醫(yī)療設(shè)備UPS的選購(gòu)和使用經(jīng)驗(yàn)

李志強(qiáng)

摘要 UPS在當(dāng)前醫(yī)院里的使用越來(lái)越普遍，但UPS的配置和使用中有很多概念、特點(diǎn)和注意事項(xiàng)等內(nèi)容，用戶大都不甚了解，造成各種浪費(fèi)或缺陷。

【關(guān)鍵詞】UPS 不間斷電源 功率 容量 冗余檢測(cè)

隨著醫(yī)療科技的進(jìn)步，醫(yī)院配備的精密設(shè)備越來(lái)越多，包括當(dāng)前醫(yī)療信息化和大數(shù)據(jù)的發(fā)展，服務(wù)器的普遍使用，使得醫(yī)療單位對(duì)供電的穩(wěn)定性有了越來(lái)越高的要求。但是我們當(dāng)前的供電系統(tǒng)仍處于較為低劣的狀況，斷電等故障時(shí)有發(fā)生，這就使UPS的使用成了當(dāng)務(wù)之急。但大多數(shù)醫(yī)院，對(duì)于UPS的配置和使用都處于一種比較簡(jiǎn)單、隨意的狀態(tài)，下面，我將UPS在使用中很重要但大多數(shù)用戶又不甚明了的一些概念和使用經(jīng)驗(yàn)介紹給大家。

1 Ups功率的選擇

很多用戶在配備UPS時(shí)，對(duì)功率的選擇上處于一種比較模糊的地步。功率匹配不合適的話，功率過(guò)小，會(huì)起不到延時(shí)時(shí)間的要求，而功率過(guò)大，帶載過(guò)輕，不但性能浪費(fèi)，而且有可能會(huì)造成UPS深度放電，會(huì)損傷電池壽命，應(yīng)盡量避免。

UPS功率的常用標(biāo)示方法為為VA和W。VA即電壓和電流的乘積，VA是交流電中視在功率的單位，在UPS中，可以理解為的UPS的額定輸出功率。W為功率，是指UPS的實(shí)際輸出功率。實(shí)際功率和視在功率之間的比值，就是功率因數(shù)。W=VA*功率因數(shù)。在線式的功率因數(shù)一般是0.8。

給設(shè)備配UPS時(shí)應(yīng)以UPS的實(shí)際輸出功率為匹配的依據(jù)，有些經(jīng)銷商有意或無(wú)意會(huì)混淆（VA）與（W）的區(qū)別，這點(diǎn)要提請(qǐng)用戶注意。Ups的功率選擇相對(duì)簡(jiǎn)單，一般保證20%的富裕度即可。用戶可計(jì)算掛接在UPS上的所有設(shè)備的總功率，然后選擇一個(gè)比負(fù)荷高出20%的UPS即可。

2 電池容量和電池?cái)?shù)的計(jì)算

電池的容量常用AH值（安時(shí)數(shù)）來(lái)表示，即按照規(guī)定的電流進(jìn)行放電的時(shí)間。相同電壓的電池，安時(shí)數(shù)大的容量大;相同安時(shí)數(shù)的電池，電壓高的容量大。通常以電壓和安時(shí)數(shù)共同表示電池的容量。

對(duì)電池容量的選擇和計(jì)算是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題，計(jì)算方法中必須考慮放電電流、功率因數(shù)、蓄電池溫度、修正系數(shù)、允許的最低電壓、保險(xiǎn)系數(shù)、逆變器效率等多種因素，要算出真正的準(zhǔn)確數(shù)字是非常復(fù)雜的。很多基層技術(shù)人員在UPS購(gòu)置中，對(duì)電池容量的計(jì)算常處于一種非常模糊的地步，我推薦一個(gè)簡(jiǎn)單而有效的計(jì)算方式：

電池容量=VA*功率因數(shù)*放電時(shí)間/直流電壓。

舉例：一個(gè)lOkva的UPS，功率因數(shù)為0.8，需要放電時(shí)間為兩個(gè)小時(shí)，直流電壓為240v，則電池容量為10000*0.8*2/240=66ah?，F(xiàn)在市場(chǎng)上常見的電池規(guī)格有24AH-12V、38AH-12V、65AH-12V、100AH-12V等， 根據(jù)上述計(jì)算可以得知65AH-12V的UPS蓄電池一組就可以滿足要求。如客戶指定38ah的電池，則兩組就可滿足。

