UPS知识大全

UPS是什么？它有哪些功能？

　　UPS( Uninterruptible Power System )，即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分，恒压恒频输出的电源保护设备。它可解决现有电力断电、低电压、高电压、突波、杂讯等现象，使计算机网络系统或其它电力电子设备运行更加安全可靠。现在已经被广泛应用于计算机、交通、银行、证券、通信、医疗、工业控制等行业，并且正在迅速地走入家庭。它的主要功能是当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断( 事故停电 )时, UPS 立即将机内电池的电能,通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。

　　UPS作为计算机的重要外设，在保护计算机数据、保证电网电压和频率的稳定，改进电网质量，防止瞬时停电和事故停电对用户造成的危害等是非常重要的。UPS已从60年代的旋转发电机发展至今天的具有智能化程度的静止式全电子化电路，并且还在继续发展。目前，UPS一般均指静止式UPS，按其工作方式分类可分为后备式、在线互动式及在线式三大类。
1、后备式
　　从工作原理上看，后备式UPS在有市电时仅对市电进行稳压，逆变器不工作，处于等待状态，当市电异常时，后备式UPS会迅速切换到逆变状态，将电池电能逆变成为交流电对负载继续供电，因此后备式UPS在由市电转逆工作时会有一段转换时间，一般小于10ms的时间切换，不适合于关键性供电场所。此外，后备式UPS一般只能持续供电几分钟到十几分钟。

　　后备式UPS电源的优点是：运行效率高、噪音低、价格相对便宜，主要适用于市电波动不大，对供电质量要求不高的场合。
2、在线互动式
　　所谓在线互动式UPS，是指在输入市电正常时，直接由市电向负载供电，UPS的逆变器处于反向工作给电池组充电，当市电偏低或偏高时，通过UPS内部稳压线路稳压后输出，在市电异常时逆变器立刻投入逆变工作，将电池组电压转换为交流电输出，因此在线互动式UPS也有转换时间。

　　同后备式UPS相比，在线互动UPS的保护功能较强，有较宽的输入电压范围，噪音低，体积小等特点，但同样存在切换时间。逆变器输出电压波形较好，一般为正弦波，而其最大的优点是具有较强的软件功能，可以方便的上网进行UPS的远程控制和智能化管理。

3、 在线式
　　当市电正常供电时，市电经滤波回路及突波吸收回路后，分为两个回路同时动作，其一是经由充电回路对电池组充电，另一个则是经整流回路，作为变流器的输入，再经过变流器的转换提供净化过的交流电力给负载使用；此时若市电发生异常，则变流器的输入则改由电池组来供应，变流器持续提供电力，达到完全不断电。

　　在线式特点是，有极宽的输入电压范围，无切换时间且输出电压稳定精度高，输出完全由变流器来供应，不论市电电力质量如何，其输出均是稳定且纯净的正弦波电源。特别适合对电源要求较高的场合，但是成本较高。

