UPS系统中的电源解决方案
UPS，即不间断电源系统，是一种含有储能装置(通常为蓄电池)，以逆变器为主要组成部分的恒电压、恒频率输出的不间断电源系统。主要应用于要求设备24小时供电的场合，如通讯设备、计算机网络系统或其它电力电子设备等。当市电中断(事故停电)时，UPS立即将机内储能装置的电能，通过逆变转换的方式向负载继续供应交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。
一、UPS系统介绍及过程分析
图一是个非常典型的UPS在地铁中的应用，从上图中可以明显看到，该系统包含配电柜、UPS电源和外置维护开关，终端负载为各机电系统，如信号系统、通信系统、综合监控系统、自动售检票系统、自动列车监控系统等子系统。配电柜的作用是对用电设备进行配电和控制，在电路出现过载、短路和漏电时，配电柜还可以进行断电保护;外置维护开关主要是在维护检测过程中闭合，旁路掉UPS的电路，使电能从外置维护开关的电路上通过，实现了在保证后端负载能够得到正常供电的情况下不影响对设备的维护;在市电异常，配电柜断电的情况下，UPS电源通过储能装置给后端的设备供电。
UPS的内部结构如图二，主要由五部分组成：电源输入电路，进行AC/DC变换的整流器，进行DC/AC变换的逆变器，输出切换电路以及蓄能电池。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的。净化功能由储能电池来完成，由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲。储能电池除可存储直流能量的功能外，对整流器来说就像接了一只大容量电容器，其等效电容量的大小，与储能电池容量大小成正比。频率的稳定则由变换器来完成，频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定程度。为方便UPS电源系统的日常操作与维护，设计了系统工作开关，主机自检故障后的自动旁路开关，检修旁路开关等开关控制。
下面结合UPS的内部结构，分析市电供电和断电两种状态下UPS的工作过程：
1、市电正常时，交流电通过主电输入端口，交流电输入经整流滤波变换成直流后，再通过SPWM逆变器逆变，然后交流电供给输出，最后通过逆变静态开关切换到用户负载，形成整个供电的通路。在UPS系统中，之所以在市电供电的情况下还需经过整流、逆变等电路，而不是直接由市电给后端的用户负载供电，其目的是提高供电、用电的质量。同时，通过整流后的直流也给予电池组充电，详细过程见图三，工作路线见图中的标示。
页眉内容
页脚内容1 直流系统施工方案
厂防雷接地施工方案
1、工程概况
该部分主要包括本工程UPS不停电电源装置、硅整流系统、直流电源系统及其所辐射的就地设备，针对本工程的特点在该方案中包括了直流大负荷试验的内容。
2主要工程量
序号 名称 数量 单位 备注
1 110V直流充电屏 面
2 110V直流馈电屏 面
3 110V直流电池屏 面
4 UPS屏 面
3、编制依据
1)电气施工相应蓝图。
2)工程简介说明。
3)电力建设施工质量验收及评定规程及
4)《电气装置安装工程质量检验及评定规程》DL/T5161.1-5161.17- 。
5)《电力建设安全工作规程》。（DL5009.1-）
6)《电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范》-GB50172- 。
1.1.1 UPS不停电电源装置安装
1) 作业程序
合格 不合格 施工准备 基础检查 校正处理 领料
安装调整固定 基础制作安装 设备领出 通电试验 母线安装 页眉内容 页脚内容2
2) 施工方法
UPS不停电电源装置安装主要为电源盘安装及通电试验，其中电源盘安装同配电装置安装方法相同，通电试验方法如下：
① UPS系统送电前首先确认整流器输入电源、备用电源输入断路器在断开位置，手动旁路开关在正常位置，断开所有负荷。
② 合整流器电源，检查UPS主母线的电压值以及相序是否正常。
③ 投入整流器熔断器，如果UPS系统被编程于自动启动，则60秒后UPS系统将自动启动（如果UPS系统未被编程于自动启动，可打开前门按启动按钮）。
④ 检查整流器输出电压.
