ups维修手册标准

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1、广州地铁运营有限公司企业标准不间断电源柜维修手册WJ/GD 820-1999广州地铁运营有限公司维修工程部标准化工作小组 19990525 批准 19990525 实施 11. 范围范围本标准确定了广州地铁一号线电力监控系统（以下称 SCADA 系统）的不间断电源柜（以下 称 UPS 柜）设备的维修和操作方法。 本标准适用于广州地铁一号线所有的 UPS 柜设备的维修和操作。2. 概述概述本维修手册适用于广州地铁一号线全线运行。 UPS 系统(Uninterruptiable Power System)可以提供持续、不间断的、独立和安全的电源，用以 保证系统关键设备的持续运行，不至于电源突然中断

2、时而导致系统瘫痪。 2.1. UPS 系统功能 UPS 系统可以完成的功能有： 防止主电源的各种干扰 主电源故障时，进行电源切换 主电源故障时，以相近的幅度和频率进行模拟供给 2.2. UPS 系统特征 UPS 系统特征： 由于面向 DP 设计以及安装空间需要小，可以近机房安装 高性能（有效率达 89%），散热小 低噪音，可靠性高 配有晶体管逆变器及良好的动态性能 触摸设计 液晶显示 2.3. UPS 系统的构成 UPS 系统主要由 3 个部分组成： UPS 柜 蓄电池柜 配电柜3. UPS 柜介绍柜介绍UPS 41 系列主要给单相负载提供电源。 其中，UPS 41 系列包括： 型 号4105

3、41074110411541204130 额定输出（kvA）57.510152030 其中广州地铁的 UPS 系统采用 B4107 (7.5 kvA) UPS 41 系列还可作频率转换器（50/60）使用，除静态旁路开关（SBS）和手动旁路开关的功 能除外，其他相关设备功能说明对 UPS 41 系列所有型号同样适用。 3.1. 机械设计 带液晶显示的操作板固定在 UPS 的前面面板上WJ/GDY 82019992UPS 柜电缆从低部引进 当 UPS 切换到手动旁路开关（Service bypass）时，可以对 UPS 内部进行维修 低噪音风扇低速转动散热 冷气流通过 UPS 门盖漏槽流入，从上

4、面板或后面板漏槽逸出，但只有当后面板的漏 槽被墙堵住，才使用上面班逸出气体。 3.2. UPS 柜构成 UPS 主要包括 5 个部分（如下图）：整流器 DC 链回路，用来连接蓄电池 逆变器，DC 电压逆变为交流 静态旁路开关(SBS)，给负载快速 提供一个单相交流电源 手动旁路开关，用来手动隔开 UPS 设备，切换过程中不影响负载电源的供给3.3. UPS 部件简介 如下图：UPS 电路总图WJ/GDY 82019993A01晶体管整流器；Q20蓄电池开关 A02逆变器；Q50旁路开关 C1DC 电容；Q51SBS 输入开关 C2滤波电容；T1输出变压器 F20逆变器电阻丝；V51/52晶体管

5、开关（逆变器输出） F51SBS 电阻丝；V53/V54晶体管开关（SBS） L1电感；U1、V1、W1三线电源输入 L4蓄电池电阻丝；U2、N2SBS 电源 Q10整流器输入开关；U3、N3负载 x)跳线；PE保护接地3.3.1. 整流器 通过开关 Q10 把三相 AC 主电源连接到整流抗流器 L1 上（参考 UPS 电路总图）。它把主电 压转换为直流电压。 整流器的控制和规律包括以下主要功能： 电压的容许误差为1 电流极限，防止整流器过负荷 电压和电流升高慢，电源不会起伏 3.3.2. 直流电源回路 其电容器 C1 可减少直流电压的自然起伏，抗电器 L4 可减少在电池回路里起伏的电流，起到