　　有一个常见的错误概念，认为我们使用的市电，除了偶尔发生的断电事故，是连续而且恒定的，其实不然。市电系统作为公共电网，上面连接了成千上万各种各样的负载，其中一些较大的感性、容性、开关电源等负载不仅从电网中获得电能，还会反过来对电网本身造成影响，恶化电网或局部电网的供电品质，造成市电电压波形畸变或频率漂移。另外意外的自然和人为事故，如地震、雷击、输变电系统断路或短路，都会危害电力的正常供应，从而影响负载的正常工作。根据电力专家的测试，电网中经常发生并且对电脑和精密仪器产生干扰或破坏的问题主要有以下几种：
　　1、电涌（power surges）：指输出电压有效值高于额定值110％，而且持续时间达一个或数个周期。电涌主要是由于在电网上连接的大型电气设备关机时，电网因突然卸载而产生的高压。
　　2、高压尖脉冲（high voltage spikes）：指峰值达6000v，持续时间从万分之一秒至二分之一周期（10ms）的电压。这主要由于雷击、电弧放电、静态放电或大型电气设备的开关操作而产生。
　　3、暂态过电压（switching transients）：指峰值电压高达 20000V，但持续时间界于百万分之一秒至万分之一秒的脉冲电压。其主要原因及可能造成的破坏类似于高压尖脉冲，只是在解决方法上会有区别。
　　4、电压下陷(power sags）：指市电电压有效值介于额定值的80％至85％之间的低压状态，并且持续时间达一个到数个周期。大型设备开机，大型电动机启动，或大型电力变压器接入都可能造成这种问题。
　　5、电线噪声（electrical line noise）：系指射频干扰(RFI)和电磁干扰（EFI）以及其它各
种高频干扰。马达的运行、继电器的动作、马达控制器的工作、广播发射、微波辐射、以及电气风暴等，都会引起线噪声干扰。
　　6、频率偏移（frequency variation）：系指市电频率的变化超过3Hz以上。这主要由应急发电机的不稳定运行，或由频率不稳定的电源供电所致。
　　7、持续低电压（brownout）指市电电压有效值低于额定值，并且持续较长时间。其产生原因包括：大型设备启动和应用、主电力线切换、启动大型电动机、线路过载。
　　8、市电中断(power fai1）：指市电中断并且持续至少两个周期到数小时的情况。其产生原因有：线路上的断路器跳闸、市电供应中断、电网故障。

　对于电脑来说，显示器及主机工作都需要正常的电力供应。尤其是内存，对电源的要求更高。它是一种依赖电能的存储设备，需要不断地刷新动作来保持存储内容。一旦断电，所保存的内容立即消失。如果非正常断电，导致内存中的信息来不及保存到硬盘等存储设备上，就会造成信息因完全丢失或变得不完整而失去价值，从而浪费大量的工作精力、时间、甚至造成巨大的经济损失。而UNIX这样的操作系统，如果不正常关机，内存中的系统信息没有回写到硬盘上，还可能造成系统崩溃，无法再次启动。此外，电脑中的硬盘，虽然应用的是磁存储介质，不会因断电而损失信息，但突然的电力故障会使正在进行读写工作的硬盘物理磁头损坏，或者系统文件在维护文件系统时，造成文件分配表错误，从而造成整个硬盘的报废。另外，现在的操作系统大都能设置虚拟内存，由于突然的断电，使系统来不及取消虚拟内存，从而造成硬盘中的"信息碎片"，不仅浪费了硬盘存储空间，还会导致机器运行缓慢。电脑电源是一种整流电源，过高的电压可能会造成整流器烧毁。而电压尖脉冲和暂态过电压以及电源杂讯等干扰都可能通过整流器进入主机板，影响机器的正常工作，甚至烧毁主机线路。总之，电力问题是计算机工作的重大威胁。

　　后备式不断电系统在作电力系统转换时，会有转换时间，而转换时间到底多长？对计算机有什么影响？是客户经常提出的问题。转换时间的长短各厂家产品设计不同，一般均介于2至10毫秒，就计算机而言，当电力中断时，其本身的交换式电源供应器应可维持16毫秒，因此不断电系统的转换时间是一般个人计算机所能接受的。

　① 购买UPS时应考虑那些因素
　　一台UPS至少可以使用3年以上。拥护在挑选UPS电源时，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的重要和体积大小合适。
总的来说，拥护应该考虑三个因素：即技术性能、服务保证和产品价格。

② 如何选购UPS
步骤1：先确认你需要何中类型的UPS
● 就中国目前的电力状况而言，UPS是一种必要的电源保护设备，不同的拥护对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，时刻保护拧的负载。
● 网络拥护除选用在线式外，亦可考虑线上互动式UPS。线上互动式UPS虽种类较多，品质良秀不齐，但象apc的Smart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。
● 个人及家庭拥护可以考虑选用后备式机型，后备式UPS价格低廉，外姓轻巧，是个人电脑的理想伙伴，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流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，将瓦特数乘以1.4即可获得大致的伏安数。

