用戶須知一：UPS后備蓄電池容量數量計算方法
UPS電池容量計算：UPS電源功率(VA)×延時時間(小時數)÷UPS電源啟動直流電壓（所需電池個數×12V）=所需蓄電池安時數(AH)，根據計算結果數值選擇相近容量的蓄電池，常用12V電池容量有12ah，17ah，24ah，38ah，65ah，100ah，150ah，200ah。
UPS電池數量計算：UPS電源功率(VA)×延時時間(小時數)÷UPS電池容量×12V=所需蓄電池數量，根據計算結果數值選擇相近的電池組，常用電池組有24V2節, 36V3節, 72V6節,8節96V,16節192V。
用戶須知二：如何判斷UPS電池質量
簡單說同一型號蓄電池，不同品牌價格不同，質量也不同，判斷質量好壞最簡單的方法是稱重量，重量越大，質量越好，因為重量輕，就有偷工減料的可能，有廠家在電池里放玻璃等，但比重太低，一稱就稱出來了，下面我列舉常用UPS電池型號重量，供大家參考。
用戶須知三：電池的使用和維護?
1．概述
蓄電池是UPS系統中的一個重要組成部分，它的優劣直接關系到整個UPS系統的可靠程度，然而蓄電池卻又是整個UPS系統中平均無故障時間（MTBF）最短的一種器件。如果用戶能夠正確使用和維護，就能夠延長其使用壽命，反之其使用壽命會大大縮短。
蓄電池的種類一般可分為鉛酸電池、鉛酸電池免維護電池及鎳鎘電池等，它們各自的特點如下:
山特UPS考慮到負載條件、使用環境、使用壽命及成本等因素，一般選擇鉛酸電池免維護電池。山特UPS標準機機內電池均為松下鉛酸免維護電池，長效型外置 電池也推薦使用松下鉛酸免維護電池或其他品牌優質免維護電池。用戶千萬不要因貪圖便宜而選用劣質電池，因為這樣會影響整個系統的可靠性，并可能因此造成更 大的損失。
2．蓄電池的檢查
蓄電池都會有自放電現象（SELF-D1SCHARGE），如果長期放置不用，會使能量損失掉,因此需定期進行充放電。工程人員可以通過測量電池開路電壓 來判斷電池的好壞，以12V電池為例，若開路電壓高于12.5V，則表示電池儲能還有80％以上，若開路電壓低于12.5V，則應該立刻進行補充充電，若 開路電壓低于12V，則表示電池存儲電能不到20％，電池有不堪使用之虞。
免維護電池由于采用吸收式電解液系統，在正常使用時不會產生任何氣體，但是如果用戶使用不當，造成電池過充電，就會產生氣體，此時電池內壓就會增大,會將 電池上的壓力閥頂開，嚴重的會使電池鼓漲、變形、漏液甚至破裂，這些現象都可以從外觀上判斷出來,如發現上述情況應立即更換電池。
3．使用和保養
雖然免維護電池在使用時不需要人工進行專門的維護工作，但是在使用時還是有一定的要求，如果使用不當會影響電池的使用壽命。影響電池使用壽命的因素有以下幾點：安裝、溫度、充放電電流、充電電壓、放電深度和長期充電等。
1）電池安裝
電池應盡可能安裝在清潔、陰涼、通風、干燥的地方，并要避免受到陽光、加熱器或其他輻射熱源的影響。電池應正立放置, 不可傾斜角度。每個電池間端子連接要牢固。
2）環境溫度
環境溫度對電池的影響較大，環境溫度過高，會使電池過充電產生氣體，環境溫度過低，則會使電池充電不足，這都會響電池的使用壽命。因此一般要求環境溫度在25℃左右，山特UPS浮充電壓值也是按此溫度來設定的。
3）充放電電流
電池充放電電流一般以C來表示，C的實際值與電池容量有關。舉例來講，如果是100AH的電池：C＝100A。松下鉛酸免維護電池的最佳充電電流為 0.1C左右，充電電流決不能大于0.3C。充電電流過大或過小都會影響電池的使用壽命。放電電流一般要求在0.05~3C,UPS在正常使用中都能滿足 此要求，但也要防止意外情況的發生，如電池短路。
4）充電電壓
