如果您仍在为UPS的设计和操作而感到困惑，本文将为您详细解析UPS的各种类型、功能、原理、结构和常见故障处理方法，以帮助您更好地理解和掌握UPS的使用和维护。

让我们了解UPS的基本概念。UPS是“不间断电源”的缩写，它是一种能在市电断电等电网故障时，持续为用户设备提供电能的设备。其主要功能包括四种：不停电功能、交流稳压功能、净化功能和管理功能。

在理解了UPS的基本概念后，我们将详细介绍UPS的分类。根据工作原理，UPS可分为离线式（包括后备式UPS和互动式UPS）、在线式UPS。根据供电体系，UPS可分为单进单出UPS、三进单出UPS和三进三出UPS。根据输出功率，UPS可分为微型、小型、中型和大型。根据电池位置，UPS可分为内置电池式UPS和外置电池式UPS。根据多机运行方式，UPS可分为串联热备份UPS和交替串联热备份UPS。根据变压器特点，UPS可分为高频UPS和工频UPS。根据输出波形，UPS可分为方波输出UPS、阶梯波（准正弦波）UPS和正弦波输出UPS。

通过以上对UPS种类的介绍，相信您可以更好地理解和掌握UPS的使用和维护。

接下来，让我们来了解一下UPS系统的结构和原理。监控平台作为UPS的重要组成部分，同样至关重要。UPS的基本原理是，在正常市电情况下，市电经过开关后直接为负载供电，此时逆变器不需要工作。此外，市电通过充电器为电池进行充电。当停电发生时，需要启动逆变器，将电池储存的能量通过逆变器和开关传递给负载。

在了解完UPS的种类和原理后，我们需要关注UPS的供电系统。一个完整的UPS供电系统由前端配电（市电、发电机、配电柜）、UPS主机、电池、后端配电以及后台监控或网络监控软/硬件等部分组成。UPS网络监控系统则相当于智能UPS与网络相结合再加上监控软件。监控软件包括SNMP卡、监控台软件以及安全关机程序。UPS监控组网和UPS品质选择与配置选择是UPS供电系统的重要环节。

在掌握UPS品质选择和配置选择的基础上，我们还需要了解UPS的常见故障处理方法。市电有电的情况下，UPS出现市电断电告警的原因可能包括市电输入空开跳闸、输入交流线接触不良、市电输入电压过高、过低或频率异常、UPS输入空开或开关损坏或保险丝熔断、UPS内部市电检测电路故障等。针对这些故障，我们可以采取相应的处理措施，例如检查输入空开、检查输入线路，如有市电异常可以选择不处理或启动发电机供电，更换损坏的空开等。

检查开关或保险丝，以及UPS市电检测回路等。

不间断电源（UPS）是一种在现代社会得到广泛应用的关键设备。了解UPS的种类、功能、原理、结构以及常见故障处理方法，将有助于我们更好地掌握UPS的使用和维护，确保设备的正常运行，保障工作和生活。

UPS的类型包括：

1. 离线式（后备式UPS、互动式UPS）

2. 在线式UPS

根据供电体系的不同，UPS可以分为：

1. 单进单出UPS

2. 三进单出UPS

3. 三进三出UPS

根据输出功率的不同，UPS可以分为：

1. 微型（小于6kVA）

2. 小型（6-20kVA）

3. 中型（20-100kVA）

4. 大型（大于100kVA）

根据电池位置的不同，UPS可以分为：

1. 电池内置式UPS（标准机型）

2. 电池外置式UPS（长延时机型）

根据多机运行方式的不同，UPS可以分为：

1. 串联热备份UPS（用于中小功率机器）

2. 交替串联热备份UPS（中小UPS）

3. 直接并联UPS（用于中大功率）

根据变压器特点的不同，UPS可以分为：

1. 高频UPS（高频机）

2. 工频UPS（工频机）

根据输出波形的不同，UPS可以分为：

1. 方波输出UPS

2. 阶梯波（准正弦波）UPS

3. 正弦波输出UPS

UPS系统的结构和原理如下：

监控平台是UPS的重要组成部分之一。

UPS的基本原理是在市电正常工作时，通过逆变器将直流电转换为交流电，以维持电池组内的电压稳定。当市电中断时，UPS会自动切换到电池组供电，以确保设备继续运行。

后备式UPS（BACKUP POWER UNIT）的工作原理如下：

当市电正常工作时，UPS将市电中的能量转换为电池组的化学能，并将剩余的能量输出给负载。当市电中断时，UPS会自动切换到电池组供电，以确保设备继续运行。

原理

当市电供应时，市电会通过开关直接供应用于负载，此时逆变器无需工作，而市电则通过充电器为电池进行充电。

在停电情况下，我们会启动逆变器，将电池中储存的能量通过逆变器和开关输送到负载处。其功率等级大约在0.25-2KVA左右。

互动式UPS的工作原理是与后备式UPS的主要区别在于，它的逆变器和充电器合二为一，输出电压通过变压器的抽头跳变，从而实现分段稳压。这种类型的UPS的功率等级一般在0.7-20kVA左右。

在线式UPS的工作原理则是无论电网电压是否正常，负载使用的交流电压都需要经过逆变电路。这意味着逆变电路始终处于工作状态。其功率等级在0.7-1500kVA左右。

Delta变换UPS的工作原理由Delta变换器和补偿变压器共同实现稳压功能，主变换器则是双向变换器。然而，它并不能保证稳定的频率。该类型的UPS的功率等级约为10-480kVA左右。

