摘要：随着数据通信业务的不断发展，数据中心对配套电源系统的容量、可用性等要求不断提高，不仅要求电源系统能够稳定、可靠、安全运行，还要求电源系统能够超前发展，满足各种行业，不同需求的客户要求。电源系统作为通信网络的关键基础设施之一，其完善、合理与否日益成为业务发展的关键制约因素。与此同时，经过多年运行，传统数据机房供电系统中存在的问题逐渐显露，如ＵＰＳ系统普遍存在负荷率水平偏低、系统效率不高、系统可用度及可维护性不高等问题。
关键词：数据中心；UPS系统；运用；维护
1UPS基本工作原理
1.1在线式UPS工作原理
在线式UPS主要是通过多个元器件来构建的，其中核心的元器件包括：逆变器、静态开关、蓄电池组、充电电路、保护电路等。在线式UPS通常输出的是正玄波。一般在市电可以稳定工作的情况下，逆变器的输出是由相关的处理设备来达到正玄波、SPWM波二者间的转换的要求，输入电压可以由整流器滤波电路给予电能给逆变器。另一方面，整流电压是在充电设备的基础上，给予电能给蓄电池。并且在该运作模式运行的环境下，市电为负载进行电能的补充主要是依靠整流滤波器、逆变器、静态开关来进行的，同时对电压、频率实时监控也是通过逆变器来实现的。
1.2后备式UPS工作原理
将后备式UPS和在线式UPS进行对比，可以发现彼此间的差异方面主要集中为：后备式UPS没有具备输入整流滤波器，致使逆变器难以在多渠道的基础上得到电能，只有在使用蓄电池的前提下实现自身电能的要求。一般在市电可以稳定运行的情况下，逆变器便不会启动。电压输出形态主要是方波，输出不需要包含滤波器。在实际的市电运行的过程中，输出变压器主要是以稳定交流电压为其主要功能。其中后备式UPS工作原理可以体现于：市电可以稳定运行的阶段上，转换开关会通过变换转化为市电输入端，UPS能够以旁路运行的状态进行工作，输入的市电在输出变压器、转换开关的基础上，得以顺利连接，同时对电能进行补充，由此传递于负载。一旦市电发生变动的情况下，会在继电器的前提下，达到科学转变变压器接点的目标，进一步保证输出电压以更加科学、稳定的状态工作。一旦市电出现电压不稳或者中断的情况下，UPS便以保持后备的运行状态存在。
2 UPS涉及的技术及其性能
2.1 IGBT和PIGBT
逆变功率器件采用的是IGBT（一种绝缘栅双极性晶体管）。IGBT是由双极型三极管（BJT）和绝缘栅型场效应管（MOS）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，它综合了这两者的优点，具有驱动力小、饱和压低的特点，可以降低逆变器的换流损耗。与IGBT相比，高效数字器件PIGBT的性能和可靠性有了很大的改进，提高了逆变器的可靠性和处理速度，逆变效率更高，可以达到98%～99%，而且热功耗很低，谐波分量小于1.5%，动态响应更好，使得输出的波形更好，对负载或接地系统等几乎不会造成干扰。
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2.2 DSP技术和SMD电气集成模块
UPS通过硬件系统和微机系统对数据进行采集，用这些信号实现UPS的控制、调整、检测和保护。DSP技术的处理速度较快，是传统微处理器的12倍，同时简化了硬件线路，提高了UPS的可靠性，具有更强的瞬态反应能力。采用仿真技术、表面安装焊接技术的电路板使整机散热性更好，可靠性更高。
2.3电池的保护功能
安全防护电池包括很多种，具有充放电实时监控、过流和限流保护功能，防止用户因过度充放电而对电池造成伤害；欠压预警可以使用户在较为关键的时刻作出处理；对电池设定定期自检的功能，将系统故障信息反馈给用户，引导用户在电池使用过程中以在线更换电池的形式应对相应故障问题，避免因电池故障造成损失。在发挥电池保护功能的基础上，为了避免出现不规范使用问题，相关技术人员在设备操控过程中逐步加强了对DSP技术、SMD技术的应用，从而可以有效应对传统模拟控制环境下的多种问题，达到最佳的电池使用状态。
