用户须知一：UPS后备蓄电池容量数量计算方法
UPS电池容量计算：UPS电源功率(VA)×延时时间(小时数)÷UPS电源启动直流电压（所需电池个数×12V）=所需蓄电池安时数(AH)，根据计算结果数值选择相近容量的蓄电池，常用12V电池容量有12ah，17ah，24ah，38ah，65ah，100ah，150ah，200ah。
UPS电池数量计算：UPS电源功率(VA)×延时时间(小时数)÷UPS电池容量×12V=所需蓄电池数量，根据计算结果数值选择相近的电池组，常用电池组有24V2节, 36V3节, 72V6节,8节96V,16节192V。
用户须知二：如何判断UPS电池质量
简单说同一型号蓄电池，不同品牌价格不同，质量也不同，判断质量好坏最简单的方法是称重量，重量越大，质量越好，因为重量轻，就有偷工减料的可能，有厂家在电池里放玻璃等，但比重太低，一称就称出来了，下面我列举常用UPS电池型号重量，供大家参考。
用户须知三：电池的使用和维护?
1．概述
蓄电池是UPS系统中的一个重要组成部分，它的优劣直接关系到整个UPS系统的可靠程度，然而蓄电池却又是整个UPS系统中平均无故障时间（MTBF）最短的一种器件。如果用户能够正确使用和维护，就能够延长其使用寿命，反之其使用寿命会大大缩短。
蓄电池的种类一般可分为铅酸电池、铅酸电池免维护电池及镍镉电池等，它们各自的特点如下:
山特UPS考虑到负载条件、使用环境、使用寿命及成本等因素，一般选择铅酸电池免维护电池。山特UPS标准机机内电池均为松下铅酸免维护电池，长效型外置 电池也推荐使用松下铅酸免维护电池或其他品牌优质免维护电池。用户千万不要因贪图便宜而选用劣质电池，因为这样会影响整个系统的可靠性，并可能因此造成更 大的损失。
2．蓄电池的检查
蓄电池都会有自放电现象（SELF-D1SCHARGE），如果长期放置不用，会使能量损失掉,因此需定期进行充放电。工程人员可以通过测量电池开路电压 来判断电池的好坏，以12V电池为例，若开路电压高于12.5V，则表示电池储能还有80％以上，若开路电压低于12.5V，则应该立刻进行补充充电，若 开路电压低于12V，则表示电池存储电能不到20％，电池有不堪使用之虞。
免维护电池由于采用吸收式电解液系统，在正常使用时不会产生任何气体，但是如果用户使用不当，造成电池过充电，就会产生气体，此时电池内压就会增大,会将 电池上的压力阀顶开，严重的会使电池鼓涨、变形、漏液甚至破裂，这些现象都可以从外观上判断出来,如发现上述情况应立即更换电池。
3．使用和保养
虽然免维护电池在使用时不需要人工进行专门的维护工作，但是在使用时还是有一定的要求，如果使用不当会影响电池的使用寿命。影响电池使用寿命的因素有以下几点：安装、温度、充放电电流、充电电压、放电深度和长期充电等。
1）电池安装
电池应尽可能安装在清洁、阴凉、通风、干燥的地方，并要避免受到阳光、加热器或其他辐射热源的影响。电池应正立放置, 不可倾斜角度。每个电池间端子连接要牢固。
2）环境温度
环境温度对电池的影响较大，环境温度过高，会使电池过充电产生气体，环境温度过低，则会使电池充电不足，这都会响电池的使用寿命。因此一般要求环境温度在25℃左右，山特UPS浮充电压值也是按此温度来设定的。
3）充放电电流
电池充放电电流一般以C来表示，C的实际值与电池容量有关。举例来讲，如果是100AH的电池：C＝100A。松下铅酸免维护电池的最佳充电电流为 0.1C左右，充电电流决不能大于0.3C。充电电流过大或过小都会影响电池的使用寿命。放电电流一般要求在0.05~3C,UPS在正常使用中都能满足 此要求，但也要防止意外情况的发生，如电池短路。
4）充电电压
