UPS不间备用电源主要组件的重要性

作为负责确保关键负载的清洁电力和持续正常运行时间的复杂设备，不间断电源系统（UPS）由各种在正常运行过程中磨损的关键组件组成。如果保持不变，这些部件可能会发生故障。

了解UPS的关键要素如何工作──以及对UPS不间断备用电源系统进行日常预防性维护的重要性──将更轻松地识别潜在问题，同时最大限度地降低系统故障的风险。

UPS不间断备用电源系统有各种形状和尺寸；从保持数据中心和医院正常运行的大型在线UPS型号到保护企业、学校和其他应用程序的单相UPS解决方案。

无论尺寸或拓扑如何，所有UPS不间断备用电源系统都包括四个主要组件：系统电池、自动转换开关（ATS）、整流器和逆变器。虽然这四重奏代表了核心组件，但还有其他UPS部件也需要注意和日常维护。安排定期服务访问对于保持整个UPS不间断备用电源系统的功能至关重要──了解这些组件如何工作的基础知识是确保最佳持续性能的第一步。

一、UPS电池：

作为任何不间断电源（UPS）系统的核心，电池在市电故障期间或电源异常导致输入电源波动时为连接的负载提供应急电源。每个电池系统至少包含一个电池串，并且根据UPS配置，可以添加多个电池串以增加运行时间和/或冗余。由于电池串是串联的，如果单个电池坏了，可能会导致整个电池串失效。

在较小的UPS设计中，电池通常安装在设备内部，而较大的UPS通常包括用于系统电池的独立机柜。

二、ATS、整流器和逆变器概述：

除了UPS的电池之外，了解其他三个主要组件所发挥的作用也很重要：ATS、整流器和逆变器。

1．ATS：

ATS是一种在停电期间自动将电力从主电源传输到备用电源的设备。它通常用于为无法在并联配置中运行的低于10kVA的小型不间断电源装置提供弹性。ATS包括两个交流输入电源（“A”和“B”），因此如果一个发生故障，负载会自动瞬时转移到另一个。

2．整流器：

UPS整流器的主要作用是将电源从交流电转换为直流电。整流器能够接受各种输入电压波动，使系统能够处理过载或浪涌，而无需接合电池。

UPS整流器还负责为系统电池充电，同时直流电源路由到逆变器。根据UPS的功率，整流器可能包含电池充电器。然而，对于较小的UPS不间断备用电源系统（低于3kVA），整流器和电池充电器是单独的组件的情况并不少见。

3．逆变器：

在在线UPS中，逆变器是双转换过程的一个关键方面，它在浪涌、尖峰和电噪声等功率异常期间充当滤波器。整流器将输入功率从交流电转换为直流电，并将直流电路由到逆变器后，逆变器将直流电压转换回交流输出，这是为关键负载供电所必需的。

在线交互式UPS中，逆变器是输出的一部分。虽然交流输入是常见的，但逆变器反向工作以为电池充电，并在输入出现故障时转为电池供电。

三、其他UPS组件：

除了UPS的四个主要组件外，还有其他几个部件对其运行至关重要。这些包括：

1．静态旁路开关：

UPS的内部静态旁路开关在发生故障时提供了一道重要的防线，它会自动闭合电路并允许输入的电源转移到整流器、电池和逆变器周围。尽管由此产生的电源没有像在线双转换UPS通常那样进行过滤或调节，但旁路开关允许关键系统继续运行，即使UPS的组件发生故障。

2．外部维护旁路：

外部维护旁路开关使UPS不间断备用电源系统能够通过从关键电源电路中移除来进行电气隔离。该开关用于安全地执行UPS维护、维修或UPS更换，而不会中断连接的负载。

3．风扇：

作为为数不多的机械UPS组件之一，风扇也会随着时间的推移而磨损，最终需要更换，通常是在六七年后。然而，UPS风扇的使用寿命可能会因环境温度、湿度、微粒、空气过滤器堵塞以及UPS不间断备用电源系统运行容量等因素而异。

4．UPS电容器：

UPS电容器是设计用于存储和释放电能的设备，负责平滑和过滤电压波动。电容器的尺寸和类型各不相同，具体取决于UPS不间断备用电源系统的kVA额定值。即使是小型备用UPS也有数十个电容器，而大型三相型号也可能有数百个。与电池系统一样，电容器会随着时间的推移而退化，并且由于类似的原因，例如电流过大、过度劳累和发热。随着材料老化和降解，电容器会失去有效运行的能力。平均而言，大多数电容器需要每五到八年更换一次。

总结：无论UPS拓扑结构如何，UPS设备内部的组件在正常使用过程中都会磨损，使其容易出现故障。然而，由训练有素且经验丰富的服务人员提供定期服务，可以在潜在问题成为昂贵的问题之前识别并解决它们，从而大大降低UPS故障的风险。