3 熱備份和冗余

對(duì)于重點(diǎn)設(shè)備，單獨(dú)的UPS是不安全的，一旦出現(xiàn)故障或儲(chǔ)能不足，都有可能帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失。熱備份和冗余的概念大多數(shù)用戶也不太了解，簡(jiǎn)單地說(shuō)，熱備份可以理解為UPS的串聯(lián)，冗余并機(jī)可以理解為UPS的多級(jí)并聯(lián)和擴(kuò)容。

串聯(lián)熱備份是相對(duì)簡(jiǎn)單而且易維護(hù)的連接方式，但需要UPS具有旁路輸入功能（BYPASS）。只要將一臺(tái)UPS（備用）的輸出連接在另一臺(tái)UPS（主用）的旁路輸入端組成UPS的串連熱備份，兩臺(tái)UPS的供電輸入端可以接至同一市電。正常狀態(tài)下，只由主用UPS給負(fù)載供電，備用UPS只通電，不工作。一旦主用UPS故障，備用UPS會(huì)無(wú)時(shí)間間隔的立即替代接入。

UPS的冗余并機(jī)相對(duì)于UPS的串聯(lián)來(lái)說(shuō)，具有可靠性更高、性能更好、便于增容的特點(diǎn)，但也更加復(fù)雜。因?yàn)樗蠻PS的輸出都是有電壓差和相位差的，簡(jiǎn)單的并聯(lián)有可能使兩臺(tái)UPS之間產(chǎn)生破壞性環(huán)流。只有具有并聯(lián)功能的UPS才能并聯(lián)。不同型號(hào)不同功率的UPS要想并聯(lián)，只能另行購(gòu)置并聯(lián)柜才能實(shí)現(xiàn)。但并聯(lián)柜價(jià)格較高，實(shí)用性不強(qiáng)。

4 是否有外接管理功能

對(duì)于基層及偏遠(yuǎn)醫(yī)院，長(zhǎng)時(shí)間的斷電也會(huì)遇到，筆者曾見到有的醫(yī)院在夜間長(zhǎng)時(shí)間斷電，管理人員未能及時(shí)到位，UPS放電完畢自動(dòng)關(guān)機(jī)，服務(wù)器被強(qiáng)制斷電導(dǎo)致故障，對(duì)醫(yī)院診療工作產(chǎn)生較大負(fù)面影響。所以在UPS的選購(gòu)上一定要注意要具備在線管理及智能處理功能，UPS -但電量降低到一定程度，就會(huì)給服務(wù)器發(fā)送指令，服務(wù)器可以自動(dòng)關(guān)機(jī)。

5 環(huán)境維度對(duì)電池的影響

很多用戶對(duì)UPS的環(huán)境溫度不重視，實(shí)際上，環(huán)境溫度對(duì)電池的壽命影響很大。溫度升高，電池的化學(xué)活性和放電能力會(huì)有所增強(qiáng)，但付出的代價(jià)確是使用壽命的縮短。有實(shí)驗(yàn)測(cè)定，環(huán)境溫度每提高10度，電池的使用壽命有可能會(huì)縮小一半。電池的正常工作環(huán)境溫度是20-25度。普通用戶尤其是大型UPS的用戶，一定要將環(huán)境溫度控制合適，以延長(zhǎng)UPS使用壽命。

6 UPS電池的檢測(cè)方法

6.1 檢查外觀

任何器件的損壞往往都有外觀上的變化，對(duì)于一組電池組來(lái)說(shuō)，中間如有單獨(dú)的電池故障，我們可以以其他電池作為對(duì)比，首先仔細(xì)檢查是否有鼓包、膨脹、異味、過(guò)熱、燒焦、漏液、破裂等狀況。

6.2 判斷電池是否老化

電池老化最簡(jiǎn)單的判定方法為觀察放電時(shí)間，在充滿電以后，在正常的負(fù)載下，放電時(shí)間如果始終達(dá)不到額定要求，則可判斷電池老化。對(duì)于大型UPS，里面動(dòng)輒幾十個(gè)電池，那么就需要對(duì)單獨(dú)的電池進(jìn)行判定。常用的方法是測(cè)量電壓，如標(biāo)準(zhǔn)電壓為12V，那么測(cè)量所有電池在放電模式下的端電壓，如果某一個(gè)或某一組電壓明顯異常，則可判斷為電池老化或損壞。另外也可測(cè)量充電電壓，同樣充電狀態(tài)下的端電壓異常，也可判斷為電池老化。