UPS電源常見故障與選用標準

UPS電源實際使用中,存在以下常見電源故障,它們是：電源中斷、電壓下陷、電壓浪涌、減幅振蕩、電源干擾、電壓突波、電壓波動及諧波失真等。

在工作中一定會遇到過以上一種或幾種電源故障,這些故障會直接危害到您的重要數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡系統(tǒng)。不是每一種UPS都解決以上這些電源故障,也不是所有的辦公環(huán)境都需要解決所有電源故障的UPS。共有三個層次的UPS： 

后備式：    

最適用于保護單臺PC機或工作站,能為您解決常見電源故障中的三大故障,包括：電源中斷、電壓下陷及電壓浪涌。而且相對應的UPS,價格最為低廉。

在線互動式：    

可有效地解決五種常見電源故障：電源中斷、電壓下陷、電源浪涌、減幅振蕩及電壓干擾。價格適中,最適用于小型網(wǎng)絡環(huán)境。

雙變換在線式：    

全面解決上述各種電源故障,提供高層次的電源保護,適用于保護關(guān)鍵系統(tǒng)、重要數(shù)據(jù),被廣泛應用于數(shù)據(jù)中心、大型網(wǎng)絡、行業(yè)系統(tǒng)（金融、郵電、醫(yī)院、電力、航天航空、軍事等）。

您可以根據(jù)實際需要來選用UPS：    

（1）UPS額定輸出容量的選擇    

 用戶應根據(jù)所用設備的負荷量統(tǒng)計值來選擇所需的UPS輸出功率（KVA值）。為確保UPS系統(tǒng)的效率和盡可能延長UPS的使用壽命,一般推薦參數(shù)是：用戶的負載量僅占UPS的輸出功率的60%-70%為宜。 

（2）盡可能先用單臺大容量UPS

大量實踐證明,采用單臺容量較大的UPS集中供電方式,不僅有利于集中管理UPS,有效利用電池能量,而且降低了UPS的故障率。以下UPS平均無故障工作時間（MTBF）數(shù)據(jù)可供參考：

●1-5KVAUPS的MTBF為4-9萬小時

●5-20KVAUPS的MTBF為13-17萬小時

●30-400KVAUPS的MTBF為20-25萬小時    

（3）根據(jù)用戶的不同配送系統(tǒng),有三種UPS機型可供用戶選擇

●單進（220V輸入）/單出（220V輸出）機型：選用此機型時,雖然用戶無需考慮市電三相輸入平衡帶載問題�@,但必須考慮市電配電的三相均衡帶載問題。

●三進（380V輸入）/單出（220V輸出）機型：表面上看起來,似乎用戶無需考慮電三相輸入平衡帶載問題,�@�@其實不然,用戶應為它的交流旁路市電輸入的相線和中線配置上可單相承擔UPS額定輸出電流的導線載面�@�@積。

●三進（380V輸入）/三出（380V輸出）機型：一般說來,要求用戶將UPS輸出端的負載不平衡度控制在不超過�@�@30%-40%范圍內(nèi)。    

（4）容錯冗余供電�@�@

對供電質(zhì)量要求很高的計算中心、網(wǎng)管中心（例如：銀行、證券、航宇航中心等）,為確保對負載供電的萬無一失,常需要采用如下幾種具有"容錯"功能的冗余供電系統(tǒng)。

●主機-從機型"熱備份"冗余供電系統(tǒng)：其結(jié)構(gòu)形式是將主機UPS的交流旁路連接到從機UPS的逆變器電源輸出端,萬一主機UPS出故障時,改由從機UPS帶載。這種冗余工作方式由于沒有"擴容"功能和可能出現(xiàn)4MS的供電中斷,而使其應用范圍有限。

●"1+1"型直接并機冗余供電系統(tǒng)：它是通過將兩臺具有相同功率UPS的輸出置于同幅度、同相位和同頻率的狀態(tài)而直接并聯(lián)起來。正常工作時,由兩臺UPS各承擔1/2負載電流,萬一其中一臺UPS出故障時,由剩下的一臺UPS來承擔全部負載。這種并機系統(tǒng)的平均故障工作時間MTBF是單機UPS的7-8倍,從而大大提高系統(tǒng)的可靠性。

