施耐德GalaxyVM 160kVA UPS工作原理及故障排除

高 強(qiáng) 蘇玉忠

（作者單位：1.西藏自治區(qū)新聞出版廣電局082臺；2.西藏自治區(qū)新聞出版廣電局032臺）

為確保安全播出工作，保證優(yōu)質(zhì)供電，避免因市電中斷而造成損失，不間斷電源系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。現(xiàn)以施耐德GalaxyVM 160kVA UPS（以下簡稱UPS）為例，共同探討它的工作原理及相關(guān)維護(hù)。

1 UPS工作原理

UPS是交流不間斷電源系統(tǒng)（Uniterruptible Power Supply）的簡稱，是一種含有儲能裝置，以逆變?yōu)橹饕M成部分的電源設(shè)備。

UPS由五部分組成：主路、旁路、電池等電源輸入電路，進(jìn)行AC/DC變換的整流器（REC），進(jìn)行DC/AC變換的逆變器（INV），逆變和旁路輸出切換電路以及蓄能電池。其系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅，本身具有可根據(jù)外電的變化控制輸出幅度的功能，從而當(dāng)外電發(fā)生變化時（該變化應(yīng)滿足系統(tǒng)要求），輸出幅度基本不變的整流電壓。凈化功能由儲能電池完成，由于整流器對瞬時脈沖干擾不能消除，整流后的電壓仍存在干擾脈沖，儲能電池除可存儲直流電能的功能外，對整流器來說就像接了一只大容量的電容器（其等效電容量的大小與儲能電池容量大小成正比），由于電容兩端的電壓不能突變，即利用了電容器對脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾，起到了凈化功能，即對干擾的屏蔽。UPS的單線圖，如圖1所示。

圖1 施耐德GalaxyVM 160kVA UPS單線圖

UIB（Unit Input Breaker） 輸入開關(guān)；SSIB（Static Switch Input Breaker）靜態(tài)輸入開關(guān)；MBB（Maintenance Bypass Breaker）維修旁路開關(guān)；（Unit Output Breaker）輸出開關(guān)；BB（Battery Breaker）電池斷路器。

2 UPS工作模式

2.1 正常模式

在正常運(yùn)行期間，UPS可為負(fù)載提供穩(wěn)壓電源。如果UPS處于正常運(yùn)行模式，則輸入、逆變器和負(fù)載LED為綠色，電池和旁路LED為關(guān)閉，如圖2所示。

圖2 UPS正常模式Mimic圖

2.2 電池模式

當(dāng)市電電源無法供電時，UPS會轉(zhuǎn)為電池運(yùn)行模式，并從電池為負(fù)載提供穩(wěn)壓電源。如果UPS系統(tǒng)處于電池運(yùn)行模式，則電池、逆變器和負(fù)載LED為綠色，旁路LED為關(guān)閉并且輸入LED為紅色，如圖3所示。

圖3 電池模式Mimic圖

2.3 請求旁路模式

UPS會根據(jù)用戶的命令切換到請求旁路模式。在請求旁路模式下，旁路輸入電源給負(fù)載供電。可以手動把UPS切換回正常模式。電池在請求旁路模式下可用，如果旁路輸入中斷，會切換到電池模式。切換時，負(fù)載會有4～8ms中斷。

2.4 強(qiáng)制靜態(tài)旁路模式

因故障或過載，抑或是用戶按逆變關(guān)機(jī)按鈕（Inverter Off button），導(dǎo)致UPS工作在靜態(tài)旁路，這就是強(qiáng)制靜態(tài)旁路模式。在這種模式下，電池不可用。

維修旁路模式：只要MBB閉合，UPS就進(jìn)入了維修旁路模式。

2.5 ECO nversion模式

該模式效率最高可達(dá)99%，并為負(fù)載提供優(yōu)質(zhì)保護(hù)。旁路為負(fù)載提供有功功率。逆變器與旁路并聯(lián)運(yùn)行，為負(fù)載提供無功功率。逆變器作為PFC和諧波過濾器。如果市電中斷，逆變器立即維持輸出電壓，事實(shí)上消除了切換時間或壓降。

3 UPS故障排除

該款UPS可以通過模擬圖LED排除故障，模擬圖顯示了主要功能的狀態(tài)以及為負(fù)載供電的電流流向。

3.1 輸入LED為紅色

檢查UIB是否斷開；輸入是否超出容許范圍（波形、電壓或頻率超出容許范圍）；功率因數(shù)修正是否故障。

3.2 逆變器LED為紅色

檢查逆變器PLL同步是否故障；逆變器是否故障。

3.3 負(fù)載LED為紅色

檢查UOB是否斷開；SIB是否斷開；輸出電壓是否超限。

3.4 電池LED為紅色

檢查電池嚴(yán)重警報是否處于激活狀態(tài)；充電器是否故障；電池斷路器是否已斷開。

3.5 旁路LED為紅色

檢查SSID是否斷開；靜態(tài)旁路開關(guān)是否故障；旁路是否超出容許范圍。