步骤3：确定负载设备所需的备用时间
● 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的使用寿至少有2年，所以最好选择能提供3年保修服务品牌。另外销售与维修服务网点覆盖面的大小也是购买时需要考虑的因素，这可以保证对产品的及时维护及维修。
● 好品牌UPS的厂商珍惜产品声誉，对用户的承诺而有信。

　　UPS作为保护性的电源设备，它的性能参数具有重要意义，应是我们选购时的考虑重点。硬件性能指标主要有：
　■ 工作方式：在线、在线交互、后备
　■ 输入电压范围：即保证UPS不转入电池逆变供电的市电电压范围。在此电压范围内，逆变器（负载）电流由市电提供，而不是电池提供。输入电压范围越宽，UPS电池放电的可能性越小，故电池的寿命就相对延长。
　■ 输入频率范围：即UPS能自动跟踪市电、保持同步的频率范围。当切换旁路时，UPS能自动跟踪市电、保持同步可避免因输入输出相位差开甚至反相，引起逆变器模块电源和交流旁路电源间出现大的环流电源而损害UPS。
　■ 输入功率因数：指UPS输入端的功率因数。输入功率因数越高，UPS所吸收的无功功率越小，因而对市电电网的干扰就越小。一般UPS只能达到0.9左右。
　■ 输出功率因数：指UPS输出端的功率因数。如果有非计算机负载，越大则带载能力越强。一般UPS为0.8左右。
　■ 过载能力：越大，表示逆变器能力越好。
　■ 切换时间：由于计算机开关电源，在10ms的间隔时间能保证计算机的输出，因此一般要求UPS切换时间小于10ms，对于在线UPS切换时间为0。
　■ 输出电压稳定度：指UPS输出电压的稳定程度。输出电压稳定程度越高，UPS输出电压的波动范围越小，也就是电压精度越高。大部分UPS的电压稳定度大于5%。
　■ 输出电压失真度：即UPS输出波形中所含的谐波分量所占的比率。常见的波形失真有：削顶、毛刺、畸变等。失真度越小，对负载可能造成的干扰或破坏就越小。
　■ 负载峰值因数：指UPS输出所能达到的峰值电流与平均电流之比。一般峰值因数越高，UPS所能承受的负载冲击电流越大。
　■ 三相不平衡能力：对于三进三出的UPS来说，若出现三相的每一相电流不一致，就会造成输出电压的不平衡。具有100%负载不平衡能力的UPS，表示该UPS允许一相输出带满载，而其他两相空载。
　■ 冷启动功能：在无市电或不接市电的情况下，直接用电池组所提供的直流电压启动UPS的功能。
　■ 旁 路 功 能：指UPS超载或逆变器发生故障时，通过控制开关转换至市电供电，也就是旁路供电。
　■ 接发电机功能：发电机的输出波形一般失真度较高，且频率波动范围很大。因此，UPS必须具有良好的跟踪发电机频率的性能，保持与发电机同步工作，并且保持质量较高的输出波形和稳定的输出电压。
　■ 电池管理水平：由于电池在UPS整机成本所占比重较大，特别长延时UPS中更占1/3以上，而且电池故障在UPS故障率中也占70%以上。所以电池管理水平的高低直接关系到UPS的使用。
　■ 整 机 效 率：
①效率低会造成UPS本身功耗大、易老化。
②效率低还会造成电池供电时间变短。
　■ 监控软件：软件性能指标主要分保护、监测和管理（控制）三个层次。
　　总的来说，离线式UPS对负载的保护最差，在线互动式略优之，在线式则几乎可以解决所有的常见电力问题。当然成本也随着性能的增强而上升。因此用户在选购UPS时，应根据负载对电力的要求程度及负载的重要性不同,而选取不同类型的UPS。