由于UPS电池属于备用工作方式，市电正常情况下处于充电状态，只有停电时才会放电。为延长电池的使用寿命，山特UPS的充电器一般采用恒压限流的方式控 制，电池充满后即转为浮充状态，每节浮充电压设置为13.7V左右。如果充电电压过高就会使电池过充电,反之会使电池充电不足。充电电压异常，可能是由电 池配置错误引起，或因充电器故障造成,因此在安装电池时，一定要注意电池的规格和数量的正确性，不同规格、不同批号的电池不要混用。外加充电器不要使用劣 质充电器，而且安装时要考虑散热问题。
5）放电深度
放电深度对电池使用寿命的影响也非常大，电池放电深度越深，其循环使用次数就越少,因此在使用时应避免深度放电。虽然山特UPS都有电池低电位保护功能， 一般单节电池放电至10.5V左右时，UPS就会自动关机，但是如果UPS处于轻载放电或空载放电的情况下,也会造成电池的深度放电。
6）定期保养
电池在使用一定时间后应进行定期检查，如观察其外观是否异常、测量各电池的电压是否平均等；如果长期不停电，电池会一直处于充电状态这样会使电池的活性变差,因此即使不停电，UPS也需要定期进行放电试验以便电池保持活性。
放电试验一般可三个月进行一次,做法是UPS带载－－最好在50%以上,然后断开市电，使UPS处于电池放电状态,放电持续时间视电池容量而言一般为几分钟至几十分钟,放电后恢复市电供电，继续对电池充电。
用户须知四：电池怎样保养，正常寿命是多少？
1.正常时，电池每隔3~6个月带载充、放电一次，放电后标准机的连续充电时间应不少于10小时。
2.UPS长期闲置不用，应每隔3~6个月充电一次。
3.电池使用环境要求温度在0℃到40℃之间，避免阳光直射并且保持清洁。
用户须知五：为什么要用UPS？
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。但 是随着计算机和网络应用的日益重要和广泛，安全可靠的电源已是网络设计和管理人员不得不认真面对的重要问题。“需要是社会发展的第一推动力”，在这种背景 下，UPS(不间断电源）应运而生，并伴随电力电子技术的发展，不断推陈出新，在十数年间，不仅造就了一个崭新的产业，而且随着时间的推移更将有蓬勃的发 展和灿烂的前景。
目前我国的电力状况？
目前，我国仅有少数地区刚刚解决了电力紧张的问题，大部分地区和大城市还面临着电力供应紧张的迫切问题，供电质量更 是不能得到保证。但即使是在早已实现电气化的美国和其它西方国家，电网的质量也远非可靠。由于电网本身的质量有问题与各种偶然因素的作用，电压浪涌，电磁 噪声，持续电压偏高，持续低压等电网不良现象在发达国家也是常事，甚至还可能发生短时间停电。来自电网的不良因素还有，电源电压瞬时或长时间的下陷、浪涌 和中断；电源频率的漂移和不稳；电源输入波形畸变；各种尖峰干扰和噪音…等。这一切对于高精度的敏感仪器和不能中断的设备来说是非常严重的。例如：计算机 在工作时停电或者是有一个比较大的电压低落，就可能造成内存上的信息被冲掉及硬盘数据丢失的后果。在医院里，电子医疗设备如果因为停电而停止工作，对病人 的影响是致命的。事实上，在造成数据丢失的各种因素中，电源故障以45．3％的机率居首位，其它几种主要的因素分别是：暴风雨9.4％、火灾8.2％、硬 软件故障8.2％、洪水6.7％、地震5.5％。
成本效益分析
不间断电源的效益是十分具体显著的。IBM美国总公司曾委托Allen一segall作过效益及成本评估，如下表：
