淺談UPS的使用與維護(hù)

白澤

摘要：電氣設(shè)備對(duì)電源的穩(wěn)定性、可靠性以及智能性的要求越來(lái)越高。UPS即不間斷電源，優(yōu)點(diǎn)突出，對(duì)電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行有積極意義。本文就UPS即不間斷電源的使用、故障分析與維護(hù)展開(kāi)分析。

關(guān)鍵詞：UPS;電路;故障分析;使用維護(hù)

一、UPS供電模式

UPS即不間斷電源，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。當(dāng)市電輸入正常時(shí)，UPS將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時(shí)的UPS就是一臺(tái)交流市電穩(wěn)壓器，同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電;當(dāng)市電中斷（事故停電）時(shí)，UPS立即將機(jī)內(nèi)電池的電能，通過(guò)逆變轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。市電供電正常時(shí)，市電一方面直接通過(guò)交流旁路支路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，經(jīng)濾波器輸出至負(fù)載;另一方面通過(guò)電源變壓器，經(jīng)整流后變成直流電，再經(jīng)充電回路向蓄電池組充電。當(dāng)市電供電中斷時(shí)，蓄電池儲(chǔ)存的電能通過(guò)逆變器變成交流電，經(jīng)濾波器繼續(xù)向負(fù)載供電。

1、電網(wǎng)電壓正常狀態(tài)

市電通過(guò)整流器、輸入轉(zhuǎn)換器對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，另一部分市電再通過(guò)逆變器、濾波器穩(wěn)壓、吸收部分電網(wǎng)干擾直接給負(fù)載供電。此時(shí)，蓄電池處在充電狀態(tài)，直到蓄電池充滿(mǎn)而轉(zhuǎn)入浮充狀態(tài)。UPS相當(dāng)于一臺(tái)穩(wěn)壓器，僅對(duì)市電電壓幅度波動(dòng)有所改善。

2、電網(wǎng)電壓異常狀態(tài)

在UPS正常工作過(guò)程中，當(dāng)主板檢測(cè)到電網(wǎng)電壓出現(xiàn)異常時(shí)（斷電或電壓非常不穩(wěn)），主板將直接控制內(nèi)部電路，使輸出轉(zhuǎn)換器直接從蓄電池中取得電能，繼續(xù)向設(shè)備提供AC交流電，保證供電的持續(xù)性，在UPS輸出端不會(huì)出現(xiàn)供電中斷或異常變動(dòng)的現(xiàn)象。但當(dāng)電池中的電能耗盡，則UPS輸出轉(zhuǎn)換器將停止工作，此時(shí)UPS將不能繼續(xù)向負(fù)載供電。只有當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)且滿(mǎn)足UPS要求時(shí)，輸入轉(zhuǎn)換器將繼續(xù)向輸出轉(zhuǎn)換器供電，為負(fù)載提供電源，同時(shí)向電池充電。

二、故障分析處理

1、故障原因分析

1.1、UPS電源切換啟動(dòng)頻繁的主要是由于市電電網(wǎng)存在干擾或者電壓波動(dòng)大;市電供電與逆變器供電的轉(zhuǎn)換工作點(diǎn)調(diào)整不當(dāng)?shù)纫稹?/p>

1.2、UPS電源工作在逆變器供電狀態(tài)后不能切換到市電供電狀態(tài)，這說(shuō)明逆變器的工作回路是正常的，故障出在市電供電回路與控制切換線(xiàn)路主要是由：

（1）市電輸入保險(xiǎn)絲熔斷或電路有無(wú)斷路等;

（2）控制控制線(xiàn)路切換的電位器調(diào)整不當(dāng)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換電壓偏高不能切換;

（3）主變壓器次級(jí)反饋繞組開(kāi)路，造成無(wú)交流反饋電壓信號(hào)輸入;

（4）交流穩(wěn)壓控制線(xiàn)路出現(xiàn)故障，造成在特定電壓范圍內(nèi)UPS無(wú)輸出。

1.3、UPS電源在市電異常后不能切換到逆變器對(duì)負(fù)載供電。這與上面故障類(lèi)似，故障出在與逆變器供電有關(guān)的線(xiàn)路，其原因有以下幾種：

（1）若逆變器工作指示燈處于長(zhǎng)亮狀態(tài)，并且UPS電源沒(méi)有輸出，則可能是蓄電池老化，電壓接近終了電壓;

（2）若逆變器的指示燈滅，而且沒(méi)有向負(fù)載供電，可能是蓄電池的保險(xiǎn)絲熔斷，或是蓄電池組短路。短路后的蓄電池電壓都很低，有時(shí)甚至為零。

1.4、逆變器的指示燈正常，但電源沒(méi)有輸出有可能是控制開(kāi)關(guān)或電路板損壞及主電源變壓器短路或?qū)娱g擊穿等照成。

1.5、UPS不間斷電源處于逆變器供電時(shí)，后備工作時(shí)間達(dá)不到額定滿(mǎn)負(fù)荷供電時(shí)間，

說(shuō)明蓄電池工作效率降低，如果已經(jīng)使用時(shí)間長(zhǎng)應(yīng)考慮更換電池，但也可能是操作失誤照成電池效率下降，比如

（1）蓄電池深度放電時(shí)過(guò)度，使端電壓接近于規(guī)定的終了電壓;