如何正确使用UPS？

1)正常的开机顺序 由于一般负载在启动瞬间存在冲击电流,而UPS内部功率元件都有一定的安全工作区范围,尽管我们在选用器件时都留有一定的余量,但是过大的冲击电流还是会缩短元器件的使用寿命，甚至造成元器件损坏。因此 ,在使用时应尽量减小冲击电流带来的损害。 一般UPS在旁路工作时，抗冲击能力较强,我们可以利用这一特点在开机时采用以下方式进行：先送市电给UPS，使其处于旁路工作,再逐个打开负载,先开冲击电流较大的负载,再开冲击电流较小的负载,然后UPS面板开机，使其处于逆变工作状态。开机时千万不能将所有负载同时开启,也不可带载开机。 2)关机顺序 关机顺序如下：先逐个关闭负载，再将UPS面板关机,使UPS处于旁路工作而充电器继续对电池组充电。如果需要UPS输出，将UPS完全关闭,则再将输入市电断开即可。 3）后备式UPS的使用 后备式UPS一般在市电状态下没有负载检测功能，只靠输入保险丝起保护。如用户使用时不注意这点，在市电时很容易带载过大，虽然市电状态下，UPS还可能继续工作，但一旦市电异常转电池逆变工作时，UPS就会因过载保护而关机,严重时会造成UPS损坏，以上情况都会造成输出中断，给用户带来一定的损失。因此在使用后备式UPS时应特别注意不要带载过量。 4）长效型UPS的使用 由于长效型UPS外置电池与UPS主机是分开的，相互间由电池连线连接，一般正常使用时不会有什么问题，但是当用户在装机或移机时，就会需要进行重新连线，在连线时应注意以下几个问题： ①电池连接时电压极性要正确； ②电池与主机之间的连线先不要连接，等UPS市电输入产生充电电压后再连接。即UPS先上市电再接电池。

使用UPS有哪些注意事项？

1、 在您操作UPS前，请务必详细阅读随机的《用户指南》。 2.、开机前，要确认输入市电接线极性正确，以确保人身安全，避免人为损坏UPS的情况发生。 3.、充分注意负载总容量比能大于UPS的额定功率。 4.、市电中断后，UPS由电池供电而自动关机后，请勿再利用UPS电池开机供电，以免电池因过放电而损坏。 5.、当市电发生异常，UPS转为电池供电时，对标机而言，应及时卸载关机，待市电恢复正常后再开机使用。 6.、标准机不能外接电池作长效机使用，否则机器会大大缩短电池使用寿命。 7.、UPS不宜长期工作在30℃以上的环境中，否则会大大缩短电池使用寿命。 8.、请不要把磁性介质放在UPS上，否则易导致UPS内数据丢失而损坏机器。 9.、UPS比较适于带电容性负载，而不适合带电感性负载（例如空调、吹风机、电钻）半波负载及冲击负载（例如打印机），输出为方波的UPS不能带电感性负载。 10、UPS不宜一直处于满负载和轻负载的状态下运行，一般选取额定容量的50%-80% 11、 UPS的使用环境应注意通风良好，利于散热。并保持环境的清洁。 12、UPS输出插座应明确标识，勿使加入无关负载或短路。 13、切勿带感性负载，如点钞机、日光灯、空调，以免造成损坏。 14、若用户在市电停电期间使用发电机供电，应保证发电机功率大于两倍UPS额定功率。必须在发电机启动稳定后才能接入UPS。 15、开启UPS负载时，一般遵循先大后小的原则。 16、UPS输出负载控制在60%左右为最佳，可靠性最好。

UPS是一直开着好，还是定时开关机好？

?UPS内部有高电压、大电流，频繁开关对于UPS的性能及寿命当然不好，这和电视、日光灯不能频繁开关是同样道理的。而且中大功率UPS，其开关机有一定的次序，如果颠倒次序操作可能造成故障。有统计表明，UPS在开机和关机过程出现故障的机率最大。 一台好的UPS，会充分考虑诸如缓启动，步进启动等功能，防止电流对功率器件的的冲击，经常性地操作不会有太大影响。但一定不能带载开关机，因为长期这样可能会造成UPS内部的继电器（接触器）的失效，尤其是中大功率UPS。 UPS可以长期不间断地工作。长期运行的UPS，有个不利因素是它的风机，处于长时间运转（恒速或变速），它的寿命是3~5年，如果环境清洁度不好会降低，这时需要进行更换。 总的说来，对于多数小型UPS，上班开UPS，下班关UPS是可行的，但要避免带载启动。对于网络机房的UPS，由于多数网络是24小时工作的，所以UPS可以也必须全天候运行。