6、 保护电池的作用。此外，有过压/欠压监视电路保护电池 UPS 的原理实际上是要保持直流回路的电压，当主电源有故障时可用电池供电给逆变器，使 逆变器保持输出电压不变 3.3.3. 逆变器 电源部分的主要部件是晶体管桥电路、变压器 T1 及电容器 C2（参考 UPS 电路总图）。 这种形式的转换开关是通过电子的循环检测，交替地提供单相电压到直流连接回路的母线上。变压器的漏电感和电容器组成了一个过虑电路，输出一个低失真系数的正弦输出电压。 输出电压是通过逆变器的脉冲宽度调制的来控制的。 由于高脉冲频率，调整会大大受到影响（即时值的调整）。这也影响到输出电压的波形。用 户的非正弦电流反馈的影响受到补偿

7、。 3.3.4. 静态旁路开关（SBS） 晶体管开关 V53/54 是 SBS 的主要部件 晶体管开关可负责给负载提供不间断电压和连续电流。 在下面几种情况时，主回路自动切断负载的电源供给，SBS 将自动给负载提供不间断电源： 逆变器过负荷 短路 逆变器故障 当逆变器断开 3.4. UPS 系统的几种运行模式 3.4.1. 正常运行模式： 正常运行模式的运行条件及其他 有可靠的主电源且逆变器在接通的状态。 整流器把三相主电压转换为直流电压，然后又转换为单相电压，这是为了使负载有稳定 的电流和频率。电池只吸收很少的分散电流。 如果 SBS 端的输入电压和频率在定义范围内时，逆变器与主电源运行同步

8、： 主电压 Un10% 主频率 fn1% 这些值由负载对主电源的要求而定，与 UPS 输出精度为1相反。WJ/GDY 82019994 切断逆变器 逆变器可通过人工断开，SBS 供给负载电流且没有中断，并提示为“ready”而整流器保持 在接通状态。 主电源正常工作范围 整流器在额定范围 380V10至 41510内正常工作，电池电压仍可达到 38010。 当电压低于 Un15时，整流器切断，无法正常工作，那么认为 UPS 主电源运行失败。 SBS 的工作范围在 Un10（可调整）。 主电源过压 整流器和 SBS 的输入装有声音接口隔离器和相与 N 之间的电位器，DC 联接电路中的 LC 过虑

9、器可以保护设备过压。 主频率变化范围 主频率在 50Hz5或 60Hz5变化时，并不会影响整流器正常工作。考虑到某些敏感 负载的要求，逆变器只能在 fn10%内才能实现同步工作。更大的变化范围依赖于时钟操作。 3.4.2. 蓄电池供电模式： 主电源供电失败，蓄电池由充电状态变为供电状态 主电源供电失败后，蓄电池立即给逆变器提供电压；切换到蓄电池供电模式时，负载电 压不受到影响。如果停止部分负载运行，电池的供电时间可以增加。LC 显示面板上可以列出 蓄电池还可以供电的时间长短。在主电源恢复正常以前，若蓄电池供电停止，逆变器将会自 动中断运行。 主电源供电恢复，蓄电池由供电状态变为充电状态 供电正

10、常后，主电源通过整流器整流输出直流电压，给逆变器提供电压；同时对蓄电池 充电。整流器电流限制在允许范围值内。 蓄电池充电电压调节到电池的正常需要。此时应注意蓄电池说明书，蓄电池在工厂调试 时有 192 个电池，如果安装有不同数目的电池或者电池厂家提供不同的充电电压时，设备必 须调整。 3.4.3. 特殊条件下的运行 (如下图) ： 非线性负载 UPS 连接的负载很少是正弦曲线的，而是周期的方波或脉冲形状的，这样就导致电压 变形。 UPS 41 系列使用特殊方法排除了电压失真，保证了 UPS 在非线性负载且未超过额定负荷 的情况下能连续地工作。 动态负载变化WJ/GDY 82019995当个别负

11、荷或负载组接通或断开时，负载会突然发生变化。由于逆变器的优秀的动态性 能，负载的变化仅引起对输出电压微少的短时的变化。即使负载有 100的突变，输出电压 也不会脱离额定电压的4，恢复时间小于 3 毫秒。 过载、短路 逆变器可持续输出 1.5 倍的额定电流达 2 分钟之久，而且可以保持额定的输出电压不变； 如果超过了这个范围，电流限制器会切断并且降低电压。 假如在负载电路中短路，有关逆变器的短路电流的输出设定参考“技术数据”的有关内 容。 SBS 在以下情况下提供不间断电源： 单逆变器输出电压低于 Un10时 单负载电流操超过 1.5/n 时 当负载不超负荷或者相关的负载过流保护设备已经跳闸，U

