UPS-USV-System: Leitfaden für Einrichtung, Betrieb und Wartung
船舶关键控制系统供电保障手册
第一节 UPS 概述
UPS 为不间断电源系统(Uninterruptible Power System)的英文缩写。当电网供电出现供电 质量问题时，如电涌、高压尖峰、暂态过压、电压下陷、线路噪声、频率偏移、持续低压、供电中 断，UPS 将确保输出稳定、纯净、不间断的正弦波交流电压，从而使微机系统或相应的控制系 统能继续保持正常工作。
核心转换逻辑：通常意义的UPS 输入的是220V交流电，输出的也是220V 交流电，但是中间经过电力电子变换和蓄电池环节。在220 V 正常供电时，通过整流保持蓄电池充电，同时能通过逆变输出 220V 的交流电；在供电220 V 断电时，蓄电池通过放电和逆变，能够继续保持一段时间的 220V 输出，实现不间断供电。
报警机制：当电池能量即将耗尽时，发出声光报警。超载 (150%负载) 时，跳到旁路状态，并在负载正常时自动返回。
UPS 三大分类
1. 后备式 UPS：正常时仅过滤输出并充电。电源中断后切换为电池/逆变器供电。
2. 在线式 UPS：逆变器始终工作，无切换时间。具备稳压及防止电波干扰功能。
3. 双变换在线式 UPS：AC→DC→AC 变换，提供纯净稳定电压。蓄电池接在直流母线上。
核心组件构成
1. 整流器 (AC→DC)
供负载或逆变器使用，并作为充电器为蓄电池供电。
供负载或逆变器使用，并作为充电器为蓄电池供电。
2. 蓄电池 (储存能量)
容量决定维持放电时间。将化学能与电能相互转换。
容量决定维持放电时间。将化学能与电能相互转换。
3. 逆变器 (DC→AC)
由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。
由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。
4. 静态开关 (无触点转换)
由 SCR 组成，分为转换型（双路供电切换）和并机型。
由 SCR 组成，分为转换型（双路供电切换）和并机型。
第二节 UPS 的使用与维护
一、 UPS 的开、关机顺序
1. 第一次开机：储能电池开关→ 自动旁路开关→ 输出开关置于“ON”。按“开”键启动，待“旁路”灯熄灭转为逆变供电。空载 10min 后由小到大开启负载。
2. 日常开机：按“开”键，约 20min 稳定后开启负载开关（手动维护开关应呈“OFF”状态）。
3. 关机：先关负载，让 UPS 空载运行 10min 排热，再按面板“关”键。
二、 UPS 使用注意事项
- 环境：避免灰尘、油烟侵入。
- 顺序：开机（供电→UPS→负载）；关机（负载→UPS→供电）。
- 接触：确保空气开关、闸刀、插座等接触良好，无打火。
- 负载限制：不允许接感性负载（如电钻），禁止过载。
- 散热：每 2~3 个月清洁进风孔。
三、 日常维护与检修（电池重点）
主要工作在于防尘和电池保养。每季度需彻底清洁主机。由于 UPS 故障自检可能存在误报，维修仍需深入分析。
第三节 UPS 设置和维护实例
一、 UPS 运行模式状态检查
1. 正常运行模式：AC→DC 充电并消除污染（电涌、噪声等），提供稳压。
2. 电池工作模式：市电异常时，DC→AC 转换提供电力，直至电尽或复常。
3. 旁路运行模式：过载或故障时直连市电。采用锁相同步技术保证相位一致。
APC UPS 面板图例解析
图10-1 APCUPS面板
A: Load 负载负荷显示
B: On-Line 在线纯净电源状态
C: On-Battery 电池供电（带报警）
D: Bypass 旁路模式指示
E: Overload 超载警告（带报警）
F: Fault 内部故障显示
G: Replace Battery 更换电池警报
H: Battery Charge 充电比例/市电电压
I: Off 关机按钮（内凹防误触）
J: On/Test 启动/自检/电压显示
二、 UPS 运行模式切换测试实务
测试流程 SOP：
- 关闭所有重要负载。
- 断开船电输入开关（模拟失电）。
- 使用蓄电池启动 UPS，切换至电池供电模式，检查逆变电压及灯显。
- 合上船电输入开关，验证 UPS 能否自动跳转回正常模式（船电供电）。
- 若跳转异常，几秒后再次断开市电开关观察逆变状态。
