在UPS的日常維護工作中，工程師需要每日進行例行檢查，其主要目的是為了積累UPS電源的運行經驗和及時發現故障苗頭，每日的例行檢查都要細心。

--根據用戶的不同配送系統，有三種UPS機型可供用戶選擇

單進（220V輸入）/單出（220V輸出）

三進（380V輸入）/單出（220V輸出）

三進（380V輸入）/三出（380V輸出）隨著經濟的飛速發展以及企業對互聯網認識的不斷加深,數據中心建設和改造,近幾年如火如荼。但隨之而來的就是日益龐大的電費開銷,如圖1所示,數據中心在建設中的投資比例,其中電氣、電源、制冷等系統設施占了一半以上的投資,僅電氣方面投資就高達26%,高額的電能消耗使得整個數據中心運行成本居高不下,數據中心面臨“建得起卻用不起”的尷尬境地。

降低數據中心的運營成本和節能降耗成了各企業CIO關注的問題,節約能源可以從以下幾方面入手。是機房環境的節能,包括制冷環境、供電環境;是從IT硬件設備節能,減少IT設備的能耗;是IT設備內部各集成電路的節能,比如CPU的節能等。UPS處于交流供電環節的重要一環，幾乎機房所有的IT設備必須由UPS供電，大型數據中心的UPS裝機總容量均已達到百萬伏安級，提高運行時的能效勢在必行。目前UPS的節能必須從方案、UPS、電池、配電等方面全方位進行。
         
2 按需擴容的柔性規劃

一般數據中心的建設都不是一步到位,會考慮今后未來幾年的需求,UPS一般都是一步到位,就安裝了幾套大功率的UPS并機，結果初期負載只有規劃容量的10%～20%，沒等承載所規劃的負載就進入了設備淘汰期，不僅造成投資的浪費，也無法使UPS運行在較高的效率點，造成電能的浪費。如何避免這種情況的發生，從UPS供電系統角度考慮,應該包括:

2.1 供電方案設計

目前UPS供電方案主要有分散供電、集中供電兩種。分散供電的特點是一臺UPS為一臺或多臺負載設備供電。分散供電的好處是分散風險,不會因為一臺UPS供電異常造成大面積停電;缺點是UPS分散布置,不便管理,布線不易規劃。另一種是采用集中供電方案,由一套大功率的UPS供電系統直接對機房的所有負載供電。集中供電的好處是便于規劃、管理方便、維護方便;缺點是如果UPS系統異常,容易引起大面積停電事故,此缺點可以通過采用各種并聯構架來避免。以上兩種方案各有優缺點,目前的數據中心一般都采用集中供電方案,也集中了供電的風險。由于UPS并機數量有限制,當UPS系統并機數量超過4臺時,其可靠性并不比單機供電系統高多少。當機房UPS裝機總容量超過一定限度時,建議將機房按幾期規劃分成幾個區域進行供電。規劃時可以參考:單機容量不宜超過400kVA,并機數量不宜超過3臺。


--冗余供電對供電質量要求很高的計算中心、網管中心（例如：銀行、證券、航宇航中心等），為確保對負載供電的萬無一失，常需要采用如下幾種具有“容錯”功能的冗余供電系統：

主機～從機型“熱備份”冗余供電系統：其結構形式是將主機UPS的交流旁路連接到從機UPS的逆變器電源輸出端，萬一主機UPS出故障時，改由從機UPS帶載。

“1+1”型直接并機冗余供電系統：它是通過將兩臺具有相同功率UPS的輸出置于同幅度、同相位和同頻率的狀態而直接并聯起來。正常工作時，由兩臺UPS各承擔1/2負載電流，萬一其中一臺UPS出故障時，由剩下的一臺UPS來承擔全部負載。這種并機系統的平均故障工作時間MTBF是單機UPS的7～8倍，從而大大提高系統的可靠性。

多機直接并機冗余供電系統：某些UPS，可以將多臺UPS以“N+1”冗余方式直接并機工作。請注意：隨著多臺并機系統中的N數量增大，并機系統的MTBF值會逐漸下降。對于UPS電源可以使用多長的時間，一直以來，是各位用戶們所重點關注的，一般來說，UPS電源是分為2種，一種是時間很短的，也就是提供一個保存資料的時間，還有一種，是針對停電時間長的，這一種可以備用的時間就長了很多。

公司可根據各種型號選擇適合自已的供應時間，還有各種牌子的UPS電源像安第斯UPS山特UPS科華UPS寶星UPS科士達UPS等。長效型為1-8小時。根據我平時工作的類型和需求，UPS電源根據備用時間可分為規范型及長效型。規范型UPS備用是案件為5-15分鐘。選擇適合我自已的UPS電源。假如在停電時，只需要滿足保管數據、退出的要求，那即可選擇規范型UPS假如你設備在停電時，短時間的備用時間還缺乏以滿足你需求，那么你可選用長效型UPS。
2 UPS在線并機擴容功能

機房UPS容量的規劃,可以根據不期的負載容量要求,采用逐步擴容的方案,使投資方案更經濟,也能使UPS工作于較佳的效率點。目前中、大功率段的UPS均已經具備冗余并機功能,不僅提高了系統的可靠性,也為機房擴容提供了條件。只要規劃時在UPS前后配電箱預留足量的空氣開關,并在機房規劃相應空間,即可實現UPS并機擴容功能。關鍵是并機的過程處理,多種品牌UPS并機時需要對UPS的設置進行修正,此時要求UPS必須工作在維修旁路狀態,UPS由市電直接帶載,如果此時市電波動較大甚至停電,將造成系統的大面積癱瘓。并機擴容必須具備在線并機功能,即UPS并機擴容時,只需將新增UPS軟件修改至與原UPS系統一致后,在不關閉原有UPS系統的情況下,直接將新增UPS并入原有系統即可,擴容前后,UPS均工作于在線模式下,避免切換至旁路供電的高風險操作。