由于UPS電池屬于備用工作方式，市電正常情況下處于充電狀態，只有停電時才會放電。為延長電池的使用壽命，山特UPS的充電器一般采用恒壓限流的方式控 制，電池充滿后即轉為浮充狀態，每節浮充電壓設置為13.7V左右。如果充電電壓過高就會使電池過充電,反之會使電池充電不足。充電電壓異常，可能是由電 池配置錯誤引起，或因充電器故障造成,因此在安裝電池時，一定要注意電池的規格和數量的正確性，不同規格、不同批號的電池不要混用。外加充電器不要使用劣 質充電器，而且安裝時要考慮散熱問題。
5）放電深度
放電深度對電池使用壽命的影響也非常大，電池放電深度越深，其循環使用次數就越少,因此在使用時應避免深度放電。雖然山特UPS都有電池低電位保護功能， 一般單節電池放電至10.5V左右時，UPS就會自動關機，但是如果UPS處于輕載放電或空載放電的情況下,也會造成電池的深度放電。
6）定期保養
電池在使用一定時間后應進行定期檢查，如觀察其外觀是否異常、測量各電池的電壓是否平均等；如果長期不停電，電池會一直處于充電狀態這樣會使電池的活性變差,因此即使不停電，UPS也需要定期進行放電試驗以便電池保持活性。
放電試驗一般可三個月進行一次,做法是UPS帶載－－最好在50%以上,然后斷開市電，使UPS處于電池放電狀態,放電持續時間視電池容量而言一般為幾分鐘至幾十分鐘,放電后恢復市電供電，繼續對電池充電。
用戶須知四：電池怎樣保養，正常壽命是多少？
1.正常時，電池每隔3~6個月帶載充、放電一次，放電后標準機的連續充電時間應不少于10小時。
2.UPS長期閑置不用，應每隔3~6個月充電一次。
3.電池使用環境要求溫度在0℃到40℃之間，避免陽光直射并且保持清潔。
用戶須知五：為什么要用UPS？
有一個常見的錯誤概念，認為我們使用的市電，除了偶爾發生的斷電事故，是連續而且恒定的，其實不 然。市電系統作為公共電網，上面連接了成千上萬各種各樣的負載，其中一些較大的感性、容性、開關電源等負載不僅從電網中獲得電能，還會反過來對電網本身造 成影響，惡化電網或局部電網的供電品質，造成市電電壓波形畸變或頻率漂移。另外意外的自然和人為事故，如地震、雷擊、輸變電系統斷路或短路，都會危害電力 的正常供應，從而影響負載的正常工作。根據電力專家的測試，電網中經常發生并且對電腦和精密儀器產生干擾或破壞的問題主要有以下幾種：
1、電涌（power surges）：指輸出電壓有效值高于額定值110％，而且持續時間達一個或數個周期。電涌主要是由于在電網上連接的大型電氣設備關機時，電網因突然卸載而產生的高壓。
2、高壓尖脈沖（high voltage spikes）：指峰值達6000v，持續時間從萬分之一秒至二分之一周期（10ms）的電壓。這主要由于雷擊、電弧放電、靜態放電或大型電氣設備的開關操作而產生。
3、暫態過電壓（switching transients）：指峰值電壓高達 20000V，但持續時間界于百萬分之一秒至萬分之一秒的脈沖電壓。其主要原因及可能造成的破壞類似于高壓尖脈沖，只是在解決方法上會有區別。
4、電壓下陷(power sags）：指市電電壓有效值介于額定值的80％至85％之間的低壓狀態，并且持續時間達一個到數個周期。大型設備開機，大型電動機啟動，或大型電力變壓器接入都可能造成這種問題。
5、電線噪聲（electrical line noise）：系指射頻干擾(RFI)和電磁干擾（EFI）以及其它各種高頻干擾。馬達的運行、繼電器的動作、馬達控制器的工作、廣播發射、微波輻射、以及電氣風暴等，都會引起線噪聲干擾。
6、頻率偏移（frequency variation）：系指市電頻率的變化超過3Hz以上。這主要由應急發電機的不穩定運行，或由頻率不穩定的電源供電所致。
7、持續低電壓（brownout）指市電電壓有效值低于額定值，并且持續較長時間。其產生原因包括：大型設備啟動和應用、主電力線切換、啟動大型電動機、線路過載。
