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UPS电源常见故障与选用标准
来源：本站 发布时间：2013-5-4 20:34:47 浏览次数： 次
UPS电源常见故障与选用标准
UPS电源实际使用中,存在以下常见电源故障,它们是：电源中断、电压下陷、电压浪涌、减幅振荡、电源干扰、电压突波、电压波动及谐波失真等。
在工作中一定会遇到过以上一种或几种电源故障,这些故障会直接危害到您的重要数据和网络系统。不是每一种UPS都解决以上这些电源故障,也不是所有的办公环境都需要解决所有电源故障的UPS。共有三个层次的UPS：
后备式：
最适用于保护单台PC机或工作站,能为您解决常见电源故障中的三大故障,包括：电源中断、电压下陷及电压浪涌。而且相对应的UPS,价格最为低廉。
在线互动式：
可有效地解决五种常见电源故障：电源中断、电压下陷、电源浪涌、减幅振荡及电压干扰。价格适中,最适用于小型网络环境。
双变换在线式：
全面解决上述各种电源故障,提供高层次的电源保护,适用于保护关键系统、重要数据,被广泛应用于数据中心、大型网络、行业系统（金融、邮电、医院、电力、航天航空、军事等）。
您可以根据实际需要来选用UPS：
（1）UPS额定输出容量的选择
用户应根据所用设备的负荷量统计值来选择所需的UPS输出功率（KVA值）。为确保UPS系统的效率和尽可能延长UPS的使用寿命,一般推荐参数是：用户的负载量仅占UPS的输出功率的60%-70%为宜。
（2）尽可能先用单台大容量UPS
大量实践证明,采用单台容量较大的UPS集中供电方式,不仅有利于集中管理UPS,有效利用电池能量,而且降低了UPS的故障率。以下UPS平均无故障工作时间（MTBF）数据可供参考：
●1-5KVAUPS的MTBF为4-9万小时
●5-20KVAUPS的MTBF为13-17万小时
●30-400KVAUPS的MTBF为20-25万小时
（3）根据用户的不同配送系统,有三种UPS机型可供用户选择
●单进（220V输入）/单出（220V输出）机型：选用此机型时,虽然用户无需考虑市电三相输入平衡带载问题,但必须考虑市电配电的三相均衡带载问题。
●三进（380V输入）/单出（220V输出）机型：表面上看起来,似乎用户无需考虑电三相输入平衡带载问题,其实不然,用户应为它的交流旁路市电输入的相线和中线配置上可单相承担UPS额定输出电流的导线载面积。
●三进（380V输入）/三出（380V输出）机型：一般说来,要求用户将UPS输出端的负载不平衡度控制在不超过30%-40%范围内。
（4）容错冗余供电
对供电质量要求很高的计算中心、网管中心（例如：银行、证券、航宇航中心等）,为确保对负载供电的万无一失,常需要采用如下几种具有"容错"功能的冗余供电系统。
●主机-从机型"热备份"冗余供电系统：其结构形式是将主机UPS的交流旁路连接到从机UPS的逆变器电源输出端,万一主机UPS出故障时,改由从机UPS带载。这种冗余工作方式由于没有"扩容"功能和可能出现4MS的供电中断,而使其应用范围有限。
●"1+1"型直接并机冗余供电系统：它是通过将两台具有相同功率UPS的输出置于同幅度、同相位和同频率的状态而直接并联起来。正常工作时,由两台UPS各承担1/2负载电流,万一其中一台UPS出故障时,由剩下的一台UPS来承担全部负载。这种并机系统的平均故障工作时间MTBF是单机UPS的7-8倍,从而大大提高系统的可靠性。
●多机直接并机冗余供电系统：某些UPS,可以将多台UPS以"N+1"冗余方式直接并机工作。请注意：随着多台并机系统中的N数量增大,并机系统的MTBF值会逐渐下降。因此,在条件允许时,应尽可能减少多机并机系统中UPS单机的数量。
（5）应将UPS用蓄电池组置于20℃-25℃的环境下运行
不管UPS的充电器是否具有充电温度补偿功能,都必须将UPS用的蓄电池置于20℃-25℃范围内。过低的环境温度会造成蓄电池的放电容量下降,超过25℃时,会造成蓄电池的使用寿命缩短。
（6）UPS供电系统中的中线截面积应用加粗
鉴于计算机和通讯设备等非线性负载均属于"整流滤波型"负载,从而造成流过供电系统中的中线电流急剧增大,为防止因中线过流或中线电压过高而造成不必要的烦,应将中线的截面积加粗为相线的1.5-2倍。