⑤ 合备用市电输入断路器，调试UPS系统。
⑥ 切系统至旁路运行，检查UPS主母线电压。
⑦ 将手动旁路开关打到旁路位置，检查主母线电压。
⑧ 将手动旁路开关打到正常位置，切系统至正常运行。
⑨ 合电池输入断路器，检查逆变器输出电压。关断整流器（主市电）输入断路器开关，系统应转换至电池运行。合整流器断路器，系统应切回正常运行
2019年14期研究视界科技创新与应用TechnologyInnovationandApplication
直流UPS系统研究
宋刚
（南京菲尼克斯电气有限公司，江苏南京210032）
引言UPS即UninterruptiblePowerSupply，不间断供电的电
源。对于精确控制系统来说，是不希望供电系统出现突然
失电。例如：汽车生产线的机器人操作平台，如果控制系统
的PLC系统突然失电，生产线的机器人需要手动复位，显
然有悖于智能化发展。因此不间断电源对于重要负载来说
至关重要。UPS从供电的类型上看可分为交流UPS和直流UPS。
交流UPS又可以分为双变换型（doubleconversionups），
冷备用型（passivestandbyups）和市电交互型（lineinter原activeups）[1]。目前市面上传统的交流UPS应用仍然占90%以上，直流UPS的应用还不到10%[2]。下面文章将介绍
直流UPS系统，从功能，可靠性等方面打消用户得疑虑。1直流UPS和交流UPS的对比
1.1基本构成
交流UPS系统由交流UPS+铅酸电池构成，一般为机
架式安装。如图1左所示。直流UPS系统由交流转直流的
开关电源+直流UPS+铅酸电池构成，一般为导轨式安装，
见图1右所示。1.2功率计算及选型
要求：PLC供电系统，负载大小5A，后备时间20分钟
方案一：
采用交流UPS+普通铅酸电池Uin=220VAC
Uout=24VDC
Iout=5A
假设开关电源的效率为85%[3]，Pin=Uout*Iout/85%=141W根据选型手册[4]，得出500VA的交流UPS+7.2AH的
铅酸电池。
图2交流UPS选型表
方案二：
采用直流UPS+普通铅酸电池
根据选型手册[4]，得出5A的直流UPS+3.4AH的铅酸
电池。摘要：随着自动化程度不断提升，自动化设备的供电可靠性同样需要进一步提升并引起重视。特别是断电后设备的复位，信息的追踪等尤为关键，此时不间断供电电源可以满足客户现场的需求；但是由于输入电压的不同，分为交流UPS和直流UPS，文章重点介绍了直流UPS的特点。关键词：交流UPS；直流UPS；MTBF中图分类号院TN86文献标志码院A文章编号院2095-2945渊2019冤14-0065-02
直流系统、UPS和EPS培训讲义
培训人：刘 勇
一、直流系统的作用和结构
1、直流系统的作用
直流系统室变配电所正常运行的根本，其主要作用：
1) 为各种控制、自动装置、继电保护、信号装置等提供可靠的工作电源；
2) 为断路器分合闸提供可靠的操作电源；
3) 当所用电失去后，作为应急的后备电源。
2、直流系统的组成
直流系统一般由蓄电池组、整流充电装置、放电装置、绝缘监察装置、直流母线、直流负荷等组成。
1) 蓄电池按照电解质的不同，分为酸性和碱性蓄电池。变配电所目前采用的蓄电池主要室：阀控式密封铅酸蓄电池；
2) 整流充电装置现多采用高频开关模块型充电装置，高频开关频率结合脉宽调制技术应用在开关电源上，在高频化、小型化及模块化上有很大的进展，具有输出稳定、稳压精度高、纹波系数小等优点。
3) 绝缘监察装置。考虑直流接地现象，导致开关误动作而设。
二、铅酸蓄电池组
1、蓄电池组的工作原理（略）。在正常适用情况下，蓄电池不宜过度放电，因为这样会使同活性物质混在一起的细小硫酸铅结晶成较大的结晶，增大极板电阻，在充电时很难使它还原，妨碍充电过程的进行。
2、蓄电池组的运行于维护
1) 防酸蓄电池运行方式有：充电——放电运行方式和浮充电运行方式。充电——放电运行方式好是将充好的蓄电池向直流负荷供电，待放电至规定值后再进行充电的运行方式。浮充电运行方式是将蓄电池组与浮充电装置并联，由充电装置向直流母线供电同时又以小电流向蓄电池组浮充电的运行方式。
2) 均衡充电。蓄电池在浮充电运行中，浮充电流是一致的，但由于蓄电池的内电阻和特性不一样，每个蓄电池的自放电是不相等的，造成部分蓄电池电解液密度下降、电压偏低、极板硫化。而采用均衡充电方法，可以使蓄电池消除硫化，达到全组蓄电池电压的均衡。同时均衡充电能对电解液起到搅拌的作用，使电池上、下部电解液密度一致。
3) 核对性放电。工作在浮充电状态的防酸蓄电池，经过长期的运行，极板的表面将逐渐产生硫酸铅结晶堵塞极板微孔，阻碍电解液的渗透，使活性物得不到充分的化学反应，从而增大了蓄电池的内阻，降低了极板中活性物质的作用，使蓄电池的容量大为下降。
