UPS電源的維護(hù)的探討

李鑫

摘要：本文介紹了UPS電源工作原理，針對(duì)UPS電源在使用中的維護(hù)和具有普遍性的故障處理進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：UPS電源，檢修

隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，UPS電源的使用也越來(lái)越廣泛，安全可靠的電源已是管理人員不得不認(rèn)真面對(duì)的重要問(wèn)題。市電系統(tǒng)作為公共電網(wǎng)連接著成千上萬(wàn)個(gè)各種各樣的負(fù)載，一些較大的感性、容性、開(kāi)關(guān)電源等負(fù)載不僅從電網(wǎng)獲取電能，而且還會(huì)反過(guò)來(lái)對(duì)電網(wǎng)造成影響，造成市電電壓波形畸變或頻率漂移，從而影響負(fù)載的正常工作。

一、UPS電源工作原理

UPS即不間斷電源，是一種常用蓄電池儲(chǔ)能的設(shè)備，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。

UPS作為保護(hù)性的電源設(shè)備， UPS的效率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)換時(shí)間等都是表征UPS性能的重要參數(shù)，性能越好，保護(hù)能力越強(qiáng)，其次，影響蓄電池壽命的重要因素是環(huán)境溫度，UPS中的蓄電池有效工作溫度為20℃～25℃：并且溫度每升高或者降低10℃，其性能都會(huì)下降一半甚至更多，當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)25℃之后，溫度每升高1℃，蓄電池壽命將縮短一年。保證電池服務(wù)壽命的最佳方案是盡量將環(huán)境溫度控制在20℃～25℃之間，以確保在市電停電后能長(zhǎng)時(shí)間供電。

二、UPS的維護(hù)

UPS是較精密的設(shè)備，一般來(lái)說(shuō)，單相輸入的UPS，必須考慮市電配電的三相均衡帶載問(wèn)題，并且單相輸入的UPS不宜超過(guò)1OkVA，容量再大時(shí)應(yīng)做成三相輸入、三相輸出形式，由于機(jī)房UPS的負(fù)載相對(duì)比較重要，因此，為了提高UPS供電系統(tǒng)的可靠性，常常會(huì)考慮采用并機(jī)方式運(yùn)行，在正確使用的基礎(chǔ)上，還需定期地進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，才能更好地延長(zhǎng)其使用壽命。

（1）UPS主機(jī)的維護(hù)。

UPS主機(jī)的維護(hù)工作主要是定期除塵，在除塵的同時(shí)時(shí)要檢查各連接件和插接件有無(wú)松動(dòng)和接觸不牢的情況，在線(xiàn)檢測(cè)單體蓄電池參數(shù)、確認(rèn)電池組總電壓，單只電池電壓。

UPS在運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)UPS系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)先查明原因，分清是負(fù)載還是UPS系統(tǒng);是主機(jī)還是電池組。雖說(shuō)UPS主機(jī)有故障自檢功能，但要維修故障點(diǎn)，仍需做大量的分析、檢測(cè)工作;對(duì)主機(jī)出現(xiàn)擊穿、斷保險(xiǎn)或燒毀器件的故障，一定要查明原因并排除故障后才能重新啟動(dòng)，否則會(huì)接連發(fā)生相同的故障; 不能把不同容量、不同性能、不同廠(chǎng)家的電池聯(lián)在一起，否則可能會(huì)對(duì)整組電池帶來(lái)不利影響。對(duì)壽命已過(guò)期的電池組要及時(shí)更換。

（2）UPS放電維護(hù)

首先確認(rèn)UPS設(shè)備運(yùn)行正常并且沒(méi)有報(bào)警狀態(tài)，排除意外停電可能引起的誤操作，然后斷掉UPS市電輸入空開(kāi)，時(shí)刻觀察UPS放電時(shí)電池的容量。當(dāng)放電到70%---80%，就可以停止放電，恢復(fù)市電供電，UPS電池放電需要一年4次放電，以保護(hù)電池的穩(wěn)定性。

（3）蓄電池維護(hù)

蓄電池是UPS設(shè)備的支柱之一，因此對(duì)蓄電池的正確維護(hù)顯得尤為重要。當(dāng)UPS和電池相連時(shí)，請(qǐng)保證UPS能夠及時(shí)地給電池充電，以避免電池深度放電并造成永久損壞，對(duì)于10-15KVA系統(tǒng)，此時(shí)間不應(yīng)超過(guò)72小時(shí)或3天;對(duì)于20-40KVA系統(tǒng)此時(shí)間不應(yīng)超過(guò)96小時(shí)或4天。

要定期（6個(gè)月左右）檢查UPS電源內(nèi)電池組的端電壓，若電池端電壓較低時(shí)就需要進(jìn)行維護(hù)。蓄電池組應(yīng)在0℃～30℃的環(huán)境中使用，溫度過(guò)高時(shí)，蓄電池壽命將大大縮短;溫度過(guò)低時(shí)，蓄電池可釋放的容量將大大減少。蓄電池存放一段時(shí)間后要進(jìn)行充電，對(duì)于UPS長(zhǎng)期處于市電供電而很少用電池供電的情況，要定期讓蓄電池進(jìn)行充放電。造成電池容量下降、內(nèi)阻增大等老化現(xiàn)象的主要原因不外乎是在電池循環(huán)充放電過(guò)程中.由于極板的極化、水分的揮發(fā)及長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行充放電所造成。實(shí)際上，過(guò)高的環(huán)境工作溫度是導(dǎo)致密封電池服務(wù)壽命縮短的首要原因。