四种类型的UPS各有特点，具体如下：

5UPS供电系统

一个完整的UPS供电系统由前端配电（包括市电、发电机和配电柜）、UPS主机、电池以及后端配电组成，同时还可以配备后台监控或网络监控软/硬件等单元。

6UPS监控系统组成

UPS网络监控系统由智能UPS、网络和监控软件三部分组成。网络监控软件包含SNMP卡、监控台软件和安全关机程序。

UPS监控组网

UPS的品质选择和配置选择需要根据实际需求来确定，例如对于对电源质量要求较高的场合，可以选择具有更高品质的UPS。

择

UPS - 负载：输出/整机指标

输出电压标准及精度（220/380VAC±1％）

输出频率标准及精度（50HZ±0.01％）

输出功率因数（0.7－1）

输出过载/抗短路能力（125％额定电流，10min，150％额定电流，60s）

三相不平衡能力（100%不平衡负载，电压不均衡＜±5%）

动态响应（100％负载，瞬态电压波动＜5%，恢复时间：≤20ms）

效率（90－94%）

噪音（50－75db）

环境指标（温度0～40℃，湿度，海拔1000米）

UPS整机指标－效率计算

UPS各部件效率：

- SCR整流器：99%；IGBT整流器：98%；IGBT逆变器效率：96%；变压器效率：98%；滤波器：99%

- 传统UPS效率：

- SCR整流（99%）×IGBT逆变（96%）×输出TX（98%）=93%

- 12脉冲传统UPS效率：

- 输入移相TX（98%）×双SCR整流（98%）×IGBT逆变（96%）×输出TX（98%）=90%

- 新型UPS效率计算：

- IGBT整流（98%）×IGBT逆变（96%）=94%

UPS - 电池：电池管理

充电保护（过压及过流充电保护，温度补偿）

放电保护（关机截止电压设定）

产品特点：

1. 电池智能化管理（自动脱扣）

2. 电池智能化管理（检测和报警）

3. 后备时间计算和显示：额定负载后备时间T

75%额定负载1.6T; 50%额定负载2.5T; 33%额定负载4T

4. 充电能力及充电时间：10%~25%额达容量充电能力

充电时间计算：T = AH/I充电 × (充电效率80%)

5. UPS配置与选择

6. UPS分类和选择

工作方式：后备式、互动式、在线式；

容量：小功率（1~10kVA）；中功率（20~60kVA）；大功率（80~1000kVA）

适用环境：商业级、工业级、电厂专用、车载或船用

输出变压器：高频机，工频机

配电部分：线缆及开关

7. 容量及机型选择

8. 用户负载量,冗余度

9. 负载性质：IT类、电感性负载、使用环境－谐波、变压器

10. 机房配电设计：进线方式

11. 机型成本及竞争优势。

在UPS配置方面，我们需要考虑以下几点：

1. UPS分类和选择：根据具体应用场景和工作需求，选择合适的UPS类型和工作方式，如后备式、互动式、在线式等。同时，要考虑UPS的适用环境和输入输出变压器类型。

2. 容量及机型选择：根据用户的负载量和冗余度要求，以及负载性质，选择适当的UPS容量和机型。此外，还需要考虑机房配电设计和机型成本等因素。

综上所述，我们在选择UPS时，需要综合考虑多种因素，以确保选择的UPS能够满足我们的实际需求，并具有较高的性价比。

高IP防护等级，适用于钢铁、化工、电力、汽车、造纸、煤炭、石油、隧道等领域，负载类型包括重载机械、生产线设备、DCS系统等。UPS的工作损耗、通风量和空调配置如下：

满载损耗（KW）= kVACos × (6～7.5%) × 空调制冷量

UPS容量：40KVA、80KVA、100KVA、160KVA、200KVA、300KVA、400KVA、600KVA、800KVA

通风量（立方米/h）：2200、2400、2590、3500、3700、3900、4400、7500、9300

输出功率折算 - 海拔高度，海拔每升高100米降容1%（典型UPS工作海拔高度：1000米）。

海拔高度（米）对应的UPS输出功率折算如下：

- 1000米：100%

- 1500米：85%

- 2000米：79%

- 2300米：75%

- 3000米：69%

电池计算和配置采用精确计算方法，即恒功率计算法。首先确定电池组的截止电压，然后计算每个电池单元的恒功率数据。最后根据厂家提供的恒功率放电数据表选择合适的电池规格。

配电部分涉及线缆及开关，需要根据输入开关容量和线缆规格进行选择。

三相电工速算法：输入电流（A）= 1.8XKVA，开关系数X1.2

单相电工速算法：输入电流（A）= 5XKVA，开关系数X1.2

输出开关容量及线缆规格：

三相电工速算法：输出电流（A）= 1.5XKVA，开关系数X1.2

单相电工速算法：输出电流（A）= 4XKVA，开关系数X1.2

电池开关容量及线缆规格：放电电流（A）= kVA•Cos/U电池电压开关系数(X1.2)

电缆长度与压降：如70mm线阻0.26Ώ/km

零线及地线规格：零线 = 1～1.5倍相线，地线 = 相线

配电部分：电缆及开关规格

电缆额定电流简单算法

电缆规格

1/1.5/2.5

4/6

10/16

25/35/50

70/95/120

150/185

240

300

额定电流

X8A

X6A

X4A

X3A

X2.5A

X2A

X1.5A

X1.2A

空开规格：R10、R16、R20、R25、R32、R40、R50、R63、R80、R100、R125、R160、R200、R250、R320、R400、R630、R800、R1250。

隔离变压器

高频机加装380V/380V输出隔离变压器：容量KVA = UPSKVA

选用△/

Y0型隔离变压器，其输出中性点接地，这使得Y/Y型变压器旁路反灌可能导致直流电压过高，存在安全隐患。

为了确保UPS的稳定运行，可以考虑在其上加装380V/220V输出隔离变压器。尽管这种做法可能会导致输出容量损失20～30%，并对逆变器产生干扰反馈，但选择高效且干扰较小的变压器仍具有必要性。