电池的种类和保养？

一：UPS常用电池的种类： 　　在UPS应用中的电池共有三种：包括开放型液体铅酸电池，免维护电池，镍铬电池。现UPS厂家所配的电池一般为免维护电池，下面以免维护电池为主介绍三种电池的特点： 1：开放型液体铅酸电池：此类电池按结构可分为8-10年，15-20年寿命两种。由于此电池硫酸电解会产生腐蚀性气体，此类电池必须安装在通风并远离精密电子设备的房间，且电池房应铺设防腐蚀瓷砖。 由于蒸发的原因，开放电池需定期测量比重，加酸加水。此电池可忍受高温高压和深放电。电池房应禁烟并用开放型电池架。 　　此电池充电后不能运输，因而必须在现场安装后充电初充电一般需55-90小时。正常每节电压为2V，初充电电压为2.6-2.7v。 2：免维护电池：又名阀控式密封铅酸蓄电池，在使用和维护中需遵循下列原则： A：密封电池可允许的运行范围为15度-50度 ，但5度-35度之内使用可延长电池寿命。在零下15度以下电池化学成分将发生变化而不能充电。在20度到25度范围内使用将获得最高寿命.电池在低温运行将获得长寿命但较低容量，在高温运行将获得较高容量但短寿命。 B ：电池寿命和温度的关系可参考如下规则，温度超过摄氏25度后，每高8.3度电池寿命将减一半。 C：免维护电池的设计浮充电压为2.3V /节。12V的电池为13.8V。CSB公司建议每节2.25-2.3V。在120节电池串联的情况下，温度高于摄氏25度后，温度每升高一度浮充电压应下调3MV。同样温度每升高一度为避免充电不足电压应上调3MV。放电终止电压在满负荷（<30分钟）情况下为1.67V每节。在低放电率情况下（小电流长时间放电）要升高至1.7V-1.8V每节，APC SYMMETRA可根据负载量调节充电电压。 D:放电结束后电池若在72小时内没有再次充电。硫酸盐将附着在极板上绝缘充电，而损坏电池。 E：电池在浮充或均充时，电池内部产生的气体在负极板电解成水，从而保持电池的容量且不必外加水。但电池极板的腐蚀将减低电池容量。 F：电池隔板寿命在环境温度为30-40度时仅为5-6个月。长时间存放的电池每6个月必须充电一次。电池必须存放在干燥 凉爽的环境。在20度的环境下免维护电池的自放电率为3-4%每个月，并随温度变化。 G：免维护电池都配有安全阀，当电池内部气压升高到一定程度时安全阀可自动排除过剩气体，在内部气压恢复时安全阀会自动恢复。 H：电池的周期寿命（充放电次数寿命）取决于放电率，放电深度，和恢复性充电的方式， 其中最重要的因素是放电深度。在放电率和时间一定时，放电深度越浅，电池周期寿命越长。免维护电池在25度100%深放电情况下周期寿命约为200次。 I：电池在到达寿命时表现为容量衰减，内部短路，外壳变形，极板腐蚀，开路电压降低。 J：IEEE定义电池寿命结束为容量不足标称容量AH的80%。标称容量和实际后备时间非线性关系，容量减低20%相应后备时间会减低很多。一些UPS 厂家定义电池的寿命终止为容量降至标称容量的50-60%。 K：绝对禁止不同容量和不同厂家的电池混用，否则会降低电池寿命。 L：若两组电池并联使用，应保证电池连线，汇流排阻抗相同。 M：免维护电池意味着可以不用加液，但定期检查外壳有无裂缝，电解液有无渗漏等仍为必要的。 3：镍铬电池：此类电池不同于铅酸电池，电解时产生氢和氧而不产生腐蚀性气体，因而可安装在电子设备的旁边。且水的消耗很少，一般不需维护。正常寿命为20-25年。远比前面提到的电池昂贵。初始安装的费用约为铅酸电池的三倍。并不会因环境温度高而影响电池寿命，也不会因环境温度低而影响电池容量。一般每节电压为1.2V，UPS因应用此类电池需设计较高的充电器电压。 二：优点和缺点： 1开放型铅酸电池： 优点：投资较少，寿命较免维护电池长，对温度要求较低。 缺点：维护较复杂，需专门的电池间，有腐蚀性气体排出，必须现场初充电50-90小时，需专人维护。 2：免维护电池： 优点：不需加液等维护，可在满充状态下运输，不需专人维护。 缺点：不及时恢复性充电会损害电池，对温度较敏感，寿命较短，比铅酸电池贵。 3：镍铬电池： 优点：维护要求较低，寿命较长，对温度不敏感，无有害气体排放。 缺点：三种电池中最贵。 三：UPS常用电池 现计算机中心一般多数选用免维护电池，维护较方便，但也需进行下列工作： 1：每三到四个月要放电一次，以防极板氧化。 2：环境温度要保持在20-25度。 3：连接不能过紧和过松，需经常检查。 4：使用三年后需及时检查更换。