8、市電中斷(power fai1）：指市電中斷并且持續至少兩個周期到數小時的情況。其產生原因有：線路上的斷路器跳閘、市電供應中斷、電網故障。
對于電腦來說，顯示器及主機工作都需要正常的電力供應。尤其是內存，對電源的要求更高。它是一種依賴電能的存儲設備，需要不斷地刷新動作來保持存儲內容。 一旦斷電，所保存的內容立即消失。如果非正常斷電，導致內存中的信息來不及保存到硬盤等存儲設備上，就會造成信息因完全丟失或變得不完整而失去價值，從而 浪費大量的工作精力、時間、甚至造成巨大的經濟損失。而UNIX這樣的操作系統，如果不正常關機，內存中的系統信息沒有回寫到硬盤上，還可能造成系統崩 潰，無法再次啟動。此外，電腦中的硬盤，雖然應用的是磁存儲介質，不會因斷電而損失信息，但突然的電力故障會使正在進行讀寫工作的硬盤物理磁頭損壞，或者 系統文件在維護文件系統時，造成文件分配表錯誤，從而造成整個硬盤的報廢。另外，現在的操作系統大都能設置虛擬內存，由于突然的斷電，使系統來不及取消虛 擬內存，從而造成硬盤中的“信息碎片”，不僅浪費了硬盤存儲空間，還會導致機器運行緩慢。電腦電源是一種整流電源，過高的電壓可能會造成整流器燒毀。而電 壓尖脈沖和暫態過電壓以及電源雜訊等干擾都可能通過整流器進入主機板，影響機器的正常工作，甚至燒毀主機線路。總之，電力問題是計算機工作的重大威脅。但 是隨著計算機和網絡應用的日益重要和廣泛，安全可靠的電源已是網絡設計和管理人員不得不認真面對的重要問題。“需要是社會發展的第一推動力”，在這種背景 下，UPS(不間斷電源）應運而生，并伴隨電力電子技術的發展，不斷推陳出新，在十數年間，不僅造就了一個嶄新的產業，而且隨著時間的推移更將有蓬勃的發 展和燦爛的前景。
目前我國的電力狀況？
目前，我國僅有少數地區剛剛解決了電力緊張的問題，大部分地區和大城市還面臨著電力供應緊張的迫切問題，供電質量更 是不能得到保證。但即使是在早已實現電氣化的美國和其它西方國家，電網的質量也遠非可靠。由于電網本身的質量有問題與各種偶然因素的作用，電壓浪涌，電磁 噪聲，持續電壓偏高，持續低壓等電網不良現象在發達國家也是常事，甚至還可能發生短時間停電。來自電網的不良因素還有，電源電壓瞬時或長時間的下陷、浪涌 和中斷；電源頻率的漂移和不穩；電源輸入波形畸變；各種尖峰干擾和噪音…等。這一切對于高精度的敏感儀器和不能中斷的設備來說是非常嚴重的。例如：計算機 在工作時停電或者是有一個比較大的電壓低落，就可能造成內存上的信息被沖掉及硬盤數據丟失的后果。在醫院里，電子醫療設備如果因為停電而停止工作，對病人 的影響是致命的。事實上，在造成數據丟失的各種因素中，電源故障以45．3％的機率居首位，其它幾種主要的因素分別是：暴風雨9.4％、火災8.2％、硬 軟件故障8.2％、洪水6.7％、地震5.5％。
成本效益分析
不間斷電源的效益是十分具體顯著的。IBM美國總公司曾委托Allen一segall作過效益及成本評估，如下表：
用戶須知六：UPS是什么？它有哪些功能？
UPS( Uninterruptible Power System )，即不間斷電源，是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。主要用于給單臺計算機、計算機網絡系統或其它電力電子設備提供不 間斷的電力供應。當市電輸入正常時，UPS 將市電穩壓后供應給負載使用，此時的UPS就是一臺交流市電穩壓器，同時它還向機內電池充電；當市電中斷( 事故停電 )時, UPS 立即將機內電池的電能,通過逆變轉換的方法向負載繼續供應220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。