旁路隔离变压器的安装能够实现零线电气隔离，为UPS提供额外的安全保障。

对于UPS的基础维护，需要注意以下几点：

1. UPS主机现场应放置操作指南，以方便现场人员查阅。

2. 应全面记录、妥善归档保存并及时更新UPS的各项参数设置信息。

3. 检查各种自动、告警和保护功能是否正常运作。

4. 定期进行UPS各项功能的测试，以确保其稳定运行。

5. 定期检查主机、电池以及配电部分的引线和端子接触情况，同时检测馈电母线、电缆及软连接头等各连接部位的连接是否牢固，并测量压降和温升。

6. 经常检查设备的工作和故障指示灯是否正常工作。

7. 定期查看UPS内部的元器件外观，一旦发现异常应及时处理。

8. 定期检查UPS各主要模块和风扇电机的运行温度是否正常。

9. 保持机器清洁，定期清洁散热风口、风扇及滤网。

10. 定期进行UPS电池组带载测试，以确保其性能稳定。

11. 根据当地市电频率的变化情况，选择合适的跟踪速率。当输入频率波动频繁且速率较高，超出UPS跟踪范围时，严禁进行逆变/旁路切换操作。在油机供电时，也需要注意安全。

，以保持电池的最佳状态。此外，UPS电源还具有电池预告警功能,当电池电压或电流超出预设范围时,系统会发出警报,提醒操作人员及时进行维护。同时,UPS电源还定期进行自动维护,确保电池的正常运行和使用寿命。此外,UPS电源还具备电池故障检测功能,能够实时监测电池的状态并进行诊断,以及电池放电后备时间预测功能,方便操作人员制定合理的维护计划。

3、UPS电源对电池自动管理的具体措施如下:

(1)自动均浮充转换控制:UPS电源可以自动控制电池的充电方式,使其保持在最佳的工作状态。

(2)电池预告警功能:当电池电压或电流超出预设范围时,系统会发出警报,提醒操作人员及时进行维护。

(3)定期自动维护:UPS电源会定期对电池进行自动维护,包括清洁电池表面、检查电池接线是否牢固等。

(4)手动电池自检功能:操作人员可以通过UPS电源的控制面板手动进行电池自检,以确保电池的正常运行和使用寿命。

4、UPS电源对电池的管理不仅可以保证电池的正常运行和使用寿命,还可以有效地防止由于电池问题引起的UPS故障。因此,对UPS电源的电池管理应该引起足够的重视。

充、浮充自动转换，设定的均充转浮充判据为：I≤0.01C。

2、电池浮充电压温度补偿：以2V电池为例：

电池在浮充状态下，浮充电压可以根据温度进行补偿。温度补偿以20℃为中心点，在10℃-40℃内全补偿。计算公式如下：

当温度T>40时，T=40；若T10，T=10。

电池平均单体电压应调节为：V=V0+(20-T)×0.003，其中，V0为电池厂家给定的在20℃下的单体浮充电压。根据不同电池在初次上电时的实际情况进行设置，默认为2.23V。对于均充电压，不进行补偿，默认的单体均充电压为2.35V。

3、均充限时：

若连续12小时处于均充状态，控制系统将强制转浮充状态。此设置的条件是均充时间达到设定值时，自动转为转浮充状态。

4、放电管理：

设置电池放电的截止电压为每单体电池1.8V，实际截止电压会随着电池老化程度的增加而在此值附近向下浮动。截止电压为每单体电池1.8V的选择，已经考虑到了大功率放电情况下电池容量的衰减。

UPS电池自动测试

UPS蓄电池的容量测试可以通过人工测试或利用UPS的电池自动测试功能实现。人工测试的方法可以参考直流供电系统中的蓄电池容量测试方法进行。下面将对UPS的自动测试功能进行介绍。

该功能允许您定期对蓄电池进行自动检测，以确保其性能和健康状况得到及时监控。此外，还可以通过实时数据监测来了解电池的充放电情况，以便采取相应的措施来延长电池寿命和确保系统的可靠运行。

测试只能在以下条件下进行：

1. 逆变器需处于运行状态；

2. 逆变器不应超负荷运行；

3. 备用电源（旁路供电）必须存在且符合要求；

4. 逆变器应与备用电源同步；

5. 电池必须充满电。

UPS电池的自动测试功能可以根据以下三个因素进行设置：

1. 时间间隔（测试周期可以为10天至150天）；

2. 电池自动测试的日期和时间；

3. 当电池出现问题时，默认的报警方式。

在启动电池测试时，整流器的电压会降低到电池组的额定电压以下，而在逆变器的关机电压以上。如果电池在规定的负载和时间内按照要求放电，UPS就会给出一个积极的信号，表示电池良好；反之，如果电池在规定的负载和时间内无法按照要求放电，UPS就会给出一个消极的信号，表示电池需要更换。此时，由于整流/充电器的电压大于逆变器的关机电压值，整流/充电器仍会向逆变器供电，从而保持输出电压的连续性。