●多機直接并機冗余供電系統(tǒng)：某些UPS,可以將多臺UPS以"N+1"冗余方式直接并機工作。請注意：隨著多臺并機系統(tǒng)中的N數(shù)量增大,并機系統(tǒng)的MTBF值會逐漸下降。因此,在條件允許時,應盡可能減少多機并機系統(tǒng)中UPS單機的數(shù)量。    

（5）應將UPS用蓄電池組置于20℃-25℃的環(huán)境下運行    

不管UPS的充電器是否具有充電溫度補償功能,都必須將UPS用的蓄電池置于20℃-25℃范圍內(nèi)。過低的環(huán)境溫度會造成蓄電池的放電容量下降,超過25℃時,會造成蓄電池的使用壽命縮短。    

（6）UPS供電系統(tǒng)中的中線截面積應用加粗�@�@

鑒于計算機和通訊設備等非線性負載均屬于"整流濾波型"負載,從而造成流過供電系統(tǒng)中的中線電流急劇增大,為防止因中線過流或中線電壓過高而造成不必要的煩,應將中線的截面積加粗為相線的1.5-2倍。    

（7）宜選用具有雙原邊繞組（交流旁路和逆變器）輸出隔離變壓器的UPS機型   

大量運行實踐證明,如果出現(xiàn)在UPS輸出端的中線對地線的"干擾"電位過高,會導致計算機網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)通訊的誤碼率增高。,A">改由從機UPS帶載。這種冗余工作方式由于沒有"擴容"功能和可能出現(xiàn)4MS的供電中斷,而使其應用范圍有限。

●"1+1"型直接并機冗余供電系統(tǒng)：它是通過將兩臺具有相同功率UPS的輸出置于同幅度、同相位和同頻率的狀態(tài)而直接并聯(lián)起來。正常工作時,由兩臺UPS各承擔1/2負載電流,萬一其中一臺UPS出故障時,由剩下的一臺UPS來承擔全部負載。這種并機系統(tǒng)的平均故障工作時間MTBF是單機UPS的7-8倍,從而大大提高系統(tǒng)的可靠性。

●多機直接并機冗余供電系統(tǒng)：某些UPS,可以將多臺UPS以"N+1"冗余方式直接并機工作。請注意：隨著多臺并機系統(tǒng)中的N數(shù)量增大,并機系統(tǒng)的MTBF值會逐漸下降。因此,在條件允許時,應盡可能減少多機并機系統(tǒng)中UPS單機的數(shù)量。    

（8）應將UPS用蓄電池組置于20℃-25℃的環(huán)境下運行    

不管UPS的充電器是否具有充電溫度補償功能,都必須將UPS用的蓄電池置于20℃-25℃范圍內(nèi)。過低的環(huán)境溫度會造成蓄電池的放電容量下降,超過25℃時,會造成蓄電池的使用壽命縮短。    

（9）UPS供電系統(tǒng)中的中線截面積應用加粗�@�@

鑒于計算機和通訊設備等非線性負載均屬于"整流濾波型"負載,從而造成流過供電系統(tǒng)中的中線電流急劇增大,為防止因中線過流或中線電壓過高而造成不必要的煩,應將中線的截面積加粗為相線的1.5-2倍。    

（10）宜選用具有雙原邊繞組（交流旁路和逆變器）輸出隔離變壓器的UPS機型   

大量運行實踐證明,如果出現(xiàn)在UPS輸出端的中線對地線的"干擾"電位過高,會導致計算機網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)通訊的誤碼率增高。 

UPS選購計算

隨著個人電腦的普及，電腦網(wǎng)絡、通訊業(yè)的快速發(fā)展，使用者對電源供應系統(tǒng)的要求越來越高。而公共電力系統(tǒng)中存在許多不穩(wěn)定因素，如電壓幅值、頻率不穩(wěn)定及各種干擾，這些不穩(wěn)定因素有時會影響負載的正常工作甚至損壞負載，而UPS能很好地解決這些問題。從目前使用情況來看，UPS并不象微機那樣普及，所以一些用戶在購買UPS時感到無從廠手，或者所選購的UPS不能滿足負載的要求，或者購買的UPS經(jīng)常出現(xiàn)故障；下面就和朋友們談談選購UPS時應注意的幾個問題。