12、PS 系统自动切换到主电源运 行模式。 过热 为了保护设备，设备内部有很多部件装有限温开关，一旦超出了规定的温度时，设备自 动切断并且 SBS 接管并提供不间断电源。 系统装有大量散热装置，部分散热器故障并不会影响 UPS 系统的正常运行。 逆变器故障 内部的监视电路切断逆变器时，SBS 立即转换提供不间断电源。设置控制以便在紧急情 况下 SBS 开关转换到“no-ready”主电源。 DC 连接回路中直流电压故障 电池电压或连接回路电压受到一定限度的监视： 如果超过 440V 直流，逆变器断开 低于 344V 直流，电池欠压报警 当连接电压为 316V 直流时，逆变器断开，当连接电压大于 3

13、77V 直流时，逆变器 又重新工作。 3.4.4. 节能模式 如果 UPS 支持在短期内（如周末）不需要，在控制面盘上可关闭逆变器，SBS 再一次接管从 而提供不间断电源。整流器对电池不断地充电。 3.4.5. 手动旁路开关运行模式 当手动合上手动旁路开关 Q50 时，负载电源的供给短时会受到影响。当手动合上手动旁路开 关 Q50 合上后，此时可以持续给负载提供电源；同时，维修人员可以对 UPS 柜内部设备进行维修 和保养。 3.5. 给负载供电的几种电源形式 3.5.1. 主电源（Main1)，如下图主电源共有二种形式：380V AC 和 220 AC，其中 Mains1 是 380V AC

14、，Mains2 是 220V AC。WJ/GDY 82019996正常时整流器把 Mains1 三相主电源转换为直流电源；然后经过逆变器的逆变。又把直流电源 转换为单相电压，这样主电压和频率的波动受到缓解，并使输出给负载的电压和频率稳定，保证 了负载有稳定的电流和频率。 3.5.2. 蓄电池 如下图。当主电源（Main1)供电失败时，蓄电池从充电状态变为供电状态，对负载供电。当主电源 （Main1)恢复供电时，整流器会自动启动，继续对逆变器供电；同时，蓄电池停止供电，又恢复 到充电状态。3.5.3. 电源（Main2) 如下图只有逆变器等部件故障或者蓄电池和 Mains1 三相主电源同时不能工

15、作时，才自动切换到 Mains2 电源。 3.6. 操作面盘简介 控制面盘可以比较容易地对 UPS 柜操作和监视。它能显示 UPS 柜的当前运行状态。当发生故 障或警告信号时并有声响报警。 控制面盘共有二种型号：标准控制面盘和多功能控制面盘。其中，广州地铁采用多功能控制 面盘。3.6.1. 标准控制面盘WJ/GDY 820199971. 逆变器的合/分键 用于合/分逆变器。操作后必须按“ENTER”键确认 2. “ENTER” 分/合逆变器后，“ENTER” 键确认 3. 声响报警关闭键 用于确认声响报警。以下任何一项发生时都会发出声响报警： 直流电压低于 355V 整流器或逆变器故障 主电源

16、故障 4.当静态旁路开关接通时，“Bypass operation” 指示灯亮 5.正常运行模式工作时，“Normal Operation”指示灯亮 6.以下任一项发生时，“Fault” 指示灯亮。 电压或频率错误 过热 逆变器故障 风扇故障 直流过压 过载 3.6.2. 多功能控制面盘 多功能控制面盘给用户提供了友好的操作和监视界面（如下图）。其 LED 显示和 4 行液晶 显示 LC 显示了 UPS 的运行状态并可给出错误和警告信号的声响报警。1LED 显示，具体内容如下图“LED 显示”所示2LC 显示，具体内容如下图“LC 显示”所示 3声响报警关”按钮4“LED 测试”按钮 5“逆变器合/分”按钮6“Enter”按钮 7“远程控制”控制按钮8剩余电量的转换显示 9本系统没有使用该功能 LED 显示WJ/GDY 820199982主电源 13整