3. UPS常见故障处理

1. 当市电正常工作时，UPS出现市电断电警告。

可能的原因：

1）市电输入的开关跳闸；

2）市电线路接触不良；

3）市电电压过高、过低或频率异常；

4）UPS市电输入的开关、开关或保险丝损坏；

5）UPS内部的市电检测电路出现故障。

处理方法：

1）检查市电输入开关；

2）检查市电线路；

3）当市电异常时，可以选择不处理或启动发电机。

供电问题解决步骤如下：

4)、更换损坏的空开、开关或保险丝。

5)、检查UPS市电检测回路。

当市电正常时，UPS输出应保持正常；市电断电后，负载亦应随之断电。

可能原因：

1)、市电电压持续较低，导致电池处于欠压状态。

2)、UPS充电器损坏，电池无法进行充电。

3)、电池老化或损坏。

4)、负载过载，需要通过UPS旁路输出。

5)、负载未能正确接入UPS输出端口。

6)、长时间停机设备的电池组未正确连接或存在接触不良现象。

7)、UPS逆变器未能启动（UPS面板控制开关未开启），此时负载将由市电旁路供电。

8)、逆变器损坏，导致UPS旁路输出。

针对上述可能原因，可采取以下处理方法：

1)、在市电电压正常时为电池充足电。

2)、启动发电机为电池充电。

3)、在UPS输入端加装稳压器。

2)、检查并修复充电器。

3)、更换电池。

3)、降低负载以避免过载。

4)、确保负载正确接入UPS输出端口。

5)、检查并确保电池组接对、接好。

6)、启动逆变器为负载供电（开启面板控制开关）。

7)、检查并修复逆变器。

3)、UPS无法启动的可能原因：

1)、电池长期不使用，电压降低。

2)、输入交流、直流电源线未正确连接。

3)、UPS内部开机电路出现故障。

4)、UPS内部电源电路出现故障或电源短路。

5)、UPS内部功率器件损坏。

针对这些可能原因，可以采取以下相应的处理措施：

1)、在市电电压正常时为电池充足电。

2)、启动发电机为电池充电。

3)、在UPS输入端加装稳压器。

2)、检查并修复充电器。

3)、更换电池。

3)、减少负载以避免过载。

4)、确保负载正确接入UPS输出端口。

5)、检查并确保电池组接对、接好。

6)、启动逆变器为负载供电（开启面板控制开关）。

7)、检查并修复逆变器。

法：

1. 将电池充满电。

2. 检查输入交流、直流线是否接触良好。

3. 检查UPS开机电路。

4. 检查UPS电源电路。

5. 检查UPS内部整流、升压、逆变等部分的器件是否损坏。

6. UPS在正常使用时突然出现蜂鸣器长鸣告警。

可能原因：

1. 用户有大负载或大冲击负载启动。

2. 输出端突然短路。

3. UPS内部逆变回路故障。

4. UPS保护、检测电路误动作。

处理方法：

1. A. 负载投入时按先大后小的顺序。

B. 增大UPS的功率容量。

2. 检查UPS的输出是否短路。

3. 检查UPS逆变器。

4. 检查UPS内部控制电路。

5. UPS工作正常但负载设备异常。

可能原因：

1. UPS输出零地电压过高。

2. UPS地线与负载设备地线未接在同一点上。

3. 负载设备受到异常干扰。

处理方法：

1. 检查UPS接地，必要时可在UPS的输出端零地间并一个1-3kΩ电阻。

2. 将UPS地与负载地接到同一个点上。

3. 重新启动负载设备。

随着信息化社会的到来，锂电池UPS在信息采集、传输、处理、存储以及应用等各个环节得到了广泛的应用，其重要性也随着信息应用的重要性不断提高。

1. UPS通常适用于哪种类型的负载？

一般来说，UPS是按照感性负载设计来工作的，因此它具备处理感性负载的能力是其应尽之责。UPS的逆变器输出端并联的电容器既起到了滤波的作用，同时也用来抵消负载中的电感分量。

2. STS、LBS和双总线的功能是什么？

STS（静态开关）的功能是将两路输入交流电进行切换。LBS（同步器）的功能是将两组UPS同步，以实现STS切换时间的最小化。双总线的作用则是为用电设备提供冗余电源。

3. 工频机和高频机有哪些优缺点？

工频机UPS的缺点包括输入功率因数较低、功耗较大、效率低下、体积庞大、重量过重、价格高昂以及可靠性较低；然而，工频机的制造相对较为简单，尤其是手工制作的影响较小，且对一致性的要求较低。

高频机UPS的优点则包括较高的输入功率因数、较小的功耗、较高的效率、较小的体积以及较轻便的设计，同时具有较高的可靠性。然而，高频机对生产手段的要求较高，需要先进的设备和工艺。

1. UPS容量的表示方法为什么采用VA（视在功率）？它属于哪种功率？

答：有功功率的单位是瓦特（W），无功功率的单位是乏（var）。UPS的容量通常用视在功率表示，因为视在功率既包括有功功率又包括无功功率，所以不能简单地称为W或var。既然视在功率是由伏特（V）和安培（A）组成的，那么我们就称之为VA。

2. UPS设备上是否有防雷功能？

答：是的，UPS可以选择配备输入C级防雷。防雷功能有两种方式：一是优先保护负载，二是优先保护供电。然而，即使UPS安装了防雷设备，配电柜中的防雷级别仍需提高一级，而在配电过程中是不能省略防雷装置的。

3. 了解UPS发展趋势对用户有什么好处？

答：了解UPS发展趋势的主要目的是帮助用户避免购买已被淘汰或即将被淘汰的设备，从而减少不必要的损失。目前，UPS已经发展到了在线式并联冗余模块化解决方案系统UPS。渠道商和用户都应该意识到模块化已经来临，它将逐步取代传统的UPS在数据中心中的应用。

4. 工频机输出隔离变压器具有完全隔离效果吗？

答：工频机的输出隔离变压器严格来说是其逆变部分的必要组成部分，但并不具备完全隔离效果。因为旁路没有隔离，零线也没有隔离。

S对输出端负载的动态响应越来越快又好。UPS未来将更加智能化、网络化、绿色化、高频化。

9、UPS效率定义是什么？它代表什么？

UPS效率的定义是：输出有功功率P与输入有功功率P'之比的百分数，即：η=(P/P')%。这是衡量UPS功耗大小的标志，与功率因数不同。

10、存能UPS的可靠性如何？

存能电气是一家从事锂电池UPS电源行业多年的企业，拥有丰富的专业经验和深入的专业知识。我们深知UPS不间断电源在通信、电力等行业的应用和锂电池UPS行业的现状、特点和发展趋势，为用户提供稳定、安全、便携的产品和完美的电力能源解决方案。

史上最全的通信电源知识汇总！

通信电源是整个通信系统的关键组成部分，就像人体的心脏一样，电源设备的供电质量和可靠性会直接影响到整个通信系统的性能。

通信电源设备和设施主要包括：交流市电引入线路、高低压局内供配电设备、油机发电机组、整流器、蓄电池组、直流变换器、UPS以及各种交直流配电屏等，它们共同构成了完整的供电系统，通过合理的控制、分配和输送，满足通信设备的需求。本文的内容包括：