用户须知六：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的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不 间断的电力供应。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。市电电压输入范围宽，则表明对市电的利用能力强（减少电池放电）。输 出电压、频率范围小，则表明对市电调整能力强，输出稳定。波形畸变率用以衡量输出电压波形的稳定性,而电压稳定度则说明当UPS突然由零负载加到满负载 时，输出电压的稳定性。
还有UPS效率、功率因数、转换时间等都是表征UPS性能的重要参数，决定了对负载的保护能力和对市电的利用率。性能越好，保护能力也越强，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。
UPS一般在什么情况下使用？
UPS不但直接用于计算机上，凡配有计算机的设备（如医学上的CT、供应站的仪表等）、雷达站、军事通讯系统、程控电话系统、外科手术室等，均使用UPS代替发电机作后备供电使用。
用户须知七：大功率UPS工频机和高频机性能对比
1、工频机和高频机的定义及原理分析
UPS通常分为工频机和高频机两种。工频机由晶闸管(SCR)整流器、IGBT逆变器、旁路和工频隔离变压器组成。因其整流器和变压器工作频率均为工频50Hz,顾名思义叫工频UPS。
典型的工频UPS拓扑如图1所示。
主路三相交流输入经过换相电感接到由三个SCR桥臂组成的整流器之后变换成直流电压。通过控制整流桥SCR的导通角来调节输出直流电压值。由于 SCR属于半控器件,控制系统只能控制开通点,一旦SCR导通之后,即使门极驱动撤消,也无法关断,只有等到其电流为零之后才能自然关断,所以其开通和关 断均是基于一个工频周期,不存在高频开通和关断控制。
由于SCR整流器属于降压整流,所以直流母线电压经逆变输出的交流电压比输入电压低,要使输出相电压能够达到恒定的220V电压,就必须在逆变输出 增加升压隔离变压器。同时,由于增加了隔离变压器,系统输出零线可以通过变压器与逆变器隔离,明显减少了逆变高频谐波给输出零线带来的*。
图1 典型工频UPS拓扑
同时,工频机的降压整流方式使电池直挂母线成为可能。工频机典型母线电压通常在300～500V之间,可直接挂接三十几节电池,不需要另加电池充电器。
按整流器晶闸管数量的不同,工频机通常分为6脉波和12脉波两种类型。6脉波指以6个晶闸管组成的全桥整流,由于有6个开关脉冲对6个晶闸管分别控制,所以叫6脉波整流。6脉波整流拓扑如图2所示。
图2 典型6脉波拓扑
12脉波是指在原有6脉波整流的基础上,在输入端增加移相变压器后再增加一组6脉波整流器,使直流母线由12个晶闸管整流完成,因此又称为12脉波整流。
图3所示的两个三相整流电路就是通过变压器的不同连接构成12相整流电路。
图3 典型12脉波整流器示意图
高频机通常由IGBT高频整流器、电池变换器、逆变器和旁路组成,IGBT可以通过控制加在其门极的驱动来控制IGBT的开通与关断,IGBT整流 器开关频率通常在几到几十千赫之间,有时甚至高达上百千赫,相对于50Hz工频, 称之为高频UPS。典型的高频机拓扑如图4所示。
图4 高频UPS拓扑图
高频UPS整流属于升压整流模式,其输出直流母线的电压一定比输入线电压的峰值高,一般典型值为800V左右,如果电池直接挂接母线,所需要的标配 电池节数达到67节,这样就给实际应用带来很大的限制。因此一般高频UPS会单独配置一个电池变换器,在市电正常的时候,电池变换器把800V的母线电压 降压到电池组电压值;在市电故障或超限时,电池变换器则会把电池组电压升压到800V的母线电压,从而实现电池的充放电管理。由于高频机母线电压为 800V左右,所以逆变器输出相电压可以直接达到220V,逆变器之后就不需要升压变压器了,但是没有隔离效果。