与发电机配套应注意几个问题？

1、 般选用发电机的输出容量为UPS功率的1.5倍，这样有利于发电机的输出电压和频率的稳定。 2、发电机输出的电压频率和波动的范围不宜超过UPS允许的输入范围。 3、对后备式而言，发电机的波形失真度不宜太大。对于波形失真度过大的发电机，可用以下的方法作出适当的改善： 　　① 在发电机的输出端并联适当的电阻性负载，这样在一定程度上减少波形失真。 　　② 在UPS输出端并联1-8微法（μF）的电容，对发电机输出波进行适当的补偿。 4、建议用户在为UPS选配发电机时，选用本田、雅马哈或凯普品牌。

后备机、高频机和工频机的工作原理？

第一种为后备式（OFF-LINE）其主要特点为：逆变器有市电时不工作，处于后备状态，所以叫后备式。其工作框图如下： 　　　　 　　平时有市电时，逆变器不工作，市电通过稳压器，进入输出；停电后逆变器工作，切换开关将输出负载由市电切换到逆变器。这种机种体积小，重量轻，价格很低，家庭使用一般都是这一机种，其缺点为：稳压精度不高，可靠性、稳定性均不太好，抗干扰较差，重要场合一般不能选用。 　　第二种为在线式工频机（ON-LINE）：工频机由于有工频（50HZ）变压器，所以叫工频机。工作框图如下： 　　　　 由于其工作原理的本身特点带来以下几个优缺点： （1）防雷击 由于变压器的隔离作用，输入输出间无电联系，即电1 至 磁1 至 电2 至 磁2 至 电3。本身具有防雷功能。 （2）输入工作电压宽 本厂产品工作电压为140V--285V，并当高于285V，由于磁进入饱和，变压器电2电压不再增高，有效的保护了后面的电路，由于变压器的隔离、缓冲作用也带来了可靠性高、稳定性好等一系列优点。 （3）输入输出间无电联系，联网性能好 如输出二根线，均不接地，即无火线零线之分，也称悬浮供电，接触一根线不触电，提高了安全性；也可将其中一根线如图中虚线接地，称为普通供电（或不悬浮供电），这种方法，零地电压可接近0V，提高了抗干扰能力，提高了网络的传输速度和可靠性。其他优点另见比较表： （4）由于增加了输入输出变压器，这种机种成本高，重量重，体积也较大。 　　第三种为在线式高频机：工作框图如下：（山特等机种为此类机型） 　　　　 　　高频机因为没有工频变压器，体积可以很小，重量可以很轻，成本也很低，但是由于没有工频变压器，所有的电冲击直接由电子线路来承担，其稳定性，可靠性均有下降。