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1、第-2-节 UPS的常见故障及处理方法,确立UPS应用中的“系统工程”概念： 在负载供电故障中，5070%是由于配电系统中其它环节和设备的质量问题、安装问题、人为操作和维护问题引起的，或者由于这些问题而诱发UPS产生误动作乃至发生故障。 UPS设备仅仅是涉及供电系统可用性问题的因素之一，仅仅提高UPS设备的可靠性，是不能从根本上解决整个供电系统的安全性和可靠性的。 设备的预防性维护是避免故障发生、扩大、漫延的手段。 为设备维护保留适当的时间。,前言,检查输入断路器的整定是否正确：,物理检查断路器,检查输入断路器的整定是否正确： 上下线断路器的过载整定Ir和短路整定Im取决于脱扣器类型。 时间选
2、择性必须要由有资质的人员来执行，因为脱扣前的时间延迟会增加下线 (电缆、半导体，等等)的热应力(I2t)。 能量选择性不取决于脱扣器，而只取决于断路器框架电流。,物理检查断路器,典型故障,旁路超限的问题： UPS由发电机供电，引起频率或电压超限； 市电电压超限： 问题一：主输入与旁路共用同一路电，旁路电压报“超限”而整流器运行正常？ 问题二：旁路电压在容限范围以内，而旁路依然报“超限”？ 旁路超限时的影响： UPS的切换（不同步）将引起负载供电的中断。 此时，应注意避免负载的冲击（例如：启动、扫描、打印等）。,接地,了解UPS上线、下线的接地制式； 检测零地电压： 零地电压取决于供电系统， U
3、PS自身不能调整。 典型故障 UPS输出端零地电压偏高（2V【GB 50174-2008】）。 由于零线开路可能导致的负载输入电源模块烧毁。 在UPS维护测试过程中应特别注意零线的连接状态。,G5K 接地系统,接地,在电力系统中，零地电压高的主要原因有下面四种： 电源系统零地电压本身就高，或零线、地线本身的阻抗较高，这样即使接地电阻较小，也不能代表零地电压就一定小； IT负载严重的不平衡； 负载电流中的H3次谐波较大，造成中性线谐波电流等幅增大； 零地电压还与电源系统传输阻抗有关： 布线、配电的距离、电缆的选择、接地系统的设计等。,UPS内部组件的检测,将负载不间断地切换至由维修旁路供电，UP
4、S完全下电后进行检查： 是否有过热现象； 金属部分是否氧化； 检查不同的模块之间、电路板之间的连接，采样线、扁平电缆等的连接； 检查变压器、电抗器和电解电容的外观； 检查功率连线的连接是否牢靠，避免接触不良引起的电缆局部过热损坏甚至UPS宕机。 在不能停电检查的情况下，应使用红外线探测仪测量连接温度。,UPS内部组件的检测,UPS电缆连接方面的隐患（真实案例）,电池组检查绝缘,电池架/柜应做可靠的安全接地。 断开电池断路器，分别测量电池正负极与电池柜（架）的金属支架之间的电压： 断开电池开关后电池组悬浮，对地电压没有准确的数值； 如果有固定或稳定的电压，则有可能是漏液或某处接地。,电池的参数,
5、例如： 品牌： xxxxxx 后备时间： 10 mn 类型： 12-100 容量： 100Ah 电池只数： 2 x 36 调试时间 (1)： 15/07/00 （1）指整组电池的最初安装时间 注意电池的寿命以及显示屏上的电池后备时间。,电池电压的测量,检测电池单体数量是否与充电电压（直流母线电压）相匹配： 合适的浮充电压； 通过逆变器向负载供电的要求。 在进行电池电压测量时应确保： 对于后备时间为10分钟的电池至少应充电5个小时以上； 对于后备时间为30分钟的电池至少应充电8个小时以上。,查找有问题的电池,用专用测量仪器测量电池的内阻 24Ah，小于12毫欧； 65Ah， 小于8毫欧。 使用放
6、电器测量每块电池放电时的端电压 小于9V，电池损坏（1.65V x6 =9.9V） 测量电池端电压 前提：充电器正常运行，并假定充电器的电压是正确的。 测量每块电池的电压U 计算相对电压差 (U - Un)/Un 如果相对电压差 12%，则该电池可能异常， 20则认为损坏。,放电测试,电池放电曲线： 通常为恒功率放电,预报警电压 （可调） 终止电压 （固定） 1 后备时间,335 V,到423 V,463 V,t,U bat,放电测试,电池放电测试应当在确保负载安全的前提下进行 已经用内阻仪或放电器对电池进行了检测； 或使用G5K UPS自带的电池自动检测功能。,使用要点： 断开UPS主路输入
7、断路器Q1进行日常电池放电维护； 进行电池放电测试同时也测试了以下内容： 带载充电测试。 获得较为准确的实际后备时间。,放电测试,当实际负载( SL )小于UPS的额定负载( SN )时，电池实际后备时间( TS )可以按以下规则进行粗略的估算：(TN为额定电池后备时间） 当SL = 3 /4 SN 时， TS =1.6 TN 当SL = SN /2时， TS =2.5 TN 当SL = SN /3时， TS =3.0 TN 为了防止损坏电池，电池最长放电时间不超过额定后备时间的3倍。,市电停电,逆变器停止,电池断路器断开,3t,3t+2h,t,充电检测,充电电流限流为0.1C10： 避免电池