（2）蓄電池在放電以后，充電時(shí)間不夠或者市電電網(wǎng)電壓不滿(mǎn)足UPS的輸入要求致使充電回路未能對(duì)蓄電池進(jìn)行有效充電;

（3）由于缺少維護(hù)電池經(jīng)常處于“浮充狀態(tài)”使得內(nèi)阻增大導(dǎo)致容量降低;

（4）蓄電池充電電路斷開(kāi)或者已經(jīng)損壞，也有可能是充電電壓調(diào)整不當(dāng)導(dǎo)致。

2、UPS故障處理

2.1、拆機(jī)進(jìn)行直觀檢查?？梢詫?duì)電池進(jìn)行拆機(jī)利用五官法進(jìn)行檢查，用目測(cè)法檢查蓄電池的外觀有無(wú)漏液、變形、裂紋、污跡、極柱和連接條有無(wú)腐蝕及螺母是否松動(dòng)等現(xiàn)象;聞機(jī)箱是否有特殊氣味（如燒焦味等）;摸或用手背感覺(jué)各元件是否存在高溫現(xiàn)象;在運(yùn)行時(shí)聽(tīng)是否存在異音等。若無(wú)以上現(xiàn)象才進(jìn)行開(kāi)機(jī)檢查，根據(jù)以上8種故障現(xiàn)象的故障分析結(jié)合電路圖判斷故障是逆變器部分故障還是市電供電部分故障。

2.2、若是市電供電電路故障，可以從輸入級(jí)向后逐級(jí)檢查，也可從后向前檢查。檢查路線(xiàn)按輸入交流市電電壓→自動(dòng)穩(wěn)壓控制電路→抗干擾控制電路→繼電器開(kāi)關(guān)矩陣→轉(zhuǎn)換控制電路→輸出電路。

2.3、若是逆變供電電路故障，檢查路線(xiàn)按蓄電池端電壓→末級(jí)推挽驅(qū)動(dòng)晶體管→蓄電池組30A保險(xiǎn)絲自動(dòng)保護(hù)電路→脈寬調(diào)制組件→斷電器開(kāi)關(guān)矩陣→輸出電路。在逆變供電電路中以蓄電池出現(xiàn)故障的故障率最高。

三、UPS的使用與維護(hù)

1、環(huán)境溫度在0～40℃之間，溫度過(guò)高過(guò)低會(huì)使電路參數(shù)發(fā)生變化，對(duì)電池的影響也很大。電池在38℃條件下放置6個(gè)月，其能量損失90%。長(zhǎng)期在高溫條件下運(yùn)行電池會(huì)過(guò)早損害，器件也容易老化。所以最好的使用條件是：溫度25±2℃，濕度40%～50%。

2、從許多UPS的使用情況來(lái)看，因灰塵造成UPS故障的現(xiàn)象較多，特別是那些采用場(chǎng)效應(yīng)管工作頻率高、運(yùn)行環(huán)境不好的UPS，如不經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)，就很容易出現(xiàn)故障。

3、UPS對(duì)輸入電壓和頻率有一定的適應(yīng)范圍，電壓一般在±15%以?xún)?nèi)，頻率在±2%以?xún)?nèi)，超過(guò)這一范圍UPS可能出現(xiàn)報(bào)警或整流器停機(jī)的情況。所以有條件可在UPS前加一級(jí)調(diào)壓器。

4、應(yīng)注意電磁干擾對(duì)UPS的影響。UPS應(yīng)遠(yuǎn)離大型變壓器等設(shè)備，UPS與計(jì)算機(jī)相連的信號(hào)電纜應(yīng)采用屏蔽電纜

5、應(yīng)盡可能的避免短路、過(guò)載、超壓等容易引起危害性的事件發(fā)生。

6、長(zhǎng)期處于浮充狀態(tài)下的電池應(yīng)定期作一次完全充放電，一般每隔2～3個(gè)月進(jìn)行一次，還要注意蓄電池不要過(guò)度放電，以免損害蓄電池。

四、UPS注意事項(xiàng)

用戶(hù)在維護(hù)UPS和對(duì)UPS內(nèi)部執(zhí)行任何檢修操作前，請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀你所選購(gòu)的用戶(hù)手冊(cè)中所描述的各項(xiàng)安全操作事項(xiàng)。

五、結(jié)語(yǔ)

UPS以其較高的穩(wěn)定性能和安全性能而獲得廣大客戶(hù)的青睞，隨著市場(chǎng)的發(fā)展，用戶(hù)對(duì)其要求也不斷提高，UPS在技術(shù)領(lǐng)域仍需進(jìn)一步改善，這必將進(jìn)一步推動(dòng)其發(fā)展。