- 高低压配电系统

- 直流供电系统

- UPS供电系统

- 新能源供电系统

- 油机发电机组

- 防雷接地

系统

电力电缆及断路器

动力环境监控系统

高低压配电系统

高低压配电系统的组成和作用

一般通信企业变电站输入电压为10KV，因此，高压传输的电能需降至10KV才能送入电信企业。高低压配电系统设备的作用是将高压（10KV）引入高压进线柜、计量柜、避雷柜和出线柜，然后接入变压器的高压侧。

低压配电设备的作用则在于将变压器低压侧的出线接入低压进线柜，经过电容补偿柜和多个出线柜，实现电能的集中和分配。低压（380/220）配电柜（屏）/低压开关柜是连接降压变压器、低压电源和交流负载的装置，它能够完成市电与备用电源之间的转换、负载的分路以及提供保护、测量、告警等功能。

市电分类

一类市电供电方式是从两个稳定且可靠的独立电源各自引入一路供电线。这种情况下，这两路电源不应同时出现检修停电，且平均每月停电次数不应大于1次，平均每次故障时间不应大于0.5小时。两路供电线宜配置备用市电电源自动投入装置。

二类市电供电方式允许有计划的检修停电，但平均每月停电次数不应大于3.5次，平均每次故障时间不应大于6小时。供电应符合以下条件之一的要求：

a. 由两个以上的独立电源构成稳定且可靠的环形网，并引入一路供电线。

b. 由一个稳定且可靠的独立电源或从一个稳定且可靠的独立电源引

输电线路上引入一路供电线。

- 三类市电供电：从一个电源引入一路供电线，供电线路长、用户多、平均每月停电次数不应大于4.5次，平均每次故障时间不应大于8小时。

- 四类市电供电：应符合以下条件之一：

a. 由一个电源引入一路供电线，经常昼夜停电，供电无保证，达不到三类市电供电要求。

b. 有季节性长时间停电或无市电可用。

直流供电系统

直流供电系统是向通信局（站）提供直流（基础）电源的供电系统。根据我国工业和信息化部最新颁布的《通信局（站）电源系统总技术要求》：

- -48V 和 ±24V 为直流基础电源

- -48V 是首选基础电源，

- ±24V 是过渡电源（逐步淘汰、在新建系统中不再使用）。在实际应用中，如果需要 ±24V 或者其他直流电压种类的电源，通常可以通过直流－直流变换器的方式将 -48V 基础电源转换成 ±24V 或其他直流电压种类的电源。

集中供电系统

通信电源系统由高低压配电系统、变压器、低压配电、油机发电机组、整流器、交流/直流配电屏、UPS 电源、蓄电池组、变换器和通信设备配电屏组成。

分散供电系统

混合供电系统

各部分功能介绍：

- 变电站：由市电引入 10KV（6KV）至高压配电。

系统柜（包括进线、测量、出线部分）与变压器（降低电压至380V）共同构成了低压配电柜（包括进线、补偿、出线分配等功能）。

备用电源：油机发电机组作为市电的备用电源，可输出380V交流电源至低压配电柜，并通过切换开关与市电进行转换。

交流配电屏负责将380/220V交流电进行分配。

整流器则将380/220V交流电进行整流，将其转化为-48V直流电。

直流配电柜负责将-48V直流电进行分配，供应给各个通信机房设备的直流配电屏或直流用电设备。

UPS电源能提供不间断的交流电源，输出220V/380V交流电源。

蓄电池作为备用电源，既可以提供交流电源，也可以提供直流电源。它为整流器提供-48V电源，并为UPS提供380/220V电源。

直流变换器可以将-48V电源转换为设备所需的各种电压等级的直流电源，如-12V、-24V、+60V、-60V、110V等。

直流供电系统的运行方式如下：

交换局采用-48V全浮充供电方式。当市电正常时，交流市电首先经过高频开关电源的整流，然后向蓄电池组浮充并供电给通信设备。

当市电（发生故障）停电且发电机组尚未启动供电时，蓄电池组会放电以提供直流不间断供电，其允许的放电时间通常为1～2小时。

当发电机组或市电恢复正常供电时，蓄电池组会继续为通信设备提供直流电源。

直流供电系统首先经过恒压限流充电后进入浮充方式供电。

移动基站（或光缆、微波中继站）的直流供电系统通常采用-48V全浮充供电方式。当市电正常时，通过组合开关电源架上的整流模块与蓄电池并联浮充并向通信设备供电；当市电（故障）停电而移动发电机组未供电前，先由蓄电池组并联放电向通信设备供电；当发电机组或市电恢复供电时，直流供电系统先经恒压限流充电后转入浮充方式供电。

移动基站直流系统与交换局直流系统的区别在于，当基站蓄电池放电至第一级切断电压设置点时（约3小时），会自动断开负荷较大的基站设备，以确保传输设备在较长时间（约20小时）内正常运行；如果市电停电时间较长而移动发电机组未能及时到达站点，当蓄电池放电至终止电压时，将自动断开电池输出，以防蓄电池继续放电导致损坏。因此，移动发电机组应在蓄电池放电至终止电压之前及时到达站点，以避免通信中断。

直流供电系统的设备配置和导线选择应基于通信局（站）各种通信设备的近远期直流负荷调查统计，包括配置高频开关整流器、蓄电池组、交直流配电屏的容量和数量，以及选择导线的线径与规格型号。交、直流配电屏的容量应根据远期负荷进行配置，其输出应该按照一定的规律进行控制。

根据用电设备的需求来确定负荷分路。

高频开关整流器的容量需同时满足近期通信负荷和蓄电池组充电用负荷之和。整流模块的数量应采用冗余（N＋1）的配置方式。

蓄电池的容量应能满足规定的允许放电时间要求。

直流供电母线的线径应能满足直流供电回路全程最大允许压降。

整流器容量及数量配置

对于采用高频开关型整流器的局（站），应按照n+1冗余方式确定整流器配置，其中n为 主用，n ≤ 10时，1为备用；n > 10时，每10只备用1只。主用整流器的总容量应根据负荷电流和电池的均充电流（10小时率充电电流）之和来确定。

