淺談UPS的使用與維護

白澤

摘要：電氣設備對電源的穩(wěn)定性、可靠性以及智能性的要求越來越高。UPS即不間斷電源，優(yōu)點突出，對電氣設備的穩(wěn)定運行有積極意義。本文就UPS即不間斷電源的使用、故障分析與維護展開分析。

關鍵詞：UPS;電路;故障分析;使用維護

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。當市電輸入正常時，UPS將市電穩(wěn)壓后供應給負載使用，此時的UPS就是一臺交流市電穩(wěn)壓器，同時它還向機內(nèi)電池充電;當市電中斷（事故停電）時，UPS立即將機內(nèi)電池的電能，通過逆變轉換的方法向負載繼續(xù)供應220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。市電供電正常時，市電一方面直接通過交流旁路支路轉換開關，經(jīng)濾波器輸出至負載;另一方面通過電源變壓器，經(jīng)整流后變成直流電，再經(jīng)充電回路向蓄電池組充電。當市電供電中斷時，蓄電池儲存的電能通過逆變器變成交流電，經(jīng)濾波器繼續(xù)向負載供電。

1、電網(wǎng)電壓正常狀態(tài)

市電通過整流器、輸入轉換器對蓄電池進行充電，另一部分市電再通過逆變器、濾波器穩(wěn)壓、吸收部分電網(wǎng)干擾直接給負載供電。此時，蓄電池處在充電狀態(tài)，直到蓄電池充滿而轉入浮充狀態(tài)。UPS相當于一臺穩(wěn)壓器，僅對市電電壓幅度波動有所改善。

2、電網(wǎng)電壓異常狀態(tài)

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

二、故障分析處理

1、故障原因分析

1.1、UPS電源切換啟動頻繁的主要是由于市電電網(wǎng)存在干擾或者電壓波動大;市電供電與逆變器供電的轉換工作點調(diào)整不當?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路主要是由：

（1）市電輸入保險絲熔斷或電路有無斷路等;

（2）控制控制線路切換的電位器調(diào)整不當，導致轉換電壓偏高不能切換;

（3）主變壓器次級反饋繞組開路，造成無交流反饋電壓信號輸入;

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

1.3、UPS電源在市電異常后不能切換到逆變器對負載供電。這與上面故障類似，故障出在與逆變器供電有關的線路，其原因有以下幾種：

（1）若逆變器工作指示燈處于長亮狀態(tài)，并且UPS電源沒有輸出，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，而且沒有向負載供電，可能是蓄電池的保險絲熔斷，或是蓄電池組短路。短路后的蓄電池電壓都很低，有時甚至為零。

1.4、逆變器的指示燈正常，但電源沒有輸出有可能是控制開關或電路板損壞及主電源變壓器短路或層間擊穿等照成。

1.5、UPS不間斷電源處于逆變器供電時，后備工作時間達不到額定滿負荷供電時間，

說明蓄電池工作效率降低，如果已經(jīng)使用時間長應考慮更換電池，但也可能是操作失誤照成電池效率下降，比如

（1）蓄電池深度放電時過度，使端電壓接近于規(guī)定的終了電壓;

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

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

（4）蓄電池充電電路斷開或者已經(jīng)損壞，也有可能是充電電壓調(diào)整不當導致。

2、UPS故障處理

2.1、拆機進行直觀檢查。可以對電池進行拆機利用五官法進行檢查，用目測法檢查蓄電池的外觀有無漏液、變形、裂紋、污跡、極柱和連接條有無腐蝕及螺母是否松動等現(xiàn)象;聞機箱是否有特殊氣味（如燒焦味等）;摸或用手背感覺各元件是否存在高溫現(xiàn)象;在運行時聽是否存在異音等。若無以上現(xiàn)象才進行開機檢查，根據(jù)以上8種故障現(xiàn)象的故障分析結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，可以從輸入級向后逐級檢查，也可從后向前檢查。檢查路線按輸入交流市電電壓→自動穩(wěn)壓控制電路→抗干擾控制電路→繼電器開關矩陣→轉換控制電路→輸出電路。

2.3、若是逆變供電電路故障，檢查路線按蓄電池端電壓→末級推挽驅動晶體管→蓄電池組30A保險絲自動保護電路→脈寬調(diào)制組件→斷電器開關矩陣→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

1、環(huán)境溫度在0～40℃之間，溫度過高過低會使電路參數(shù)發(fā)生變化，對電池的影響也很大。電池在38℃條件下放置6個月，其能量損失90%。長期在高溫條件下運行電池會過早損害，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的使用情況來看，因灰塵造成UPS故障的現(xiàn)象較多，特別是那些采用場效應管工作頻率高、運行環(huán)境不好的UPS，如不經(jīng)常進行維護，就很容易出現(xiàn)故障。

3、UPS對輸入電壓和頻率有一定的適應范圍，電壓一般在±15%以內(nèi)，頻率在±2%以內(nèi)，超過這一范圍UPS可能出現(xiàn)報警或整流器停機的情況。所以有條件可在UPS前加一級調(diào)壓器。

4、應注意電磁干擾對UPS的影響。UPS應遠離大型變壓器等設備，UPS與計算機相連的信號電纜應采用屏蔽電纜

5、應盡可能的避免短路、過載、超壓等容易引起危害性的事件發(fā)生。

6、長期處于浮充狀態(tài)下的電池應定期作一次完全充放電，一般每隔2～3個月進行一次，還要注意蓄電池不要過度放電，以免損害蓄電池。

四、UPS注意事項

用戶在維護UPS和對UPS內(nèi)部執(zhí)行任何檢修操作前，請務必仔細閱讀你所選購的用戶手冊中所描述的各項安全操作事項。

五、結語

UPS以其較高的穩(wěn)定性能和安全性能而獲得廣大客戶的青睞，隨著市場的發(fā)展，用戶對其要求也不斷提高，UPS在技術領域仍需進一步改善，這必將進一步推動其發(fā)展。