以及各種開關和顯示驅動信號外，還完成SPWM正弦脈寬調制的控制，由于采用靜態和動態雙重電壓反饋。極大地改善了逆變器的動態特性和穩定性。不間斷電源工作原理框圖如圖2所示。

2.3電源工作過程

當市電正常380Vac時，直流主回路有直流電壓，供給DC-AC交流逆變器，輸出穩定的220Vac交流電壓，同時市電對電流充電。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管開關向直流回路饋送電能。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，并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，并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并跳到旁路狀態，此時前面空氣開關也可能跳閘。消除故障后，只要合上開關，重新開機即開始恢復工作。為使不間斷電源充分工作，避免在過載或欠載下運行，電源在開機前，首先計算負載容量。FR-UK型不間斷電源（標稱額定功率）80%的阻性負載設計負載能力，一般帶計算機負載時可承受的按下式估算：

∑i=1 n Pi≤P

其中P為不間斷電源輸出容量（VA），P為第i個負載伏安數

每套PLC功率： 220V*0.5=110VA

每臺操作站功率： 220V*2A=440VA

IBM PC客戶機及服務器：220V*1.5A=330VA

則總功率：10*110VA+4*440VA+11*330VA=6?90VA

6?90VA/0.8=8112VA

因此，在這條棒材生產線上，采用10KVA的不間斷電源比較合適。

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使用蓄電池慎防耗電過量
西安市民付先生在下班后，約上幾位朋友，驅車來到灃峪口附近的山中，享受從山中吹來的習習涼風。為了驅趕黑暗和營造氛圍，他們停下車，打開大燈，一邊開著音樂，一邊聊天，幾小時后等他們準備開車回家時，發現車已經發動不了。無奈之下，只得大家一起推車，才將車子重新發動起來。據付先生講，夏天晚上去山里或市郊外納涼的車主很多，而耗電過量導致汽車無法啟動的情況并不少見。
問題答疑：汽車蓄電池到底能撐多久
停車后，汽車用電的設備有前大燈、尾燈、閱讀燈以及收音機或CD。記者搜尋了目前市場上的主流車型，其蓄電池的容量基本都是在35Ah和45Ah之間。而前大燈功率大多為55瓦/個，尾燈功率為5瓦/個，閱讀燈功率為5瓦/個，收音機的功率也是5瓦/個，CD機的功率會高于收音機。
某主管告訴記者：根據經驗，在汽車蓄電池良好的情況下，打開大燈、閱讀燈、收音機，容量35Ah蓄電池的工作時間在3小時左右，而容量45Ah蓄電池的工作時間能稍微長一點，在3至4小時之間。某經理介紹，收音機或者CD的音量越高，功率也就越大，所以，蓄電池的電量使用時間，還要考慮這個問題。另外，蓄電池的壽命一般為2至3年，所以，蓄電池的新與舊也影響著持續供電時間的長短。如果用戶私自加裝一些原來沒有的電器，如低音炮等，就會造成蓄電池的過度使用。他告誡車主，如果蓄電池老舊，工作時間最好不要超過2小時。
專家支招：應半小時給蓄電池充電一次
那么，怎樣判斷蓄電池該到充電的時候了，不至于讓蓄電池處于虧電狀態。答案是：無法判斷。他講，不能憑借大燈的亮度或者音響聲音的強弱來判斷蓄電池的工作狀態，如果等到車燈的亮度暗下來，到那個時候蓄電池早就進入虧電狀態了，車子肯定是“癱瘓”了，無法發動。他告誡車主，為了保證蓄電池正常工作，不讓車子“癱瘓”，車主最好在蓄電池使用時每隔半小時，啟動發動機給蓄電池充電一次。
當蓄電池電量耗光后，該用什么方法啟動車子呢？某專家 推薦了三種方法：推車啟動、牽引啟動和搭接啟動。前兩種方式適合手動擋車型。他講，推車啟動是大家最熟悉也是最有效的應急啟動方法，但這是一種不得已的手段，不能經常使用，因為這樣做對發動機和離合器有一定的損傷。牽引啟動的方法和原理與推車啟動大同小異。而搭接啟動是采用與另外一塊蓄電池搭接的方法啟動車輛。
保養提醒：蓄電池使用不當3至4月就可報廢
他告訴記者，在汽車的養護中，蓄電池的保養也很重要，如果養成不好的使用習慣，會縮短蓄電池的使用壽命或造成損壞。他講，一般的蓄電池可用2到3年。但如果使用不合理的話，3到4個月，可能就要更換了。
現如今，汽車上的電動設備越來越多，所以，車主在使用這些電動設備時，盡量不要讓蓄電池超負荷工作。以電動車窗和天窗為例，車主就應該在發動機熄火前完成它的升降和關閉，因為如果發動機熄火，就會停止發電，這時候再升降車窗就會增加蓄電池的負荷，容易對蓄電池造成損害。車燈也是一樣，如果要熄火，沒有特殊必要，應先關閉大燈，然后再熄火，在夜間啟動汽車的時候也應先啟動后再開大燈，盡量減少對蓄電池的損害。
如果在發動機停止工作的狀態下讓蓄電池工作，一定要防止蓄電池虧電，因為如果虧電很容易造成蓄電池的損壞。現在有一種技術可以對受損的蓄電池進行修復，采用脈沖充電的技術將蓄電池電解液激活，還可繼續使用。但如果虧電嚴重，蓄電池將提前報廢。

1. 性價比高：賽能蓄電池極高的性能，超長的使用壽命，極低的維護成本確保用戶得到的是性價比非常高的產品。

蓄電池溫度適應性強：可在-40℃～50℃下安全、放心地使用。

使用和運輸安全簡便：滿荷電出廠，無游離電解液，電池可橫向放置，并可以無危險材料進行水、陸運輸。

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賽能蓄電池出現故障現象及原因電壓異常表現方面

a. 賽能蓄電池開路電壓低或充放電時電壓均低。

b. 放電時電壓迅速下降到終止電壓停止放電后很快

a. 賽能蓄電池開路電壓低或充放電時電壓均低。

b. 放電時電壓迅速下降到終止電壓停止放電后很快恢復較高的電壓。

c. 充電時電壓上升很快很高，停止充電時，電壓下降的過低過快。

d. 放電時電壓出現負值。

e. 充電時電壓上升且電壓偏低。造成電壓異常現象一般有以下幾方面原因：

a. 內部短路、反極。

b. 極板硫酸化。

c. 賽能蓄電池極板腐蝕斷裂，活性物質脫落。

d. 賽能蓄電池電解液密度低或高。

e. 測量儀器儀表超差或故障。

f. 連接處接觸不良

g.賽能蓄電池負極板收縮純化。

h. 過量放電。

j. 賽能蓄電池充電不足。

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