对于采用太阳能等新能源混合供电系统供电的局站，当蓄电池10小时率充电电流远大于通信负荷电流时，主用整流器的容量应根据负荷电流和20小时率的充电电流之和来确定。

开关电源和蓄电池的配置方法

本设计依据中华人民通信行业标准YD/T5040-2005《通信电源设备安装工程设计规范》。

需要配置蓄电池组的容量。然后，再配置开关电源的容量。

蓄电池容量的计算方法：

明确负荷电流的大小，确定蓄电池放电的时间，计算出具体蓄电池的容量。

放电容量系数表：

宽电压压降分配，窄电压压降分配。

开关电源的分类：

开关电源架，仅具有整流功能的设备。

不具备直流配电及电池输入功能，可通过与其他设备（如直流屏）组合构成大容量直流供电系统。组合开关电源在机架内提供整流、交直流配电、电池输入、控制等功能，适用于小型系统。

开关电源的工作原理是通过开关整流器实现，其主要特点包括：重量轻、体积小；高效节能（可达90%以上）；功率因数高（大于0.92)；稳压精度高达0.2%；噪音低；维护方便；可靠性高；扩容方便；调试方便，便于实现集中监控和无人值守；对交流输入电源要求低；自动化程度高；存在高频谐波干扰；控制电路复杂。

在通信站的直流供电系统中，主要包括高频开关电源整流器、与之配套的交流配电屏、直流配电屏、蓄电池组以及直流-直流变换器等设备。对于直流负荷较小的场景，如移动基站或光缆、微波中继等通信站，通常采用集成交流配电、开关整流器和直流配电于一体的组合式开关电源。

交流配电屏主要用于高频开关整流器及其他通信用电设备的交流配电，主要作用是作为交流电源的接入和负荷分配。它具有两路交流电源引入，能够进行主、备用电源转换。对于需要自动转换的两路交流电源，必须具备可靠的机械和电气连锁。输出负荷可以根据不同用电设备的需求进行分路设计。对于设有照明分路的配电屏，还需要确保交流照明分路和直流供电分路的独立运行。

故照明分路,并有自动转换装置。

具有过压、欠压、缺相等告警功能以及过流、防雷等保护功能。

交流屏应能够提供反应供电质量和交流屏自身工作状态的监测量,如三相电压、电流值,市电供电状态,主要分路输出状态等,并上送监控模块。

高频开关整流架

高频开关整流架主要由若干个整流模块和监控模块组成一单独机架。

高频开关整流器是将从交流配电屏引入的交流电整流为通信设备所需的直流工作电源,其输出端与直流配电屏相连接,并通过直流屏的相应端子与蓄电池组和通信设备相连,对蓄电池组浮充电并向通信设备供电。

监控模块

是高频开关电源系统中的智能装置,对系统的运行进行统一的管理。

该模块通过内部通信接口,根据预定的工作程序,对开关整流模块、交、直流配电屏及电池的运行状态进行实时监视、控制和管理。

通过RS232/485外部接口纳入上一级监控管理系统,发送并接受相应的信息,执行监控系统的命令。

完成对各种参数及运行信息的存贮,维护人员在现场进行运行参数的调整,将系统的运行状态与参数进行实时的显示等。

直流配电屏

直流配电屏位于整流器与通信负载之间,主要用于直流电源的接入与负荷的分配,即整流器输出、蓄电池组的接入和直流负极母线的连接。

荷分路分配。

主要功能包括：

连接两组蓄电池。

负荷分路和容量可以根据系统实际需求确定。

具备过压、欠压、过流保护和低压告警以及输出端浪涌吸收装置。

可以对蓄电池充电放电回路和主要输出分路进行监测。

移动基站的直流配电部分具有低电压和电池切断保护功能。

直流配电柜和直流-直流变换器。

直流-直流变换器（DC-DC）是将直流基础电源转换成其他电压类型的装置。当前，通信设备的直流基础电源电压规定为-48V。然而，在通信系统中还存在-24V（通信设备）、±12V、±5V（集成电路）的工作电源，因此，需要将-48V基础电源通过直流-直流变换器转换为相应电压种类的直流电源，以便为各种设备供电。

分立式开关电源和组合开关电源。

-48V电源系统（50A模块）。

系统型号：PS48400-2C/50。

整流模块：HD4850-2，功率为2900W。

监控模块：PSM-A11。

系统容量：-48V/400A。

外形尺寸：600x600x1600。

一体化电源和室外型开关电源。

工作温度范围：-40°C至+45°C（北方型）；-10°C至+45°C（南方型）。

湿度范围：5%至100%。

防水防尘等级：设备仓IP55；电池

仓IP34

蓄电池

蓄电池

蓄电池是直流供电系统中不可或缺的重要部分。

蓄电池在系统中的主要作用是作为储能设备。当外部交流供电突然中断时，通信设备的正常运行可能会受到影响。而作为系统供电的后备保护，蓄电池可以提供1-20小时甚至更长的时间不停电供电电源。

因此，蓄电池作为系统供电的最后一道防线，也是维持正常通信的最后保障。

蓄电池的应用

蓄电池的组成

蓄电池由正极板组、负极板组、电解液和电池槽等部分组成。正极板上的活性物质是二氧化铅（PbO2），负极板上的活性物质是海绵状铅（Pb）。电解液由蒸馏水和纯硫酸按一定比例配置而成。

当电解槽中加入一定密度的电解液后，正负极板上的活性物质会与电解液进行一系列化学反应。这导致正负极板上形成2.1V的电位差，也就是蓄电池的电动势（E）。因此，在蓄电池充电时，外接直流电源的电压应高于蓄电池的电动势。

放电过程的电化学反应

蓄电池在放电过程中的总电化学反应为：

PbO2 + 2H2SO4 + Pb → PbSO4 + 2H2O + PbSO4

在蓄电池放电过程中，正负极板上的活性物质会不断转变为PbSO4。由于硫酸铅的导电性能较差，放电后蓄电池的内阻会增加。此外，蓄电池的容量会随着时间的推移而逐渐减少。

