1、UPS 在城镇污水处理厂的选用与维护摘要：随着城镇污水处理厂的日益增多，其生产装置自动化水平也越来越高，因此，企业的供电质量就显得尤为重要。针对 UPS 在城镇污水处理厂的广泛应用，本文介绍了 UPS 的工作原理，UPS 的选用及 UPS 系统的维护。 关键词：UPS 不间断电源工作原理选用系统维护 中图分类号： TG434.1 文献标识码： A 近年来，随着城镇污水处理厂的快速发展，其生产装置的自动化水平也大幅度提高，因此，对企业供电质量提出了更高的要求。为保证生产装置自控系统（PLC、DCS 系统） 、计算机网络系统以及其他电子设备在电网中断的情况下能正常工作，采用了 UPS 不间断电源，
2、它是一种含有储能装置，以蓄电池-逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。 UPS 不间断电源的工作原理 UPS（Uninterrupted Power Supply）即不间断电源，一般由整流器，逆变器，静态切换开关、旁路系统及与其配套的蓄电池组等元器件组成。按工作方式来划分，UPS 可以简单的分为后备式和在线式两种。 后备式 UPS 在市电正常供电时，UPS 的任务主要是对蓄电池进行充电，其输出电压基本上就是输入电网的电压。其不能抑制和隔离电网中的各种噪声和干扰，输出的电压不是稳压稳频的，最多是进行简单的调压，且需要一定的转换时间（通常小于 10ms） 。 1.2 在线式 UPS 在线式
3、UPS 在原理上却有所不同。在市电正常时，交流输入经 AC/DC转换成直流，一方面为蓄电池充电，另一方面给逆变器供电，逆变器一直处于工作状态，将直流电再经过 DC/AC 逆变成交流电为用电设备供电；当市电中断时，立即改为蓄电池经逆变器向负载提供交流电。因此，在线式 UPS 输出的是稳定的，纯洁的，高品质的交流电源。它可完全消除在输入电源中可能出现的任何电源问题(电压波动，频率波动，谐波失真和各种干扰)，大大改善了供电的品质，保护负载安全，有效地工作。所以，目前城镇污水处理厂通常采用的是在线式 UPS。其工作原理框图如图1 所示。 图 1 在线式 UPS 工作原理图 UPS 的选用 正确合理地选
4、用 UPS, 不仅能延长其使用寿命, 还能使用电设备得到稳定、安全、可靠的不间断电源，那么 UPS 如何选用？下面就分几方面介绍一下 UPS 选用时应确定的参数和注意的问题。 2.1UPS 容量计算 UPS 的额定容量通常是指逆变器交流输出的视在功率(kVA)。 在选择 UPS 额定容量时,除要按负荷的视在功率计算外，还要计及动态（按负荷从 0100%突变）稳压和稳频精度的要求，以及温度变化、蓄电池端电压下降和设计冗余要求等因数的影响。一般采用式(1)计算 UPS的容量 SC=KiKdKtKaP/COS 式（1） 式中 SC-UPS 计算容量（kVA）; Ki-动态稳定系数，取 1.11.15
5、; Kd-直流电压下降系数，取 1.1； Kt-温度补偿系数，取 1.051.1； Ka-设备老化系数及设计裕度系数，取 1.051.1； P-全部负荷的计算功率(kW); COS-负载的功率因数，为 0.70.8（滞后） 。 则可靠系数 Krel=KiKdKtKa=1.331.53 取可靠系数平均值 Krel=1.43 和 COS=0.7,则由式（1）得到式（2） SC=KrelP/COS=2.04 P式（2） 其中，容量计算要求负荷统计准确。 2.2UPS 的输入要求 通常，UPS 对输入电压的要求为 380V（-10%+15%） ，输入电压频率为 50Hz（-5%+5%） 。当市电输入处