1．根據(jù)負載的大小皮特性來決定選購多大功率的UPS在論討這一則和題前我們先說明一個UPS輸出功率的表示方法。UPS額定輸出功率是怵志該產(chǎn)品能驅(qū)動多大功率負載的重要參數(shù)，它采用VA（視在功率）和W（有功功率）兩種方式表示，一些用戶認為IKVA的UPS可以驅(qū)動IKVA的負載，其實這樣的看法不一定正確。

如：山特CIKUPS標稱輸出功率：IKVA，COSO：－0.7。它表示當負載因數(shù)=-0.7時UPS可驅(qū)動IKvA的負載，當負載因數(shù)=1（即純電阻性負載，如：白熾燈、電爐）時，UPS可驅(qū)動700W，的負載，當負載的功率因數(shù)≠-0.7(或1)時IKVA的ups并不一定能驅(qū)動IKva(或700W)，這種情況下UPS的驅(qū)動能力可根據(jù)下表進行參考。IKVA的UPS并不一定能驅(qū)動IKVA的負載，它隨著負載功率團數(shù)的變化而不同。特別值得注意的是:UPS不宜帶電感性負載（即負載功率因數(shù)為小于1的正數(shù)），如：電鉆、電風扇、冰箱等，當UPS帶電感性負載時，其驅(qū)動能力會大大下降且易損壞。

為了延長UPS的使用壽命，UPS不宜長期處于滿載狀態(tài)下運行。后備式UPS一般選取額定功率的6O％－70％的負載量，在線式UPS一般選取額定功率的70％－80％的負載量。為了延長蓄電池的使用壽命，UPS也不宜長期處于過度輕載狀態(tài)下運行。以下再舉例說明：假設要為額定功率為500VA,功率因數(shù)為-0.9的負載配置

UPS，應選用多大功率的UPS較好？

5OOVA／0.8＝625VA（UPS驅(qū)動功率因數(shù)為-0.9的負載時，其驅(qū)動能力為額定功率的80％）625VA／O.7=892.86VA（后備式UPS一般選取它額定功率的60％－70％的負載量）625VA/0.8＝781.25VA（在線式UPS一般選取它額定功率的70%－80％的負載量）從計算結(jié)果來看，驅(qū)動額定功率為500VA，功率因數(shù)為-0.9的負載時，若選用在線式UPS可選78OVA以上，若后備武可選892VA以上，但目前市面匕難以買到80OVA左右的UPS，故無論選后備武還是在線式部可選用IkVA的UPS。

2．后備或、火線式。線上互動式UPS選用哪種好

（1）輸出電壓穩(wěn)定度、輸出波形（以山特后備式、在線式、線上互動式UPS作比較）山特在線式UPS電壓穩(wěn)定度優(yōu)于后備式和線上互動式，且在線式UPS輸出電壓的瞬問響應特性好，即使負載功率從0－100％之間變化時，其輸出電壓在5是秒內(nèi)穩(wěn)定到220V，而后各式至少需要2O毫秒以上。在電池模式下，UPS輸出波形有兩種：方波（包括階梯波）、正弦波。山特后備式UPS在電池模式下輸出波形為方波，在線式和線上互動式輸出波形為正弦波；相對來說，輸出為正弦波的UPS對非線性負載和電感負載的適應能力大大提高（但這并不表示它可以驅(qū)動任何類型的負載），而輸出為方波的UPS在使用中受到一定的限制。一般說來，當用戶為精密儀表、重要的服務器、工業(yè)控制設備、醫(yī)療設備。通信傳輸?shù)墓╇娤到y(tǒng)。電感性負載、市電波動范圍大的地區(qū)配置UPS時宜選用電壓穩(wěn)定度好的在線式UPS。輸出波形為方波的UPS不宜用于通信傳輸?shù)墓╇娤到y(tǒng)和生命支持系統(tǒng)（如重要的醫(yī)療設備）中，且不能驅(qū)動電感性的負載及不能用于某些要求輸出波形為正弦波的負載中。