2、工频机和高频机的性能对比
随着电力电子技术的发展和高频功率器件不断问世,中小功率段的UPS产品也逐步高频化。高频UPS具有功率密度大、体积小、重量轻的特点,但在高频UPS功率段向中大功率过渡的过程中,高频拓扑UPS在使用过程中暴露出一些固有缺点,并影响到UPS的安全使用和运行。
(1)零偏故障
某型号大容量三相高频UPS拓扑如图5所示。
图5 某型号四桥臂高频机拓扑
从图中可知,UPS主路输入是三相四线(相线+零线),整流器为四桥臂变换器。A、B、C三相和零线均通过IGBT整流。此种变换器存在先天缺陷: 零线在主路工作时不能断开。当A、B、C三相闭合,零线断开时,如果UPS输出端接不平衡负载,零点参考点突然消失,会造成严重的UPS输出零偏故障,进 而导致UPS后端负载设备的损坏、输出闪断等重大故障。如果三个相线和零线同时中断,这种情况往往会发生在市电和发电机切换过程,此种拓扑的高频机因零线 缺失而必须转旁路工作,在特定工况下(电压过零点,非同步切换时)可能造成负载闪断的重大故障。而工频机因整流器不需要零线参与工作,在零线断开 时,UPS可以保持正常供电。
(2)零地电压抬升和电池架带电问题
从图4和图5可以看到,大功率三相高频机零线会引入整流器并做为正负母线的中性点,此种结构不可避免地造成整流器和逆变器高频谐波耦合在零线上,抬升零地电压,造成负载端零地电压抬高,很难满足IBM、HP等服务器厂家对零地电压小于1V的场地需求。
某型号高频UPS的电池变换器采用高频Buck/Boost拓扑结构,变换器缺少必要的滤波装置。因此充电电压和电流耦合大量高频分量,在现场实测数据如图6所示。
图6 用仪表测得的充电电压和电流高频分量
可以明显看到频率为12.5kHz的高频分量,实测电池正极与大地浮置电压有325V,断开电池架接地,电池架与大地间有100多伏浮置电压。接通 电池架与大地,电池架与大地漏电流高达0.11A。按照行业标准(GB13870.1-93《电流通过人体的效应》),50mA的电流就可以致人死亡。该 型号UPS在电池架未与大地短接时,人体触摸到电池架有明显被电击的感觉。原因是充电回路中高频分量通过人体与大地形成通路,造成人体触电。同时,此高频 谐波严重*了外置的UPS电池单体电压监控系统,使电池电压监控测试仪无法正常工作。
(3)可靠性降低
自1947年首个晶体管问世,随后不到十年,晶闸管整流器在晶体管渐趋成熟的基础上问世,至今晶闸管已历时半个多世纪的发展和革新,耐受高电压、大 电流晶闸管技术已非常成熟,其抗电流冲击能力非常强。晶闸管是半控器件,不会出现直通、误触发等故障。相比而言,上世纪80年代初问世的IGBT(绝缘栅 双极晶体管)有许多优点,其开关频率可在几至几百千赫之间,是目前高频UPS主要功率器件。但是,IGBT有严格的电压、电流工作区域,抗冲击能力有限。 在可靠性方面,IGBT一直比晶闸管差。根据大量的数据统计,采用晶闸管的整流器故障率远远低于IGBT整流器的故障率,前者大约为后者的1/4。
工频机通常采用晶闸管整流器,而高频机多采用IGBT整流器。因此,工频机在可靠性方面优于高频机。而大功率UPS可靠性是用户关注的第一要素。目前市面上销售的多款国际知名品牌工频机产品在用户端都有很好的口碑,并通过了长时间和复杂电网的实际验证。
高频大功率UPS还有诸多缺点,详见表1。
表1 大功率工频UPS和高频UPS技术对比表
不可否认,高频UPS有一些优点,但目前就技术发展和成熟度而言,大功率高频机有许多缺点还需要进一步技术优化和升级。某些厂商推出的大功率高频UPS仍在试用阶段。依据“可靠性第一”原则,在重要场合使用大功率UPS,仍然以工频机为首选。