在放电过程中，由于电解液中的硫酸铅逐渐转变成水，导致电解液的密度逐渐减小。这使得蓄电池的内阻上升，从而降低了电动势。当放电结束时，蓄电池的端电压会降至约1.8V。

在充电过程中，会发生电化学反应。蓄电池的总电化学反应式为：

PbSO4 + 2H2O → PbO2 + 2H2SO4 + Pb

在此过程中，电解液的密度会逐渐增大，而蓄电池的电动势则会逐步提高。在充电后期，极板上的活性物质大部分已经被还原。如果此时继续以较大的电流进行充电，充电电流将主要用于分解水分子，而非提供能量。这将导致负极板上产生大量氢气，正极板上则会产生大量氧气，从而引发蓄电池剧烈放气。

阀控式密封铅酸蓄电池具有以下几个结构特点：

1. 密封性好：减少了蓄电池的维护需求；

2. 结构紧凑、体积小巧，便于多层叠加安装，节省空间；

3. 无流动电解液（吸附式设计），适合水平放置；

4. 蓄电池在出厂时已带有电荷，安装完成后只需稍作补充电量即可投入使用，使用过程更为简便。

阀控式密封铅酸蓄电池的主要技术性能及要求包括：

1. 容量标定：以环境温度25℃、单体放电终止电压1.8V的条件下的10小时率额定容量作为衡量标准；

2. 浮充使用寿命：在环境温度25℃的情况下，2V浮充运行寿命可达8年，6V以上则为6年；

3. 循环使用寿命：即蓄电池能够达到100%放电深度的循环使用次数。

请注意以下修改和建议：

2.23～2.27V/只。

均充电压：2.30～2.35V/只。

容量保持率：蓄电池静置28天后其容量保持率不低于96％。

蓄电池端电压的均衡性：由若干个单体组成一体的蓄电池，其各单体间的开路电压最高与最低差值≤20mV。

电池连接条压降：蓄电池按1小时率电流放电，在两只电池极柱根部测量的电池之间的连接条压降≤10mV。

防酸雾性能：蓄电池在正常工作时应无酸雾逸出。

防爆性能：蓄电池在充电过程中遇有明火内部不应引爆

阀控式密封蓄电池的使用

- 正常环境条件

- 环境温度：-5℃～40℃。

- 相对湿度：≤90％（25℃）。

- 海拔高度：≤1000m。

- 安装方式：室内固定安装。

- 充电电压

- 浮充电压：2.23～2.27V/只。

- 均充电压：2.30～2.35V/只。

阀控式密封铅酸蓄电池的充放电

- 阀控式密封铅酸蓄电池的充放电

- 密封蓄电池在使用前不需要进行初充电，但需要进行补充充电。补充充电的方式和充电电压应按照产品技术说明书的规定进行。通常应采用恒压限流充电方式，补充充电电流不得超过0.2C10（Ｃ１０＝电池的额定容量）。

- 阀控式密封铅酸蓄电池的均衡充电：

- 一般情况下，应根据产品技术说明书的要求对阀控式密封铅酸蓄电池进行均衡充电。

在某些情况下，密封蓄电池组需要进行均充（如果有特殊的技术要求，则以产品技术说明书为准）。充电电流不得超过0.2C10，充电方式应参考充电时间-电压对照表。

浮充电压有两个或两个以上的低于2.18V/只。

蓄电池搁置不用的时间超过三个月，或者放电深度超过额定容量的20%。

密封蓄电池充电终止的条件如下：充电量不小于放出电量的1.2倍；充电后期充电电流小于0.01C（A）；充电后期，充电电流连续3小时不变化。

在使用和维护过程中需要注意的一些问题包括：

- 阀控式密封蓄电池的环境温度对其使用寿命有很大影响。根据计算，当环境温度超过25度时，每升高10度，使用寿命就会减少一半。因此，环境温度最好保持在25度左右。

- 阀控式密封蓄电池的充电电压。出厂时已经带有电荷，因此在安装时需要注意防止极间短路。使用前应补充电。充电电压的高低直接决定了蓄电池的工作状态和性能。一般来说，浮充电压应按照厂家说明书选定为2.23~2.27V/只。

- 直流供电系统通常设置两组蓄电池，而交流不间断电源设备的蓄电池每台一般只设置一组。当容量不足时，可以并联，但蓄电池最多只能并联4组。

- 对于不同厂家、不同容量、不同蓄电池的组合，需要注意的事项可能会有所不同。

同型号、不同时期的蓄电池组严禁串、并联使用。

不同放电率的放电电流和电池容量

下表例举了同一蓄电池随放电率改变的容量变化情况，表中以电解液温度为25℃时10小时率下所放出的容量，作为蓄电池的额定容量。

蓄电池放电曲线图

蓄电池容量计算

Q：蓄电池容量（Ah）；

K：安全系数，取1.25；

I：负荷电流（A）；

T：放电小时数（h）；

η：放电容量系数；

t：实际电池所在地的最低环境温度数值，有采暖设备时，按15℃考虑；无采暖设备时，按5℃考虑；

α：电池温度系数，电解液温度以25℃为标准时，放电小时率≥10时，取0.006；10＞放电小时率≥1时，取0.008；＜1时，取0.01。

影响基站蓄电池使用寿命的因素：

基站频繁停电、停电时间长、停电时间无规律，使蓄电池频繁充放电，是造成蓄电池容量下降过快和使用寿命缩短的主要原因。

开关电源设置参数不合理，基站蓄电池欠压保护设置电压过低，复位电压设置过低，使蓄电池出现过放电甚至深度过放电现象，从另一方面加剧蓄电池负极板硫酸盐化，是使蓄电池容量下降，使用寿命缩短的另一个主要原因。