（2）選購UPS時，需特別重視UPS的抗干擾能力及市電供電和電池供電的轉(zhuǎn)換時間。后備式、線上互動式UPS在市電正常時，其工作方式為：市電→輸入濾波器→穩(wěn)壓器→輸出濾波器→負載在線式UPS在市電正常時，其工作方式為：市電→輸入濾波器→整流器→逆變器→輸出濾波器→負載。后備式和在線互動式UPS在市電正常時，其抗干擾性能主要由輸入、出濾波器決定，但在目前由于受技術(shù)及成本等條件的限制，UPS中濾波器的抗干擾能力是有限的，它不可能消除市電電網(wǎng)中的所有干擾，而從在線式UPS的工作方式可知，市電進入在線式UPS時，UPS先將交流電整流濾波，轉(zhuǎn)換為直流電，通過這樣的轉(zhuǎn)換，市電中的所有干擾幾乎都被屏蔽掉，這樣避免了市電帶來的任何電壓波動及干擾對負載的影響，UPS的輸出是由單獨的逆變器把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆?潔凈"的交流電。后備式及線上互動式UPS在由市電供電轉(zhuǎn)入電池供電狀態(tài)時會有一定的中斷時間（6－10毫秒），所以在轉(zhuǎn)換時輸出電壓會出現(xiàn)波動，會對負載造成一下的干擾，而在線式UPS進行以上轉(zhuǎn)換時無中斷時間，不會對負載產(chǎn)生任何干擾。從上述可知，在電網(wǎng)干擾較嚴重的地區(qū)（如工廠，建設工地等）及對電源品質(zhì)要求較高的用戶（如機場。醫(yī)院、電訊、軍隊、精密監(jiān)控等部門）不宜選用后備式和線上互動式UPS，而應選用抗干擾性強，供電模式轉(zhuǎn)換無中斷時間的在線式UPS。

3．需要UPS與發(fā)電機配套使用的用戶，要注意UPS的選取UPS能否與發(fā)電機配套使用，主要決定于發(fā)電機輸出的頻率、電壓、波形失真度三個參數(shù)。若這三個參數(shù)都正常，UPS就可與發(fā)電機配會使用，若參數(shù)不匹配，則UPS有可能無法與發(fā)電機配套使用。下面以山特各類UPS為例介紹UPS與發(fā)電機配套使用的條件。從上表葉知，后備式和線上互動式UPS對發(fā)電機的性能要求較高（如二相發(fā)電機組），而在實際使用中，購買這種高性能發(fā)電機的用戶并不多，也就是說后備式和線上互動式UPS難以與性能一般的發(fā)電礬配套使用；而在線式UPS卻對發(fā)電機的要求不高，它能很好地與發(fā)電機配套使用。由此可知用戶需要UPS與發(fā)電機配套使用時，最好選用山特在線式UPS。

4．購買長延時UPS，要特別重視對蓄電池的選用長延時UPS中的蓄電池在整個設備中的價格比重大，里對UPS質(zhì)量有著重大影響。長延時UPS出廠時一般沒有配備蓄電池，蓄電池由用戶自選，所以用戶在選購蓄電池時要特別注意，葉選購信譽高、保修期長的蓄電池，建議最好選用UPS制造商推薦的品牌。

5．選購大功率UPS時最好選用過載能力強的UPS過我能力強的UPS遇到輸出端一般性的過載或啟動浪涌電流沖擊時，它依靠逆變器本身的過載能力來承擔短時間的過裁電流，這樣就大大提高了UPS的可靠性，如山特C6K-3C20KUPS，當負載過我130％時，UPS能夠維持供電10分鐘，而一般的UPS只能維持幾秒至幾十秒。

6．正確認識UPS的各種智能化管理軟件隨著UPS制造技術(shù)的不斷發(fā)展，UPS智能化的不斷提高確實給用戶帶來一些方便，但UPS智能化管理只是UPS諸多功能中的一個，并不能說智能化管理功能越強，該UPS的性能就越好，UPS性能的優(yōu)劣應從整體來評價，所以應根據(jù)用戶具體的需求選用適當?shù)臋C型和軟件，如：山特C系列及N系列UPS就很適合網(wǎng)絡應用；山特公司推出的電偵探系列UPS監(jiān)控軟件產(chǎn)品物美價廉，其功能葉以滿足大多數(shù)用戶的需求，而Webpower智能監(jiān)控插卡則具有很強的網(wǎng)管功能。

7．從經(jīng)濟條件考慮選用哪種類型的UPS從UPS的制造方面來看，在線式UPS的制造成本較后備式和線上互動式高，其各種性能也比后各式和線上互動式好，故其售價高，而后備式和線上互動式UPS價格相對較低，較適合對電力環(huán)境要求不高且經(jīng)濟條件有限的用戶使用。

8．選購UPS時，還要特別注意UPS廠商能為您提供哪些服務（包括售前、售中、售后服務）作為國際知名的UPS廠商，山特公司已經(jīng)建立了一整套規(guī)范、高效的服務體系，包括三年保修、全國聯(lián)保。

