UPS设备在物流机房中的应用浅析 | 京东物流技术团队

1 UPS简介

UPS即不间断电源(Uninterruptible Power Supply)，是一种含有储能装置的不间断电源。主要用于给部分对电源稳定性要求较高的设备，提供不间断的电源。

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就是一台交流式电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时， UPS 立即将电池的直流电能，通过逆变器切换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 设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。

2 UPS工作原理

常用的UPS构成如下图所示，它的基本结构是一套将交流电变为直流电的整流器和充电器，以及把直流电再变为交流电的逆变器，电池在交流电正常供电时贮存能量且维持在一个正常的充电电压上，一旦市电供电中断时，蓄电池立即对逆变器供电以保证UPS电源交流输出电压，使计算机维持正常工作，保护软硬件不受损害。

当市电在UPS所允许的范围内正常供电时，电流通过旁路模式到达负载，为设备提供电力。

当市电故障或市电电压、频率超出正常范围时，机器将通过电池-逆变器为设备提供电力。

3 UPS选型

UPS的选型一般根据现场设备负载来选择相应型号，目前中小型园区一般使用6-10KVA，中大型园区一般使用10-20KVA，大型或超大型亚一园区一般采用80KVA。

具体选型需根据机房设备负载而定，一般负载控制在50%~60%额定输出功率范围内是最佳工作方式。禁止超负载使用，厂家建议：UPS电源的最大启动负载最好控制在80%之内，如果超载使用，在逆变状态下，时常会击穿逆变三极管。同时也不宜过度轻载运行，这种情况容易因为电池放电电流过小造成电池失效。

4 ups进场勘测

UPS在入场安装时需满足安装条件，避免因现场施工条件未达安装条件造成无法安装，产生二次上门费用。

1.6KVA安装电力要求

2.10KVA安装电力要求

3.20KVA安装电力要求

4.环境要求

本设备仅供室内使用。设备存放地点应坚实牢靠。

不要在多尘或者温度/湿度超出规定范围的环境中使用UPS。

本设备带有通风口，保留至少30cm 的通风空间。

电池寿命受环境因素影响。高温、不良市电、频繁的短时间放电会缩短电池寿命。

5 UPS安装注意事项

5.1 电气安全

• 电气设备的安装、操作、维修和维护必须由有资质的人员完成。
• 请穿戴适当的个人防护装备，并遵守电气安全操作规范。
• 操作设备或维护设备时，请关闭UPS系统的所有电源。
• 操作UPS系统前，请检查所有端子之间（包括保护性接地）是否存在危险电压。
• UPS包含内部电源。即便与市电断开，也可能存在危险电压。安装或维修UPS系统前，请确保设备处于OFF（断开）状态，并且断开市电和电池连接。在打开UPS前，请等待五分钟以使电容器放电。
• 必须使用符合当地法规的隔离装置（断开装置、开关）将UPS系统与其上游电源隔离。隔离装置必须位于显眼且便于操作的位置。
• UPS必须妥善接地，并且由于存在大的漏电流，必须首先连接接地导线。 未按说明操作可能导致人身伤亡等严重后果。

5.2 电池安全

• 安装电池电路断路器时必须遵守规范和要求。
• 维修电池时仅可由熟悉电池的合格人员进行或在其监督下进行，且需要谨慎小心。 切勿让勿资质的人员操作电池。
• 接或断开电池接线端子前，请断开充电电源。
• 请勿将电池投入火中，否则可能发生爆炸。
• 请勿拆解、改装或毁坏电池。电池里流出的电解液会损伤皮肤和眼睛。电解质可能有毒。
• 请摘下手表、戒指或其它金属物件。
• 请使用带绝缘把手的工具。
• 戴上防护眼镜、手套和胶鞋。
• 请勿将工具或金属零件放在电池上。
• 在连接或断开电池接线端子之前，请断开充电电源。
• 确定电池是否因疏忽而接地。如果电池因疏忽而接地，移除接地。接触接地电池的任何部分均可能会引起触电危险。在安装和维护过程中，如果将接地电池移除，即可减少触电危险（适用于无接地供电电路的设备和远程电池）。
• 电池安装位置如无法满足电池承重，需安装散力架。

6 UPS巡检维护

6.1 日常巡检

• UPS的工作运行环境应保持清洁、无灰尘、无污染、无有害气体。工作环境温度控制在5℃以上，22℃以下，相对湿度在50±10%的范围。
• 检查UPS电源的供电电源是否正常， 发现UPS电源的故障、缺陷应及时排除，使UPS电源处于正常状态。
• 检查UPS运行中有无异响、有无异味检查UPS风扇是否有异响
• 检查UPS电压、电流是否正常
• 检查UPS状态指示是否正确
• 检查UPS电源的接地线是否良好， 空调系统工作是否正常， 机房安全消防措施的落实。
• 检查电池外观是否有漏液鼓包现象，电池端子是否有起碱，电池温度是否正常。

6.2 厂家巡检

因ups属于专业精密设备，每年需安排厂商上门进行深度巡检，特别是蓄电池，需逐个进行电压，内阻的检查，发现异常电池需及时更换同型号电池。

7 UPS后台管理系统

目前ups已配备网络管理卡，联网后可登陆后台查看设置各项参数，异常日志等，界面如下图。为保证电池活性，避免电池极板酸化，建议在管理后台设置UPS电池定期自检，自检周期建议设置3-6个月。

同时为了能及时收到ups报警信息，在用UPS需及时接入物流运维动环平台。

8 UPS常见故障

1. 相序错误：一般是输入端相序错误，更改输入端相序为正确相序即可，常见于发电机发电时相序不对，此时机器会切换至电池供电。
2. 旁路输入异常：一般为市电电压或频率异常，达不到机器设定值，需检查市电电压、频率。此时机器会切换至电池供电。
3. 逆变器故障：此故障为机器故障，需联系厂商维修。
4. UPS过载：即ups输出负载超出ups最大负载，需检查ups负载情况，长时间过载将导致ups保护关机。
5. 其他故障请根据故障码或报警声查看说明书中具体故障原因。

作者：京东物流 孔德恒

来源：京东云开发者社区 自猿其说Tech