（7）宜选用具有双原边绕组（交流旁路和逆变器）输出隔离变压器的UPS机型
大量运行实践证明,如果出现在UPS输出端的中线对地线的"干扰"电位过高,会导致计算机网络的数据通讯的误码率增高。,A">改由从机UPS带载。这种冗余工作方式由于没有"扩容"功能和可能出现4MS的供电中断,而使其应用范围有限。
●"1+1"型直接并机冗余供电系统：它是通过将两台具有相同功率UPS的输出置于同幅度、同相位和同频率的状态而直接并联起来。正常工作时,由两台UPS各承担1/2负载电流,万一其中一台UPS出故障时,由剩下的一台UPS来承担全部负载。这种并机系统的平均故障工作时间MTBF是单机UPS的7-8倍,从而大大提高系统的可靠性。
●多机直接并机冗余供电系统：某些UPS,可以将多台UPS以"N+1"冗余方式直接并机工作。请注意：随着多台并机系统中的N数量增大,并机系统的MTBF值会逐渐下降。因此,在条件允许时,应尽可能减少多机并机系统中UPS单机的数量。
（8）应将UPS用蓄电池组置于20℃-25℃的环境下运行
不管UPS的充电器是否具有充电温度补偿功能,都必须将UPS用的蓄电池置于20℃-25℃范围内。过低的环境温度会造成蓄电池的放电容量下降,超过25℃时,会造成蓄电池的使用寿命缩短。
（9）UPS供电系统中的中线截面积应用加粗
鉴于计算机和通讯设备等非线性负载均属于"整流滤波型"负载,从而造成流过供电系统中的中线电流急剧增大,为防止因中线过流或中线电压过高而造成不必要的烦,应将中线的截面积加粗为相线的1.5-2倍。
（10）宜选用具有双原边绕组（交流旁路和逆变器）输出隔离变压器的UPS机型
大量运行实践证明,如果出现在UPS输出端的中线对地线的"干扰"电位过高,会导致计算机网络的数据通讯的误码率增高。
UPS选购计算
随着个人电脑的普及，电脑网络、通讯业的快速发展，使用者对电源供应系统的要求越来越高。而公共电力系统中存在许多不稳定因素，如电压幅值、频率不稳定及各种干扰，这些不稳定因素有时会影响负载的正常工作甚至损坏负载，而UPS能很好地解决这些问题。从目前使用情况来看，UPS并不象微机那样普及，所以一些用户在购买UPS时感到无从厂手，或者所选购的UPS不能满足负载的要求，或者购买的UPS经常出现故障；下面就和朋友们谈谈选购UPS时应注意的几个问题。
1．根据负载的大小皮特性来决定选购多大功率的UPS在论讨这一则和题前我们先说明一个UPS输出功率的表示方法。UPS额定输出功率是怵志该产品能驱动多大功率负载的重要参数，它采用VA（视在功率）和W（有功功率）两种方式表示，一些用户认为IKVA的UPS可以驱动IKVA的负载，其实这样的看法不一定正确。
如：山特CIKUPS标称输出功率：IKVA，COSO：－0.7。它表示当负载因数=-0.7时UPS可驱动IKvA的负载，当负载因数=1（即纯电阻性负载，如：白炽灯、电炉）时，UPS可驱动700W，的负载，当负载的功率因数≠-0.7(或1)时IKVA的ups并不一定能驱动IKva(或700W)，这种情况下UPS的驱动能力可根据下表进行参考。IKVA的UPS并不一定能驱动IKVA的负载，它随着负载功率团数的变化而不同。特别值得注意的是:UPS不宜带电感性负载（即负载功率因数为小于1的正数），如：电钻、电风扇、冰箱等，当UPS带电感性负载时，其驱动能力会大大下降且易损坏。
为了延长UPS的使用寿命，UPS不宜长期处于满载状态下运行。后备式UPS一般选取额定功率的6O％－70％的负载量，在线式UPS一般选取额定功率的70％－80％的负载量。为了延长蓄电池的使用寿命，UPS也不宜长期处于过度轻载状态下运行。以下再举例说明：假设要为额定功率为500VA,功率因数为-0.9的负载配置
UPS，应选用多大功率的UPS较好？
5OOVA／0.8＝625VA（UPS驱动功率因数为-0.9的负载时，其驱动能力为额定功率的80％）625VA／O.7=892.86VA（后备式UPS一般选取它额定功率的60％－70％的负载量）625VA/0.8＝781.25VA（在线式UPS一般选取它额定功率的70%－80％的负载量）从计算结果来看，驱动额定功率为500VA，功率因数为-0.9的负载时，若选用在线式UPS可选78OVA以上，若后备武可选892VA以上，但目前市面匕难以买到80OVA左右的UPS，故无论选后备武还是在线式部可选用IkVA的UPS。
