彭美玲

（寧夏建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，寧夏 銀川 750001）

0 引 言

不間斷電源系統(tǒng)（Uninterruptible Power Supply，UPS），主要由變流器、開關(guān)和儲(chǔ)能裝置共同組建而成，是交流輸入電源發(fā)生異常情況時(shí)，維持關(guān)鍵負(fù)載電力連續(xù)性的電源設(shè)備?，F(xiàn)今，信息技術(shù)設(shè)備和部分不可斷電的重要負(fù)荷已被廣泛運(yùn)用在各個(gè)領(lǐng)域，如果供電發(fā)生中斷，勢(shì)必會(huì)造成十分重大的損失。因此，可以維持供電連續(xù)性的不間斷電源系統(tǒng)（UPS）已成為以上設(shè)備的關(guān)鍵供電支撐設(shè)備[1]。由此可見，必須保證UPS的使用性能。

UPS依照拓?fù)錂C(jī)構(gòu)主要可以分為3類，分別為雙變換在線式、單變換互動(dòng)在線式與后備式。其中，雙變換在線式UPS具有輸出性能優(yōu)越、電路結(jié)構(gòu)健全等優(yōu)勢(shì)[2]，被大范圍運(yùn)用在各個(gè)領(lǐng)域。

1 高頻電源系統(tǒng)的組成及原理

1.1 交流配電單元

交流配電單元完成市電的接入和切換，給整流器提供交流電源，為監(jiān)控單元提供交流電壓和電流的采樣輸出，同時(shí)兼有交流設(shè)備備用輸出與防雷功能。

1.2 整流器單元

由前級(jí)PFC（功率因數(shù)校正）和后級(jí)DC-DC功率變換器兩級(jí)電路組成高頻開關(guān)整流器。電路中利用浪涌雷電保護(hù)整流器、慢啟動(dòng)、電磁干擾和限制電路，使高頻開關(guān)整流器具有相對(duì)較小的啟動(dòng)浪涌電流和更好的電磁兼容性，其整個(gè)UPS電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。整流后，直接進(jìn)入PFC電路，其主電路是升壓電路，利用平均電流控制將輸入端的cosφ趨于1，諧波電壓在10 kV內(nèi)，符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 直流配電單元

高頻開關(guān)整流器采用并聯(lián)方式，經(jīng)匯流銅排進(jìn)入直流配電單元。直流分配單元提供單向或雙向電池訪問（或擴(kuò)展到三向電池）與多通道直流負(fù)載輸出。

1.4 監(jiān)控單元

監(jiān)控單元對(duì)交流配電、直流配電、整流器組及蓄電池組實(shí)施綜合化管理。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)UPS系統(tǒng)工作狀態(tài)，采集運(yùn)行數(shù)據(jù)，力求在出現(xiàn)故障時(shí)第一時(shí)間通過聲、光等方式報(bào)警，提供對(duì)應(yīng)的解決措施，達(dá)到延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命的目的。

2 UPS故障分析

2.1 無法正常充電

該類故障屬于隱性故障，一般不易發(fā)現(xiàn)，尤其是在發(fā)生斷電情況不頻繁的供電環(huán)境中。UPS無法正常充電時(shí)，初期不會(huì)出現(xiàn)過大的影響，但時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)嚴(yán)重?fù)p害蓄電池的使用壽命，最終使得蓄電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損，提前退役。

圖1 UPS電路結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 風(fēng)扇不轉(zhuǎn)

功率相對(duì)較大的UPS主機(jī)工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，這些熱量借助風(fēng)扇散熱。UPS內(nèi)的風(fēng)扇長(zhǎng)時(shí)間處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此易發(fā)生故障，如果風(fēng)扇出現(xiàn)停止轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，UPS內(nèi)部的熱量將難以散發(fā)，從而引發(fā)其他故障。

3 UPS故障診斷及處理步驟

3.1 做好狀態(tài)記錄工作

UPS主機(jī)正常工作方式如圖2所示，做好狀態(tài)記錄，實(shí)則為記錄液晶顯示屏上的信息狀態(tài)，為后續(xù)的故障診斷與維修工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。另外，需要實(shí)時(shí)記錄蜂鳴器的鳴叫聲音，從而可以針對(duì)各類開關(guān)實(shí)施操作，進(jìn)而判斷并處理故障。

圖2 UPS正常工作方式

3.2 做好故障識(shí)別工作

記錄好狀態(tài)后，工作人員要判斷故障類型。工作人員通過對(duì)比分析故障信息說明表，找出不正常的指示燈，以此判斷故障類型。如果無法判斷故障，要及時(shí)與專業(yè)人員聯(lián)系。