蓄電池深度放電時(shí)對(duì)電池有很大的影響，一般情況下要避免電池深度放電。此外，UPS最好不要一直處于滿(mǎn)載和輕載狀態(tài)下運(yùn)行，一般選取額定容量的50%～80%為宜。平時(shí)每組電池中應(yīng)有幾只電池作標(biāo)示電池，作為了解全電池組工作情況的參考，對(duì)標(biāo)示電池應(yīng)定期測(cè)量并做好記錄。

三、UPS的常見(jiàn)故障及其排除

（1）有市電時(shí)UPS輸出正常，而無(wú)市電時(shí)蜂鳴器長(zhǎng)鳴，無(wú)輸出。

故障分析：從現(xiàn)象判斷為蓄電池和逆變器部分故障，可按以下程序檢查：

檢查蓄電池電壓，看蓄電池是否充電不足，若蓄電池充電不足，則要檢查是蓄電池本身的故障還是充電電路故障。

若蓄電池工作電壓正常，檢查逆變器驅(qū)動(dòng)電路工作是否正常，若驅(qū)動(dòng)電路輸出正常，說(shuō)明逆變器損壞。

若保護(hù)電路沒(méi)有工作且工作電壓正常，而波形產(chǎn)生電路無(wú)PWM波形輸出則說(shuō)明波形產(chǎn)生電路損壞，上述排故順序也可倒過(guò)來(lái)進(jìn)行，有時(shí)能更快發(fā)現(xiàn)故障。

（2）蓄電池電壓偏低，但開(kāi)機(jī)充電十多小時(shí)，蓄電池電壓仍充不上去。

故障分析：從現(xiàn)象判斷為蓄電池或充電電路故障，可按以下步驟檢查：

檢查充電電路輸入輸出電壓是否正常;

若充電電路輸入正常，輸出不正常，斷開(kāi)蓄電池

再測(cè)，若仍不正常則為充電電路故障;

若斷開(kāi)蓄電池后充電電路輸入、輸出均正常，則說(shuō)明蓄電池已因長(zhǎng)期未充電、過(guò)放或已到壽命期等原因而損壞。

（3）、UPS開(kāi)機(jī)后，面板上無(wú)任何顯示，UPS不工作。

故障分析：從故障現(xiàn)象判斷，其故障在市電輸入、蓄電池及市電檢測(cè)部分及蓄電池電壓檢測(cè)回路：

檢查市電輸入保險(xiǎn)絲是否燒毀;

若市電輸入保險(xiǎn)絲完好，檢查蓄電池保險(xiǎn)是否燒毀，當(dāng)自檢不到蓄電池電壓時(shí)，會(huì)將UPS的所有輸出及顯示關(guān)閉;

若蓄電池保險(xiǎn)完好，檢查市電檢測(cè)電路工作是否正常，若市電檢測(cè)電路工作不正常且UPS不具備無(wú)市電啟動(dòng)功能時(shí)，UPS同樣會(huì)關(guān)閉所有輸出及顯示。

若市檢測(cè)電路工作正常，再檢查蓄電池電壓檢測(cè)電路是否正常。

（4）在接入市電的情況下，每次打開(kāi)UPS，便聽(tīng)到繼電器反復(fù)的動(dòng)作聲，UPS面板電池電壓過(guò)低指示燈長(zhǎng)亮且蜂鳴器長(zhǎng)鳴。

根據(jù)上述故障現(xiàn)象可以判斷：該故障是由蓄電池電壓過(guò)低，從而導(dǎo)致UPS啟動(dòng)不成功而造成的。拆下蓄電池，所有蓄電池并聯(lián)進(jìn)行充電），若仍不成功，則只有更換蓄電池。

（5）在市電供電正常時(shí)開(kāi)啟UPS，逆變器工作指示燈閃爍，蜂鳴器發(fā)出間斷叫聲，UPS只能工作在逆變狀態(tài)，不能轉(zhuǎn)換到市電工作狀態(tài)。

故障分析：不能進(jìn)行逆變供電向市電供電轉(zhuǎn)換，說(shuō)明逆變供電向市電供電轉(zhuǎn)換部分出現(xiàn)了故障，要重點(diǎn)檢測(cè)：

市電輸入保險(xiǎn)絲是否損壞;

若市電輸入保險(xiǎn)絲完好，檢查整流濾波電路輸出是否正常;

若市電整流濾波電路輸出正常，檢查檢測(cè)電路是否正常;

若市電檢測(cè)電路正常，再檢查逆變供電向市電供電轉(zhuǎn)換控制輸出是否正常。

（6）、UPS只能由市電供電而不能轉(zhuǎn)為逆變供電。

故障分析：不能進(jìn)行市電向逆變供電轉(zhuǎn)換，說(shuō)明市電向逆變供電轉(zhuǎn)換部分出現(xiàn)故障，要重點(diǎn)檢測(cè)：

蓄電池電壓是否過(guò)低，蓄電池保險(xiǎn)絲是否完好;

若蓄電池部分正常，檢查蓄電池電壓檢測(cè)電路是否正常;

若蓄電池電壓檢測(cè)電路正常，再檢查市電向逆變供電轉(zhuǎn)換控制輸出是否正常。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著UPS不間斷電源技術(shù)的不斷更新及智能監(jiān)控系統(tǒng)日益提升，UPS電源對(duì)機(jī)房設(shè)備進(jìn)行有效的保護(hù)，但巡查和維護(hù)仍舊是不可或缺的，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的隱患，減少運(yùn)行中的故障。

參考文獻(xiàn)

[1]李成章 .智能化UPS供電系統(tǒng)原理與維修.電子工業(yè)出版社。2018（1）.

[2]張乃國(guó).UPS供電系統(tǒng)應(yīng)用手冊(cè).