基站使用环境较恶劣。基站停电后，由于无空调，使基站环境温度逐步上升。或者没有采取有效措施降低环境温度，导致蓄电池温度升高，进而影响其性能和使用寿命。

由于空调故障,基站的室内温度会偏高,这会降低蓄电池的使用寿命。如果基站停电后,蓄电池没有及时补充电,其容量将会下降,使用寿命也会缩短。

胶体电池(阀控式密封胶体电池)是一种蓄电池类型。它采用凝胶状的胶体电解液,可以保持气密和液密状态。当内部气压超过预设值时,安全阀会自动开启,释放气体;当内部气压降低后,安全阀会自动闭合,保持电池的密封状态,以防止外部空气进入电池内部。在正常使用情况下,胶体电池不需要额外的电解质补充。

胶体电池的容量系列如下:

- 12V,50-200Ah

- 2V,200-3000Ah

这些电池适用于不同的使用环境,如户外基站、风光互补站和太阳能站等。

UPS(不间断电源)主要由整流滤波电路、充电器、逆变器、输出变压器、滤波器、静态开关、蓄电池组和控制、监测、显示告警及保护电路组成。

当市电正常时,输入电压会经过整流滤波电路,然后一部分供逆变器使用,另一部分则送入充电器给蓄电池充电。此时,静态开关会切换到逆变器端,由逆变器完成稳压和频率跟踪功能。

当市电出现故障时,UPS会转入后备状态,但静态开关仍然切换到逆变器端,由逆变器将蓄电池的直流电压转换成交流电压,并通过静态开关输出到负载。

逆变器出现故障或输出过载时，UPS会进入旁路状态，此时静态开关会切换到市电端，由市电直接为负载供电。

UPS的四个要素：

1. 高可用性：UPS需要具备高可靠性、功能性、可用性以及故障容限。

2. 可靠性：UPS模块、静态开关和配电设备必须非常可靠，以 MTBF 为衡量标准。此外，系统设备应尽量简单，将单点故障降至最低。

3. 功能性：UPS 应能保护负载免受所有市电电源干扰的影响。不同技术的 UPS 所能保护的干扰类型不同。

4. 可用性：系统在某些元件进行维护时，仍需确保可以为负载提供正常供电。真正的可维性与系统的冗余度密切相关，但系统应具备内部或外部的维修旁路。

5. 故障容限：系统必须具备故障容限，以便在处理系统元件故障时不会影响负载设备的供电。

可靠性和功能性主要取决于 UPS 的内部技术，即采用备用（passive standby）、互动（line interactive）和双变换（double onversion）等技术。

可用性和故障容限主要取决于 UPS 的冗余方式和配电电路方案。

UPS 分类：

常用的 UPS 系统通常分为两大类：备用冗余系统和并联冗余系统。

在备份冗余系统中，只有一台电源设备供电，其余备用。一旦正在运行的电源发生故障，备用电源会立即接管。

设备出现故障时，备用电源装置会立即投入使用。在并联冗余系统中，多台电源装置并联供电，正常工作状态下，每台电源装置的输出功率都低于其额定输出功率。

UPS的工作方式包括：单机工作方式、串联备份工作方式和并联冗余工作方式。

单机工作方式是最常见且最基础的方式，通常用于不允许停电的一般负载场合，但其可靠性较低。这种方式下，UPS单机系统没有容量冗余，无法保护内部模块和设备的故障。因此，单机系统仅适用于允许UPS停机2-4小时进行维护的场合，在此期间可以由带有各种干扰的市电电源直接供电的负载。对于需要更高可用度的应用场合，双变换UPS单机系统不适用。

串联备份工作方式是为了大幅提高供电系统的可靠性，与双机并联工作方式相似，也适用于重要场合。其工作方式为：UPS2的输出作为UPS1的旁路输入，正常时UPS1处于主用状态，承担100%的负载，UPS2处于热备份状态。当UPS1故障时，UPS2转为主用，承担全部负载。如果UPS1和UPS2均故障，市电将通过静态旁路开关接管。

直接为负载供电。

缺点：主备机的老化程度不一，可能导致切换失败，或者需要定期进行倒换。

UPS并联冗余的工作方式

两台UPS并联的必要条件是同频、同相、等幅，因此需要一个并联控制器，其主要功能包括同步锁相、均流以及并联管理。

UPS并联的主要目的是提高供电系统的可靠性，通常应用于通信、卫星发射中心、石油、化工、电力、钢铁、金融和广播电视等领域，这些领域一旦停电可能会带来巨大的经济损失，因此对供电系统的可靠性有很高的要求。

其运行模式如下：两台UPS都正常工作时，各自承担50%的负载；当其中一台UPS出现故障，另一台需承担100%的负载；当两台UPS都出现故障时，市电通过静态旁路开关直接为负载供电。

并联冗余UPS-单母线供电系统

并联冗余UPS-双母线供电系统

并联冗余UPS的数量

厂家通常承诺可支持6台（或8台）UPS并联。然而，随着并联的单机UPS系统数量的增加，并联冗余系统可用度的提升幅度会逐渐减小。当N较大时，尽管并联冗余系统可用度有所提升，但提升幅度不明显。此外，在实际应用中，N较大的N+1并联冗余系统故障率较高。因此，在资金允许的情况下，应尽量采用1+1并联冗余UPS系统。若系统容量较大，则需采用N+1并联冗余UPS系统。

在联冗余UPS系统时，需要注意并联的单机台数不宜过多，通常建议单机台数不超过3台。

新能源供电系统主要包括太阳能供电系统。

太阳能供电系统的核心部分是太阳能电池方阵，它由多个太阳能电池组件构成。储能装置通常采用阀控密封铅酸蓄电池。

配电装置则是指太阳能控制器，用于控制太阳能电池对蓄电池的充电以及蓄电池对通信设备的放电。此外，太阳能控制器还具备温度传感器、烟雾传感器、蓄电池回路熔断器辅助触点、太阳能电池方阵辅助触点和门禁触点等功能。

通信设备需要稳定的电源供应，因此电压变换装置（仅在提供不同电压的通信设备时使用）可能会被用到。

太阳能供电系统的工作