3.3 做好故障記錄工作

故障類型確定后，工作人員要盡早反饋給工程師等有關(guān)人員，全方位了解UPS系統(tǒng)的故障，為了解用戶需求和系統(tǒng)功能改善打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.4 下載UPS歷史記錄

一般行業(yè)內(nèi)采用UCOM軟件下載UPS歷史記錄。打開UCOM軟件后，工作人員將數(shù)據(jù)線和電腦銜接在一起，點(diǎn)擊“Receiving→History from UPS”命令，下載UPS歷史記錄，相應(yīng)的系統(tǒng)故障才可以得到有效的診斷與處理。

4 UPS運(yùn)行維護(hù)措施

4.1 UPS主機(jī)運(yùn)維措施

一般UPS設(shè)置在機(jī)房?jī)?nèi)，機(jī)房環(huán)境會(huì)影響其運(yùn)行?？諝庵谢覊m較多，塵土?xí)粰C(jī)體內(nèi)風(fēng)扇帶入機(jī)體內(nèi)部沉積，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生故障，由此使得UPS系統(tǒng)不能穩(wěn)定運(yùn)行。因此，在日常維護(hù)的工作中，應(yīng)對(duì)機(jī)房環(huán)境實(shí)施定期清潔，消除灰塵。

4.2 蓄電池運(yùn)維措施

UPS的關(guān)鍵部件為蓄電池，所以工作人員針對(duì)蓄電池的運(yùn)行維護(hù)十分關(guān)鍵。實(shí)施運(yùn)維工作之前，要科學(xué)、合理地編制維護(hù)方案。具體而言，要定期針對(duì)蓄電池的端電壓與內(nèi)阻值實(shí)施全面檢查，一旦發(fā)現(xiàn)異常，要及時(shí)實(shí)施處理或者更換；蓄電池整組和每只相互之間銜接的極性務(wù)必要正確，正負(fù)端的引出線要用不同的顏色標(biāo)注，正極褐色，負(fù)極藍(lán)色；導(dǎo)電部分銜接要牢固，保證接觸性良好；連接之前對(duì)蓄電池進(jìn)行全范圍清潔，連接完成后測(cè)量電池對(duì)地絕緣，測(cè)量500 V搖表時(shí)要大于1 MΩ；調(diào)試蓄電池充電盤，確保穩(wěn)壓、穩(wěn)流與均衡充電運(yùn)行。

4.3 預(yù)防性維護(hù)

機(jī)體內(nèi)部沉積的灰塵量在很大程度上導(dǎo)致系統(tǒng)元器件散熱性不佳，從而引發(fā)諸多故障。因此，需對(duì)UPS系統(tǒng)內(nèi)部器件實(shí)施周期性檢查，包括易損器件（風(fēng)扇、防雷器），定期檢查防雷器的指示狀態(tài)，是否處于失效狀態(tài)，接觸狀態(tài)是否良好。

4.4 定期檢查

4.4.1 周 檢

USP主機(jī)控制面板檢查：依據(jù)控制面板展現(xiàn)的參數(shù)與歷史記錄，判斷指示燈是否正常顯示；檢查放置環(huán)境與機(jī)體內(nèi)部是否有異味或噪音。

4.4.2 季 檢

周檢后，實(shí)時(shí)記錄蓄電池組浮充電壓和電流參數(shù)，并與歷史值進(jìn)行對(duì)比分析，以此檢查蓄電池放電時(shí)是否會(huì)發(fā)生異常。

4.4.3 年 檢

每周、季度檢測(cè)結(jié)束后，將UPS電源完全停機(jī)后轉(zhuǎn)移到維修旁路進(jìn)行供電，并且確認(rèn)USP主機(jī)所有的輸入輸出連接段均無電壓產(chǎn)生，以便實(shí)時(shí)觀察UPS主機(jī)內(nèi)部的元件。值得注意的是，建議使用專用工具吸除表面塵土雜質(zhì)和外部碎屑。

5 結(jié) 論

目前，UPS電源是一類電氣設(shè)備動(dòng)力后備保障設(shè)備，具有使用維護(hù)便利、實(shí)用性強(qiáng)、安全可靠等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。加大UPS電源的日常維修維護(hù)范圍與力度，提升企業(yè)對(duì)UPS電源設(shè)備維護(hù)的力度，以凸顯UPS電源各項(xiàng)功能優(yōu)勢(shì)。