UPS作為保護性的電源設備，它的性能參數具有重要意義，應是我們選購時的考慮重點。市電電壓輸入范圍寬，則表明對市電的利用能力強（減少電池放電）。輸 出電壓、頻率范圍小，則表明對市電調整能力強，輸出穩定。波形畸變率用以衡量輸出電壓波形的穩定性,而電壓穩定度則說明當UPS突然由零負載加到滿負載 時，輸出電壓的穩定性。
還有UPS效率、功率因數、轉換時間等都是表征UPS性能的重要參數，決定了對負載的保護能力和對市電的利用率。性能越好，保護能力也越強，總的來說，離 線式UPS對負載的保護最差，在線互動式略優之，在線式則幾乎可以解決所有的常見電力問題。當然成本也隨著性能的增強而上升。因此用戶在選購UPS時，應 根據負載對電力的要求程度及負載的重要性不同,而選取不同類型的UPS。
UPS一般在什么情況下使用？
UPS不但直接用于計算機上，凡配有計算機的設備（如醫學上的CT、供應站的儀表等）、雷達站、軍事通訊系統、程控電話系統、外科手術室等，均使用UPS代替發電機作后備供電使用。
用戶須知七：大功率UPS工頻機和高頻機性能對比
1、工頻機和高頻機的定義及原理分析
UPS通常分為工頻機和高頻機兩種。工頻機由晶閘管(SCR)整流器、IGBT逆變器、旁路和工頻隔離變壓器組成。因其整流器和變壓器工作頻率均為工頻50Hz,顧名思義叫工頻UPS。
典型的工頻UPS拓撲如圖1所示。
主路三相交流輸入經過換相電感接到由三個SCR橋臂組成的整流器之后變換成直流電壓。通過控制整流橋SCR的導通角來調節輸出直流電壓值。由于 SCR屬于半控器件,控制系統只能控制開通點,一旦SCR導通之后,即使門極驅動撤消,也無法關斷,只有等到其電流為零之后才能自然關斷,所以其開通和關 斷均是基于一個工頻周期,不存在高頻開通和關斷控制。
由于SCR整流器屬于降壓整流,所以直流母線電壓經逆變輸出的交流電壓比輸入電壓低,要使輸出相電壓能夠達到恒定的220V電壓,就必須在逆變輸出 增加升壓隔離變壓器。同時,由于增加了隔離變壓器,系統輸出零線可以通過變壓器與逆變器隔離,明顯減少了逆變高頻諧波給輸出零線帶來的*。
圖1 典型工頻UPS拓撲
同時,工頻機的降壓整流方式使電池直掛母線成為可能。工頻機典型母線電壓通常在300～500V之間,可直接掛接三十幾節電池,不需要另加電池充電器。
按整流器晶閘管數量的不同,工頻機通常分為6脈波和12脈波兩種類型。6脈波指以6個晶閘管組成的全橋整流,由于有6個開關脈沖對6個晶閘管分別控制,所以叫6脈波整流。6脈波整流拓撲如圖2所示。
圖2 典型6脈波拓撲
12脈波是指在原有6脈波整流的基礎上,在輸入端增加移相變壓器后再增加一組6脈波整流器,使直流母線由12個晶閘管整流完成,因此又稱為12脈波整流。
圖3所示的兩個三相整流電路就是通過變壓器的不同連接構成12相整流電路。
圖3 典型12脈波整流器示意圖
高頻機通常由IGBT高頻整流器、電池變換器、逆變器和旁路組成,IGBT可以通過控制加在其門極的驅動來控制IGBT的開通與關斷,IGBT整流 器開關頻率通常在幾到幾十千赫之間,有時甚至高達上百千赫,相對于50Hz工頻, 稱之為高頻UPS。典型的高頻機拓撲如圖4所示。
圖4 高頻UPS拓撲圖
高頻UPS整流屬于升壓整流模式,其輸出直流母線的電壓一定比輸入線電壓的峰值高,一般典型值為800V左右,如果電池直接掛接母線,所需要的標配 電池節數達到67節,這樣就給實際應用帶來很大的限制。因此一般高頻UPS會單獨配置一個電池變換器,在市電正常的時候,電池變換器把800V的母線電壓 降壓到電池組電壓值;在市電故障或超限時,電池變換器則會把電池組電壓升壓到800V的母線電壓,從而實現電池的充放電管理。由于高頻機母線電壓為 800V左右,所以逆變器輸出相電壓可以直接達到220V,逆變器之后就不需要升壓變壓器了,但是沒有隔離效果。