8、大电流充电； 避免在高温下进行浮充电，温度补偿可以避免热失控。 错误的观点： 充电电压越高越好； 免维护电池不用维护。,335 V,0.1 C,423 V,463 V,0,t,10,U,I,U,I,恒流充电,恒压充电、浮充电,电池的使用中注意的问题,正确的维护是延长电池使用寿命的重要因素。 电池的维护： 定期充放电(新电池4次/年，以后每年增加2次)； 定期检查电池以及电池室的状态（温度，通风等）； 当电池寿命快到期时，应提早作好更换所有电池的准备；寿命已过期的电池应当及时更换； 不同的电池（容量、品牌、参数）不能混合使用，并且各组电池所处的环境温度应尽可能一致； 电池的并联组数应限制在4组，
9、最多不超过6组。,典型故障,市电中断，负载供电也中断： 电池损坏 UPS输入电压长期过低或频繁停电（充不满） 电池连接不牢固 电池后备时间不够： 电池性能受损（长期不放电） 电池寿命将到期 线路大于20米、阻抗大、损耗大,UPS并联运行时应注意的问题,并机的类型及条件； 清楚识别，避免人为误操作； 环流和负载均分（5%In）。,其他典型故障,存储性故障报警 UPS运行正常，但显示屏或指示灯有报警。 人为故障 UPS输入相序接反，导致输入保险熔断； 电池维护时，操作不当引起短路或将正负极接反； 未将UPS运行于正常模式（忘记闭合电池断路器、未启动逆变器等）； 不按规程规定的步骤顺序启动或停止UP
10、S。,冷却风机使用寿命： 与环境洁净程度有关； 与正常维护有关： 定期检查风机轴承温度、及时清除堵塞。 部分风机与市电电压有关： 过高的市电电压损坏风机。 使用寿命终止的标志： 5年强制性更换。 风机更换费用： UPS主机价格的5% /5年。,其他典型故障,交/直流电容器使用寿命： 随着使用时间的延续，等效串联电阻ESR上升：,ESR上升到只得功率损耗P增大：,其他典型故障,交/直流电容器使用寿命： 功率损耗P增大导致内核温度Tc上升、使用寿命缩短： Tc = Ta(环境温度) + Tr(温升)； Tr正比于功率损耗P。,其他典型故障,Tr = 10，15万小时,Tr = 20，4.5万小时,
11、Ta = 45时,交/直流电容器使用寿命： 电流频率 f 增大导致的阻抗上升、可用容量下降：,其他典型故障,交/直流电容器使用寿命： 使用寿命终止的标志： 突变失效：开路或短路； 机械损坏：安全阀动作、顶盖开裂； 性能变坏： 内核温度Tc 105 (85产品) 容量变化 10%； ESR 2倍的初始值； 阻抗Z 3倍的初始值； 漏电流 安全限值。,电容器更换费用： UPS主机价格的10% /5年。,其他典型故障,端面鼓胀,电容漏夜,UPS的维护,每日 坚持每日巡视，记录UPS状态和主要电气参数。 每季度 电池定期充放电，活化电池。 每年 1-2次维护保养。 每5年 更换交直流电容、风扇等备件；
12、 根据实际情况更换电池。,分布式冗余具有最佳的可维护性,通过STS形成分布式冗余结构： 电子式静态切换开关STS，切换时间小于3毫秒（计算机负载允许10毫秒）； 应用场合： 中大型数据中心 为双电源负载供电的场合 作用特点： 避免供电系统中的单点故障 防止负载端短路故障的扩散 提高可维护性,UPS1 故障或维修时,UPS 1 200 kVA,UPS 2 200 kVA,50%,50%,UPS的维护,UPS的维护,因使用不当会造成UPS系统故障！ 由于使用问题直接或间接造成UPS系统故障占总故障的50%到70%； 当前技术先进的UPS和相应的供电系统在智能管理和通讯功能方面已经达到较高的水平，但
13、在实际应用中，却远远没有发挥到较高的水平； 用户已经认识到配置UPS系统的重要性，但做系统配置设计时，却只注意到了对UPS设备的选用和配置，而忽视对整个供电系统的科学设计和精心配置，系统中单点故障点多，影响了UPS设备的可靠性工作； 提高UPS供电系统的维护水平是系统可用性的关键之一，在UPS系统的故障中，人为因素造成的故障占的比例很大，究其原因可归结为： 维护人员对UPS的基本功能了解不够； 维护人员对UPS的监控监测功能和信息显示通讯功能不熟悉； 对UPS运行时的常规维护要求执行不严格。,UPS的维护,因维护不当造成UPS系统故障！ 对监测信息和面板指示定义不清楚，或者对 UPS电性能指标的物理含义不清楚，造成怀疑性故障而人为宕机； 输入输出接线错误或接线不牢而造成人为故障而宕机； 对机器故障现象和预警信号不清楚，而造成延误宕机； 长期缺乏必要的维护，因环境原因而造成故障宕机； 系统配置不当（如系统中有漏电保护器、接触器、断路器整定不准确或未整定等）造成的故障； 交接班不严格造成意外故障； 系统过于复杂，维护工作繁琐，造成误操作故障等。,uestions & answers,
