UPS故障判斷處理方法及維護保養

王秋彥，張亞寧

（91550部隊，遼寧 大連 116023）

0 引 言

隨著科技的迅速發展，精密儀器越來越多，對電網供電的質量要求也越來越高。電力系統運行過程中將不可避免地出現眾多故障，如市電停電或市電不穩等，會對負載設備的運行帶來極大影響，嚴重時導致設備損壞或數據丟失等。UPS系統不但具有持續供電的性能，而且還具備穩壓、穩頻、濾波以及抗干擾性能，確保市電經過UPS系統后供給負載的是持續、穩定且高質量的電力。對供電質量要求高的系統來說，UPS系統是必不可少的組成部分，其穩定運行決定了供電質量的可靠性。因此，在平時要加強對UPS系統的維護保養，及時準確地判斷并處理故障，以確保UPS系統的穩定運行。

1 UPS故障判斷及處理方法

UPS可持續不間斷電源系統需不斷監測自身狀態及輸入市電的質量，并根據需要在正常模式、旁路模式以及電池模式間切換。正常工作模式是整流器將市電整流后供給逆變器，由逆變器向關鍵負載供電，同時整流器提供電池的充電電流。旁路模式是關鍵負載通過一個隔離變壓器由市電直接供電。電池模式下電池提供直流電源，維持逆變器的正常工作，繼續支持關鍵負載。在日常使用過程中發現，UPS的故障現象一部分是由UPS主機本身的故障造成的，另一部分是由蓄電池、市電電網、安裝環境以及操作方法等因素造成的。如果能及時找出這些因素，分析判斷出故障原因，則可以更快速地為客戶解決問題[1-4]。UPS的故障現象和原因及詳細對策分析如下。

故障現象一是市電正常，但UPS工作在電池供電模式，蜂鳴器警告鳴叫。故障原因是連接UPS系統的市電電網線路節點接觸不良，接插座有松動情況，導致市電交流電輸入不正常，需認真排查饋電線路。

故障現象二是UPS安裝完畢后閉合開關或電源開關會燒斷保險或跳閘。故障原因為UPS的輸入或者輸出相序接錯，更改相序即可。

故障現象三是UPS開機后輸出端測試為220 V交流電，但UPS的工作模式為旁路供電。故障原因為UPS所接負載功率過大，超過其額定輸出功率，對此應關閉不緊要的負載，減少負荷水平。如果是由于負載開機沖擊引起，則UPS將暫時切換到旁路工作模式并自動恢復，這屬正常現象。

故障現象四是UPS開機后無負載情況下輸出正常，但負載一旦開啟后UPS無輸出。故障原因及處理方法如下，一是UPS負載超出合理水平，此時應當減小負載。二是線路出現故障，如輸出回路有短路現象，通常是輸出轉接插座發生短路。三是沒有按照大功率設備到小功率設備的開機順序啟動負載，對此應重新啟動UPS。待UPS運行穩定后，按照大功率設備到小功率設備的開機順序啟動負載[5]。

故障現象五是UPS開機后工作正常，但經若干時間后UPS自動關機。在電池供電狀態下，因電池放電終了而發生電池欠壓保護，系統自動關機。此類現象屬于正常現象，當市電恢復時，系統將自動開機并對電池充電。因為電池長期欠壓會影響電池的使用壽命，所以在發生電池欠壓保護后，若長時間內市電無法恢復正常，則應對蓄電池充足電后重新開機[6]。

故障現象六是UPS開機后工作一段時間蜂鳴器間歇性鳴叫。故障原因是市電電網的電壓太低，使得UPS沒有在正常供電模式工作，UPS蓄電池處于逆變狀態，時間一長導致電池欠壓，UPS啟動電池欠壓保護動作。對此應當檢查并調整市電電網電壓。

故障現象七是有市電時UPS輸出正常，無市電時UPS沒有輸出。故障原因有以下幾條，一是UPS系統電池組出現故障，損壞嚴重；二是充電系統出現故障，導致無法對蓄電池充電，電池電量下降過多，無法支撐負載；三是電池組接線端子之間未接好，接觸不良；四是未閉合電池開關；五是發生嚴重超載之后未重新啟動UPS，造成UPS一直處于旁路輸出狀態[7]。

故障現象八是蜂鳴器警告長鳴，面板顯示逆變器存在故障，UPS切換為旁路供電模式。故障原因為負載出現問題，如過載或短路導致UPS系統自動關機保護；UPS內部出現問題，如直流保險絲開路，主控版、功率管或驅動故障。