2、工頻機和高頻機的性能對比
隨著電力電子技術的發展和高頻功率器件不斷問世,中小功率段的UPS產品也逐步高頻化。高頻UPS具有功率密度大、體積小、重量輕的特點,但在高頻UPS功率段向中大功率過渡的過程中,高頻拓撲UPS在使用過程中暴露出一些固有缺點,并影響到UPS的安全使用和運行。
(1)零偏故障
某型號大容量三相高頻UPS拓撲如圖5所示。
圖5 某型號四橋臂高頻機拓撲
從圖中可知,UPS主路輸入是三相四線(相線+零線),整流器為四橋臂變換器。A、B、C三相和零線均通過IGBT整流。此種變換器存在先天缺陷: 零線在主路工作時不能斷開。當A、B、C三相閉合,零線斷開時,如果UPS輸出端接不平衡負載,零點參考點突然消失,會造成嚴重的UPS輸出零偏故障,進 而導致UPS后端負載設備的損壞、輸出閃斷等重大故障。如果三個相線和零線同時中斷,這種情況往往會發生在市電和發電機切換過程,此種拓撲的高頻機因零線 缺失而必須轉旁路工作,在特定工況下(電壓過零點,非同步切換時)可能造成負載閃斷的重大故障。而工頻機因整流器不需要零線參與工作,在零線斷開 時,UPS可以保持正常供電。
(2)零地電壓抬升和電池架帶電問題
從圖4和圖5可以看到,大功率三相高頻機零線會引入整流器并做為正負母線的中性點,此種結構不可避免地造成整流器和逆變器高頻諧波耦合在零線上,抬升零地電壓,造成負載端零地電壓抬高,很難滿足IBM、HP等服務器廠家對零地電壓小于1V的場地需求。
某型號高頻UPS的電池變換器采用高頻Buck/Boost拓撲結構,變換器缺少必要的濾波裝置。因此充電電壓和電流耦合大量高頻分量,在現場實測數據如圖6所示。
圖6 用儀表測得的充電電壓和電流高頻分量
可以明顯看到頻率為12.5kHz的高頻分量,實測電池正極與大地浮置電壓有325V,斷開電池架接地,電池架與大地間有100多伏浮置電壓。接通 電池架與大地,電池架與大地漏電流高達0.11A。按照行業標準(GB13870.1-93《電流通過人體的效應》),50mA的電流就可以致人死亡。該 型號UPS在電池架未與大地短接時,人體觸摸到電池架有明顯被電擊的感覺。原因是充電回路中高頻分量通過人體與大地形成通路,造成人體觸電。同時,此高頻 諧波嚴重*了外置的UPS電池單體電壓監控系統,使電池電壓監控測試儀無法正常工作。
(3)可靠性降低
自1947年首個晶體管問世,隨后不到十年,晶閘管整流器在晶體管漸趨成熟的基礎上問世,至今晶閘管已歷時半個多世紀的發展和革新,耐受高電壓、大 電流晶閘管技術已非常成熟,其抗電流沖擊能力非常強。晶閘管是半控器件,不會出現直通、誤觸發等故障。相比而言,上世紀80年代初問世的IGBT(絕緣柵 雙極晶體管)有許多優點,其開關頻率可在幾至幾百千赫之間,是目前高頻UPS主要功率器件。但是,IGBT有嚴格的電壓、電流工作區域,抗沖擊能力有限。 在可靠性方面,IGBT一直比晶閘管差。根據大量的數據統計,采用晶閘管的整流器故障率遠遠低于IGBT整流器的故障率,前者大約為后者的1/4。
工頻機通常采用晶閘管整流器,而高頻機多采用IGBT整流器。因此,工頻機在可靠性方面優于高頻機。而大功率UPS可靠性是用戶關注的第一要素。目前市面上銷售的多款國際知名品牌工頻機產品在用戶端都有很好的口碑,并通過了長時間和復雜電網的實際驗證。
高頻大功率UPS還有諸多缺點,詳見表1。
表1 大功率工頻UPS和高頻UPS技術對比表
不可否認,高頻UPS有一些優點,但目前就技術發展和成熟度而言,大功率高頻機有許多缺點還需要進一步技術優化和升級。某些廠商推出的大功率高頻UPS仍在試用階段。依據“可靠性第一”原則,在重要場合使用大功率UPS,仍然以工頻機為首選。