6、于过低或过高时，应考虑配置参数稳压器。由于 UPS 的输入功率因数通常为 0.70.8，所以配置参数稳压器时，应考虑其容量为 UPS 标称容量的 23 倍，且稳压器应有来电自投功能，以便市电恢复时，UPS 自动转换到正常的工作状态。 2.3UPS 应急供电时间 为保证用电设备按照操作顺序进行停机，其蓄电池的额定放电时间可按停机所需最长时间来确定，一般可取 815min。当有备用电源时，为保证用电设备供电连续性，其蓄电池额定放电时间按等待备用电源投入考虑，一般可取 1030min。设有应急发电机时，UPS 应急时间可以短一些。如有特殊要求，其蓄电池额定放电时间应根据负荷特性来确定。 2.4UPS
7、 系统设计的注意事项： (1)供电系统应相对稳定，符合国标要求(电源质量)； (2)供电系统采用双回路供电系统，即双路自投电源； (3)UPS 输入回路必须加装报警回路，UPS 本身报警声响不够，操作人员无法监听； (4)UPS 电源系统输入、输出须经专用电源盘。 3. UPS 系统的维护 3.1 UPS 主机的维护 UPS 主机一般是智能型的，它对环境温度要求不高，一般来说，保持适当的机房温度和湿度，并保持机房的清洁卫生即可。否则，UPS 长期工作后，在主机内所积蓄的灰尘，一旦受潮将可能使主机产生故障。另外，注意在 UPS 关机后需要重启时，应避免带负载启动 UPS。否则，大负载的冲击电流会
8、引起 UPS 瞬间过载，严重时会损坏逆变器。最后，注意UPS 正常工作时，不能让 UPS 经常处于满载或过载状态，以延长主机的寿命。 3.2 蓄电池的维护 蓄电池是 UPS 的心脏，不管 UPS 电路多么先进，其性能最终取决于它的蓄电池，蓄电池的稳定性和在放电过程中能够提供给负载的实际容量对确保电力设备的安全运行具有十分重要的意义。 一般人可能认为，UPS 使用的是全密封免维护铝酸电池，既然是“免维护” ，为什么还要强调对电池的维护？实际上，虽然现在一般较好的电池寿命可长达 5 年，有的更是 10 年甚至更长，但如果维护不到位，实际寿命很有可能只有 1 到 2 年。所以要想延长电池的寿命，使它
9、保证在一个良好的状态并确保用电的安全，定期做一些维护工作还是很有必要的。主要的维护工作和注意事项有以下几个方面： 电池对环境温度要求较高，工作环境一般要在 2025之间，低于15时，其放电容量下降，温度每降低 1，容量下降 1%，而温度过高（大于 30）其寿命就会缩短。 要防止电池短路或深度放电，深度放电会造成电池内阻增大或充电电压过低，从而导致降低甚至失去充电能力，放电程度越深，循环寿命越短。因为电池每被“深度放电”一次就会导致实际保存容量（Ah）下降一次，所以这很容易造成电池过早地报废失效。因此，在设计 UPS 容量时，应保证负载为 UPS 总容量的 50%至 70%之间为好，这样，在今后
10、做放电维护或市电停电时，就可避免电池在低放电速率下进入深度放电状态。 在不经常停电的地区，建议每隔两至三个月对 UPS 进行一次人为断电，让 UPS 工作一段时间，防止电解液沉淀，以便让电池维持良好的充放电特性，延长使用寿命。 要定期对电池进行检查、测量、并做好记录。检查项目包括：电池组的浮充电压、每块电池的浮充电压。在测量单块电池电压时，应使用专用电池测量仪表来测量，而且应在断开市电的状态（即电池处于放电状态）下进行，否则，所测得的电池电压是虚电压，测得单块电池的电压不能低于标称值的 70%。 定期检查电池是否损坏，有无泄漏，表面是否有灰尘等杂物，电池架、连接线、端子是否有松动或锈蚀等。一旦
11、当发现电池电压有异常、损伤、电解液泄漏、温度异常等现象，应及时更换有故障的电池。 4.结束语 综上所述，UPS 作为保障电力供应和优化配电质量的有效手段，已经在城镇污水处理工程中得到了广泛的应用，并逐渐发展成为质量稳定，性能可靠的供电中心。同时，随着低功耗、高效率、高可靠性的 UPS 的出现，它的使用量会越来越多。由此可见，在污水处理工程中，UPS 不间断电源具有广阔的应用前景。 参考文献：1工业与民用配电设计手册/中国航空工业规划设计研究院等编3 版北京：中国电力出版社，2005 2电力工程直流系统设计手册/白忠敏等编著 北京：中国电力出版社，1998 资助项目：国际科技重大水专项（2012ZX07212-001）