2.3采用模塊化UPS,實現逐步擴容
靜態旁路必須采用兩組高可靠晶閘管,不得采用接觸器加晶閘管的組合,因為接觸器吸合時,接觸點會打火,一般工作數百次之后就不能正常工作了。而晶閘管則不存在此問題,可以縮短切換時間。

(2)建議使用在較好的電力環境下,比如供電單位等。

4 降低輸入電流諧波，提高功率因數

諧波產生的根本原因是由于電力線路呈現一定阻抗,等效為電阻、電感和電容構成的無源網絡,由于非線性負載產生的非正弦電流,造成電路中電流和電壓畸變,稱為諧波。諧波的危害包括:引起電氣組件附加損耗和發熱(如電容、變壓器、電機等);電氣組件溫升高、效率低、加速絕緣老化、降低使用壽命;*設備正常工作;無功功率增加,電力設備有功容量降低(如變壓器、電纜、配電設備);供電效率低;出現諧振,特別是柴油發電機發電時更嚴重;空開跳閘、熔絲熔斷、設備無故損壞。UPS對于電網而言是一個非線性負載,在工作的時候會產生大量的諧波。以配置6脈沖整流器的UPS為例,其輸入功率因數一般為0.75左右,諧波大于30%。降低UPS工作諧波的主要方法有:

(1)采用12脈沖整流器。其原理是在原有6脈沖整流器基礎上,在輸入側增加一個移相變壓器和6脈沖整流器。采用該技術方案后,可以將諧波降低至10%左右。優點是較為簡單,諧波改善明顯;缺點是對功率因數改善有限,價格略高。

(2)采用無源濾波器。依據LC濾波電路原理,對UPS產生的諧波進行濾除,并對功率因數進行補償。優點是技術簡單,成本較低;缺點是只能補償特點階次的諧波,受負載阻抗影響較大,無法適用于全功率段。

(3)采用有源濾波器。原理是利用可控的功率半導體器件向電網注入與諧波源電流幅值相等、相位的電流,使電源的總諧波電流為零,達到實時補償諧波電流的目的。優點是可以補償多個階次的諧波,且不受負載阻抗大小的影響;缺點是購置成本較高。

(4)采用高頻IGBT整流及PFC功率因數校正電路設計整流器。原理是采用高頻率PWM控制IGBT導通,對輸入電壓波形進行分割,使輸入電流波形盡量接近正弦波,并對輸入電壓和電流相位差進行補償。優點是體積輕,價格便宜,效果好;缺點是技術結構復雜,不易維護,受功率器件影響,目前容量大小受到限制。

以上幾種技術,性能及投資對比如表1所示,可以根據實際需求選擇合適的方案。

目前,模塊化UPS已經開始在國內應用,模塊化UPS特點主要包括:可擴容、平均故障修復時間(MTTR)短、可經濟實現“N+X”冗余并機。以臺達C系列UPS為例,每個模塊為20kVA,整個系統可擴容至160kVA,可以根據機房的實際容量需求,逐步擴容,只要在機房初期規劃好配電容量即可。實現“N+X”冗余也比較劃算,以60kVA的容量要實現“N+1”冗余為例,傳統方案必須擴容一臺60kVAUPS,而采用模塊化UPS,則只需擴容一個20kVA的模塊即可,節省大筆資金的投入。

3 提高UPS自身能效,優化負載效率曲線

目前UPS均為在線式雙變換構架,在其工作時整流器、逆變器均存在功率損耗。以一個容量為400kVA的UPS為例,每度電按0.95元計算,UPS效率每提高1%,一年節省的電費為400×0.8×0.01×24×365×0.95=26630.4元。可見提高UPS的工作效率,可以為數據中心節省一大筆電費,可見提高UPS效率是降低整個機房能耗的直接方法。采購UPS,盡量采購效率更高的UPS。

  圖2 UPS效率與輸出功率關系曲線

    　圖3 ECO模式轉正常供電模式波形圖

當然UPS效率高不僅僅是滿載時效率高,也必須具備一個較高的效率曲線,特別是在“1+1”并機系統時,根據系統規劃,每臺UPS容量不得大于50%,如果此次效率僅為90%以下,就算滿載效率達到95%以上,也是沒有意義的,要求UPS必須采取措施優化效率曲線,使UPS效率在較低負載時也能達到較高的效率。以臺達C系列20kVAUPS為例,其滿載功率為20kVA/18kW,如圖2所示,其負載在2kW以下時已經高于90%,從6kW到16kW就已經能夠滿足95%的高效率。

除了提高UPS自身的效率之外,UPS上面的一些功能也可加以利用。比如像ECO經濟運行模式,其原理是在較好的市電環境時,激活此功能,使UPS由靜態旁路直接供電,此時逆變器處于待機狀態,正常工作,但不輸出能量,一旦市電異常,UPS立即切換到逆變器供電狀態,切換時間一般在1ms以內,具體可參考圖3,由于此時的逆變器處于待機狀態,自身損耗很小,此時UPS的整機效率可以達到97%以上,比正常模式減少3%以上的損耗。