2．后备或、火线式。线上互动式UPS选用哪种好
（1）输出电压稳定度、输出波形（以山特后备式、在线式、线上互动式UPS作比较）山特在线式UPS电压稳定度优于后备式和线上互动式，且在线式UPS输出电压的瞬问响应特性好，即使负载功率从0－100％之间变化时，其输出电压在5是秒内稳定到220V，而后各式至少需要2O毫秒以上。在电池模式下，UPS输出波形有两种：方波（包括阶梯波）、正弦波。山特后备式UPS在电池模式下输出波形为方波，在线式和线上互动式输出波形为正弦波；相对来说，输出为正弦波的UPS对非线性负载和电感负载的适应能力大大提高（但这并不表示它可以驱动任何类型的负载），而输出为方波的UPS在使用中受到一定的限制。一般说来，当用户为精密仪表、重要的服务器、工业控制设备、医疗设备。通信传输的供电系统。电感性负载、市电波动范围大的地区配置UPS时宜选用电压稳定度好的在线式UPS。输出波形为方波的UPS不宜用于通信传输的供电系统和生命支持系统（如重要的医疗设备）中，且不能驱动电感性的负载及不能用于某些要求输出波形为正弦波的负载中。
（2）选购UPS时，需特别重视UPS的抗干扰能力及市电供电和电池供电的转换时间。后备式、线上互动式UPS在市电正常时，其工作方式为：市电→输入滤波器→稳压器→输出滤波器→负载在线式UPS在市电正常时，其工作方式为：市电→输入滤波器→整流器→逆变器→输出滤波器→负载。后备式和在线互动式UPS在市电正常时，其抗干扰性能主要由输入、出滤波器决定，但在目前由于受技术及成本等条件的限制，UPS中滤波器的抗干扰能力是有限的，它不可能消除市电电网中的所有干扰，而从在线式UPS的工作方式可知，市电进入在线式UPS时，UPS先将交流电整流滤波，转换为直流电，通过这样的转换，市电中的所有干扰几乎都被屏蔽掉，这样避免了市电带来的任何电压波动及干扰对负载的影响，UPS的输出是由单独的逆变器把直流电转变为完全"洁净"的交流电。后备式及线上互动式UPS在由市电供电转入电池供电状态时会有一定的中断时间（6－10毫秒），所以在转换时输出电压会出现波动，会对负载造成一下的干扰，而在线式UPS进行以上转换时无中断时间，不会对负载产生任何干扰。从上述可知，在电网干扰较严重的地区（如工厂，建设工地等）及对电源品质要求较高的用户（如机场。医院、电讯、军队、精密监控等部门）不宜选用后备式和线上互动式UPS，而应选用抗干扰性强，供电模式转换无中断时间的在线式UPS。
3．需要UPS与发电机配套使用的用户，要注意UPS的选取UPS能否与发电机配套使用，主要决定于发电机输出的频率、电压、波形失真度三个参数。若这三个参数都正常，UPS就可与发电机配会使用，若参数不匹配，则UPS有可能无法与发电机配套使用。下面以山特各类UPS为例介绍UPS与发电机配套使用的条件。从上表叶知，后备式和线上互动式UPS对发电机的性能要求较高（如二相发电机组），而在实际使用中，购买这种高性能发电机的用户并不多，也就是说后备式和线上互动式UPS难以与性能一般的发电矾配套使用；而在线式UPS却对发电机的要求不高，它能很好地与发电机配套使用。由此可知用户需要UPS与发电机配套使用时，最好选用山特在线式UPS。
4．购买长延时UPS，要特别重视对蓄电池的选用长延时UPS中的蓄电池在整个设备中的价格比重大，里对UPS质量有着重大影响。长延时UPS出厂时一般没有配备蓄电池，蓄电池由用户自选，所以用户在选购蓄电池时要特别注意，叶选购信誉高、保修期长的蓄电池，建议最好选用UPS制造商推荐的品牌。
5．选购大功率UPS时最好选用过载能力强的UPS过我能力强的UPS遇到输出端一般性的过载或启动浪涌电流冲击时，它依靠逆变器本身的过载能力来承担短时间的过裁电流，这样就大大提高了UPS的可靠性，如山特C6K-3C20KUPS，当负载过我130％时，UPS能够维持供电10分钟，而一般的UPS只能维持几秒至几十秒。