故障現象九是有市電但蜂鳴器發出間歇性鳴叫，市電指示燈不亮。故障原因是市電的電壓或頻率超出UPS允許的范圍。

故障現象十是市電停電時UPS死機無輸出。對此需查看電池輸入開關是否未開啟，電池回落是否異常警告。

故障現象十一是在市電狀態下UPS工作正常，但市電停電后雖然UPS工作正常但負載設備無法開機。故障原因是接地存在問題，導致零線和地線之間的浮動電壓過高。

故障現象十二是電池放電時電壓下跌過快且電池溫度升高。電池放電時導致電壓下降過快的原因包括電池太冷、電纜太小、電池定額容量太小以及單元短路等；造成電池溫度升高的原因有室溫升高、電池箱通風差以及充放電循環等。解決辦法有增加并聯電纜、增加符合要求的并聯串列以及換掉短路故障單元等。

故障現象十三是UPS在運行過程中頻繁切換到旁路供電方式。UPS由正常供電模式切換到旁路供電模式的主要原因有3種，一是UPS系統內部出現故障；二是UPS系統過載；三是UPS系統過熱。這種情況頻繁出現不利于UPS的穩定工作，因此應及時作出相應處理。

2 UPS維護保養

2.1 UPS對安裝環境的要求

目前，UPS所用的蓄電池一般都是免維護的密封鉛酸電池，UPS電源安裝環境對使用壽命及穩定運行有著至關重要的影響。

UPS設備應安裝在清潔、通風、陰涼以及干燥的地方。灰塵和潮氣會對其UPS內部器件造成腐蝕或短路，元器件運行不穩定，導致主機工作紊亂，影響UPS的正常運行，嚴重的可能會損壞UPS。UPS電源主機對環境的溫度要求不是很高，通常+5～40 ℃都可以正常運行，但是蓄電池對環境溫度的要求很高，標準溫度為25 ℃，上下幅度范圍不超過5 ℃[8]。同時要避開加熱器、陽光或化學污染及其他輻射熱源的影響，通常還需安裝恒溫恒濕調節器或者空調設備。

2.2 保養方法

UPS電源的保養分為兩部分，一部分是UPS主機，一部分是蓄電池。

2.2.1 UPS主機的日常維護

應經常對UPS主機進行衛生清潔，防止灰塵落入主機內部，干擾UPS元器件，導致主機工作不穩定。及時發現UPS面板上告警指示，查看性能參數是否正常，如超出合理范圍應及早排除故障隱患。而且需要經常檢查UPS各項指標是否正常，如輸入輸出的電壓、電流以及頻率，尤其關注負載率是否在合理范圍內。對并機系統來說，單機UPS負載率不得超過40%。

在UPS運行過程中認真查聽設備運轉有無異響，尤其關注風扇排風情況，確保散熱功能正常[9]。UPS系統共有3種供電模式，分別為正常模式、電池模式以及旁路模式。對此每年要組織切換試驗，檢測供電模式之間的切換是否順利有效，確保在突發情況下穩定可靠地供電。此外，在設備供電許可條件時，每間隔3年需要在市電完全停電情況下對UPS進行周期性保養維護。對于超期服役，已經達到壽命極限的UPS主機，要及早做退役處理。

2.2.2 蓄電池保養

經常檢查電池外觀，查看電池端子處是否有銹蝕和熔化的油脂，是否有過熱跡象及變形與漏液現象。檢查蓄電池之間的連線有無松動，接觸是否良好，溫度是否過高。每隔半年檢測一次蓄電池的性能，如端電壓和內阻，看蓄電池是否有老化和過期現象。要及時處理或者更換使用壽命已到、指標異常以及性能不穩定的蓄電池，確保UPS系統蓄電池輸出電壓正常，確保在正常供電模式切換到電池供電模式時穩定可靠[10]。

一般情況下，每4～6個月需要將電池充放電一次，每次充電時間不得少于24 h。UPS停止使用時需斷開電池開關，避免造成市電停電后長時間放電。此外，定期檢查排熱風扇的工作狀態，防止雜物堵住出風口，如有損壞應及時進行更換。

3 結 論

UPS的應用對各個領域的發展都有著至關重要的影響。對于精密儀器及機房，UPS供電是必須的配置，一旦UPS發生故障，則會對設備的運行產生不可估量的影響。因此必須深入研究其故障判斷和處理方法，不斷積累經驗，當出現故障時能夠及時準確排查。同時要注重日常的維護保養，將故障率降到最低，確保UPS系統的穩定運行，從而為負載設備運行提供安全可靠的供電保障。