UPS有多少種類　　

通常我們把UPS依設計架構(gòu)區(qū)分為三種，即后備式、在線式及線上互動式。UPS依輸出波形區(qū)分為：方波、正弦波及階梯波。純凈的市電就是標準的正弦波，是最理想的波形；方波的高次諧波量較多，會影響精密儀器的工作；階梯波是方波的特殊形式，它介于方波與正弦波之間，這種波形輸出的UPS適合對電源要求不特別嚴格的負載使用。

●UPS依容量區(qū)分為小型UPS：10KVA以下；

●中型UPS：10KVA以上，100KVA以下；

●大型UPS：100KVA以上。

種類繁多的UPS在電池供電狀態(tài)下區(qū)分不大，都為逆變器輸出，主要區(qū)別在于市電狀態(tài)下的工作狀態(tài)。此時，在線式仍為逆變器輸出，有獨立的充電電路；線上互動式（或稱在線互動式或線上交互式）為直接輸出或市電經(jīng)變壓器耦合輸出，此時逆變器為充電器；后備式為直接輸出或市電經(jīng)變壓器耦合輸出，此時逆變器不工作有單獨的充電電路。

購買UPS時應考慮哪些因素　　

一臺UPS至少可以使用3年以上。用戶在挑選UPS電源時，應根據(jù)自己的要求來確定挑選標準，選擇最適合使用的UPS，而不是最便宜的或最高檔的。一般來說，應就負載設備所處理資料的重要性、各種用電設備對電源質(zhì)量的要求、安裝與空間要求及其經(jīng)濟預算等因素綜合考慮，同時也要考慮UPS的重量和體積大小合適�？偟膩碚f，用戶應該考慮三個因素：即技術(shù)性能、服務保證和產(chǎn)品價格。

如何選購UPS　　

步驟1：

先確認你需要何種類型的UPS就中國目前的電力狀況而言，UPS是一種非常必要的電源保護設備，不同的用戶對UPS類型的需求也是不同的，如：重要設備須選用性能優(yōu)異，安全系數(shù)極高的在線式機種，在線式UPS功能完善，能抵抗來自電網(wǎng)上的各種侵害，如高壓、尖峰、浪涌、雜訊干擾等等，輸出純凈的電源，時刻保護您的負載。網(wǎng)絡用戶除選用在線式外，亦可考慮線上互動式UPS。線上互動式UPS雖種類較多，品質(zhì)良莠不全，但象山特的Inter系列UPS，通過電源軟件監(jiān)測網(wǎng)絡環(huán)境，管理網(wǎng)絡電源，也是很適合網(wǎng)絡使用的。個人及家庭用戶可以考慮選用后備式機型，后備式UPS價格低廉，外形輕巧，是個人電腦理想伙伴。它在從市電切換到電池供電時的轉(zhuǎn)換時間小于10毫秒，而PC機具有儲存電能的電容，可忍受小于20毫秒的停電轉(zhuǎn)換時間，所以不會影響PC機的正常使用�！　�

步驟2：

確定你所需要的UPS功率（VA）值　　

列出所有需保護的設備，別忘了顯示器、主機、外掛硬盤等�！　�

每一設備的電壓及電源數(shù)據(jù)可在其背板上找到，把兩者相乘即可獲得（VA）伏安值。有些設備用瓦特（W）表明電能需要，將瓦數(shù)乘以1.4即可獲得大致的伏安值。把所有部件的VA值匯總；將匯總值加上30%的預留擴充容量，以備系統(tǒng)升級時使用�！　�

步驟3：

確定負載設備所需要的備用時間　　

斷電時，負載設備只需進行存盤、關(guān)機操作，建議選擇標準型UPS。　　

斷電時，負載設備仍需進行長時間運轉(zhuǎn)，應當選擇長效型UPS�！　�

步驟4：

選擇一個好品牌的UPS是非常重要的，原因是：好品牌的UPS，產(chǎn)品質(zhì)量有保證。售后服務周到、及時。一臺UPS的使用壽命至少有3年，所以最好選擇能提供3年保修服務的品牌。另外銷售與維修服務網(wǎng)點覆蓋面的大小也是購買時需考慮的因素，這可以保證對產(chǎn)品的及時維護及維修。