6．正确认识UPS的各种智能化管理软件随着UPS制造技术的不断发展，UPS智能化的不断提高确实给用户带来一些方便，但UPS智能化管理只是UPS诸多功能中的一个，并不能说智能化管理功能越强，该UPS的性能就越好，UPS性能的优劣应从整体来评价，所以应根据用户具体的需求选用适当的机型和软件，如：山特C系列及N系列UPS就很适合网络应用；山特公司推出的电侦探系列UPS监控软件产品物美价廉，其功能叶以满足大多数用户的需求，而Webpower智能监控插卡则具有很强的网管功能。
7．从经济条件考虑选用哪种类型的UPS从UPS的制造方面来看，在线式UPS的制造成本较后备式和线上互动式高，其各种性能也比后各式和线上互动式好，故其售价高，而后备式和线上互动式UPS价格相对较低，较适合对电力环境要求不高且经济条件有限的用户使用。
8．选购UPS时，还要特别注意UPS厂商能为您提供哪些服务（包括售前、售中、售后服务）作为国际知名的UPS厂商，山特公司已经建立了一整套规范、高效的服务体系，包括三年保修、全国联保。
UPS有多少种类
通常我们把UPS依设计架构区分为三种，即后备式、在线式及线上互动式。UPS依输出波形区分为：方波、正弦波及阶梯波。纯净的市电就是标准的正弦波，是最理想的波形；方波的高次谐波量较多，会影响精密仪器的工作；阶梯波是方波的特殊形式，它介于方波与正弦波之间，这种波形输出的UPS适合对电源要求不特别严格的负载使用。
●UPS依容量区分为小型UPS：10KVA以下；
●中型UPS：10KVA以上，100KVA以下；
●大型UPS：100KVA以上。
种类繁多的UPS在电池供电状态下区分不大，都为逆变器输出，主要区别在于市电状态下的工作状态。此时，在线式仍为逆变器输出，有独立的充电电路；线上互动式（或称在线互动式或线上交互式）为直接输出或市电经变压器耦合输出，此时逆变器为充电器；后备式为直接输出或市电经变压器耦合输出，此时逆变器不工作有单独的充电电路。
购买UPS时应考虑哪些因素
一台UPS至少可以使用3年以上。用户在挑选UPS电源时，应根据自己的要求来确定挑选标准，选择最适合使用的UPS，而不是最便宜的或最高档的。一般来说，应就负载设备所处理资料的重要性、各种用电设备对电源质量的要求、安装与空间要求及其经济预算等因素综合考虑，同时也要考虑UPS的重量和体积大小合适。总的来说，用户应该考虑三个因素：即技术性能、服务保证和产品价格。
如何选购UPS
步骤1：
先确认你需要何种类型的UPS就中国目前的电力状况而言，UPS是一种非常必要的电源保护设备，不同的用户对UPS类型的需求也是不同的，如：重要设备须选用性能优异，安全系数极高的在线式机种，在线式UPS功能完善，能抵抗来自电网上的各种侵害，如高压、尖峰、浪涌、杂讯干扰等等，输出纯净的电源，时刻保护您的负载。网络用户除选用在线式外，亦可考虑线上互动式UPS。线上互动式UPS虽种类较多，品质良莠不全，但象山特的Inter系列UPS，通过电源软件监测网络环境，管理网络电源，也是很适合网络使用的。个人及家庭用户可以考虑选用后备式机型，后备式UPS价格低廉，外形轻巧，是个人电脑理想伙伴。它在从市电切换到电池供电时的转换时间小于10毫秒，而PC机具有储存电能的电容，可忍受小于20毫秒的停电转换时间，所以不会影响PC机的正常使用。
步骤2：
确定你所需要的UPS功率（VA）值
列出所有需保护的设备，别忘了显示器、主机、外挂硬盘等。
每一设备的电压及电源数据可在其背板上找到，把两者相乘即可获得（VA）伏安值。有些设备用瓦特（W）表明电能需要，将瓦数乘以1.4即可获得大致的伏安值。把所有部件的VA值汇总；将汇总值加上30%的预留扩充容量，以备系统升级时使用。
步骤3：
确定负载设备所需要的备用时间
断电时，负载设备只需进行存盘、关机操作，建议选择标准型UPS。
断电时，负载设备仍需进行长时间运转，应当选择长效型UPS。
步骤4：
选择一个好品牌的UPS是非常重要的，原因是：好品牌的UPS，产品质量有保证。售后服务周到、及时。一台UPS的使用寿命至少有3年，所以最好选择能提供3年保修服务的品牌。另外销售与维修服务网点覆盖面的大小也是购买时需考虑的因素，这可以保证对产品的及时维护及维修。