3 UPS系统运行维护措施
3.1主机的维护及注意事项
目前，我国信息技术正在进一步的发展、改进，在具体的实践工作中，大部分的信息设备越来越智能化，尤其是在UPS电源系统的运行过程中。由于蓄电池不需要过多的维护，被大力的应用于UPS电源系统中，然而虽然在一定程度上强化了系统的通用性，但是在实际的应用工作中需要注意的事项还有很多，还需要进一步强化应用的安全性。一般情况下，在实际的UPS电源主机的运行过程中，对环境并未提出太过繁琐的需求，只有在平常的温度下就可以保证其稳定运行，但是还需要确保环境的清洁度，切记不可以有太多灰尘，这是因为处于一个湿度过高的情况下，灰尘在一定程度上会致使主机难以保证稳定运作。再加之储能电池在温度、环境等方面具有较高的要求，最佳的温度需要保证在25℃左右，不能相差过多。通常在具体的运行工作中，主机中的内置参数不能够进行更改，特别是电池组参数，一旦更改便会将主机的使用周期缩短。但是在温度、环境出现变化的情况下，可以稍微对其进行调整。通常运行的最佳的温度在25℃左右，不论温度是下降还是提高1℃，均需要加入18mV的浮充电压。
3.2蓄电池的维护
一般情况下，蓄电池被作为UPS系统的重要支柱，若是在没有电池的情况下，UPS系统只能被称为一个可以稳频、稳压的电源，由此看出UPS能够进行不间断供电的运作的原因与蓄电池的稳定使用息息相关。一旦市电发生异常，蓄电池就会直接把蓄电池相关的化学能转换为交流电能，并且将其输出，帮助用电设备长时间稳定的运行。另一方面，依据相关的具体维修表明，大多数的电源故障和蓄电池有直接或者间接的关系。影响UPS蓄电池的有效性主要是容量不够、端电压不足以及瞬间放电的电流难以实现带负载启动的需求等。通常稳定使用的UPS的寿命往往集中于5年上下，然而如今我国还存在相当大比例的UPS电池在使用不满一年的情况下，就逐渐发生各种各样的问题，甚至一些知名品牌的国产电池在刚买来时就出现失效等不良问题也是层出不穷。这些负面问题出现的很大原因是因为我国在蓄电池的制造工艺上还存在一定的缺陷，还有一部分原因是因为在后天使用的过程中未能进行有效的维护。与此同时，还需要注意的是，我国一部分的企业本身没有实施科学的测试维护方式，对自身系统的UPS蓄电池的使用健康状况根本不了解，在之后的UPS系统顺利工作的过程中埋下了安全隐患。通常UPS蓄电池的维护和普通的低压系统蓄电池的维护流程较为类似，新电池在引进之后，必须要进行对工程的验收，开展相关的深度放电工作，一旦新电池进行投入使用，就需要保证电池工作环境保持适宜的温度。同时，对各电池端电压进行定期测量，在发现各电池压差过大的情况下，需要及时匀充，在电池开展深度放电以及试探性容量测试的过程中，要定期给予测量，保证电池组的性能优劣得以检查，确保电池的活性。
4结论
综上所述，UPS不间断电源作为一门系统的科学，我们简析了研究了UPS类型、UPS基本工作原理以及UPS系统维护，目的是为了更好维护UPS不间断电源应用的高效性。
参考文献：
[1]李崇辉.数据中心机房UPS系统的维护与管理[J].中国金融电脑，2005，01：40-42.
[2]程哲昕，陆振华，叶海东.数据中心UPS供电系统研究[J].建筑电气，2014，05：57-62.
论文作者:黄伟
论文发表刊物:《基层建设》2016年22期
论文发表时间:2016/12/12
标签：蓄电池论文; 系统论文; 市电论文; 电池论文; 逆变器论文; 在线论文; 稳定论文; 《基层建设》2016年22期论文;