Comet 3000UPS主电源故障处理案例

陈 珊

UPS主电源故障的几率较低，维护人员也缺少该类故障处理经验，为此，通过一起Comet3000 UPS主电源故障案例，分享该机型UPS的维护经验。

1 故障现象

某日，通信集中网管告警，显示某处UPS主电源告警。维护人员赶到现场后发现：配电箱内UPS输入空开跳闸，UPS主机整流输入空开RCB跳闸，UPS处于电池供电状态，控制面板显示2条信息：A1主电源告警、A8电池放电。UPS主机输入电压为零。反复测试低压配电箱至UPS输入的连线，排除输入配电电路短路可能，将故障点范围缩小至UPS机柜内。

机电人员检查配电箱后确认正常。重新合上配电箱内UPS输入空开，确认UPS主机输入端三相输入参数正常。

维护人员重新闭合RCB（整流开关）后，告警模块上的指示灯显示主电源已恢复，但约1s后RCB复又跳闸，此次动作未导致低压配电箱UPS输入空开跳闸。

2 故障排查

2．1 排除主机外部设备及线路故障

UPS能启动电池供电模式，表明逆变器电路部分工作正常，电池输出至逆变器的电路正常。UPS主机可以从电池供电模式切换至静态旁路，再切换至手动旁路，表示静态旁路监控部分及旁路输入部分正常，输入输出滤波电路正常。

通过万用表检测市电输入电路，未发现输入线路短路等异常情况，确认低压配电柜至UPS输入空开之间的电路正常，故障原因锁定于主机输入端和整流部分。

2．2 排除主机内部线缆短路故障

首先检查线路是否有短路，检查器件外观，无过流烧损的痕迹，也无元件烧毁异味；检查线缆外观，无外皮损伤导致芯线外露；通过仪表检测线缆及电感线圈，未发现有短路现象。重新启动UPS时，能正常启动约1s，然后才跳闸，据此线缆短路的可能性比较小。

2．3 排除板卡故障

故障时，控制面板的故障信息显示只有A1主电源告警和A8电池供电模式提醒，并无板卡故障的相关告警。将3块整流关键板卡：整流电源板、整流控制板和整流晶体管驱动板逐块更换，故障情况依旧；由于怀疑主控板可能会在故障情况下发送错误命令导致系统跳闸，设备厂家还更换了主控板，故障依旧。

2．4 故障范围确认

根据以上故障排查，将故障原因基本确定为空气开关故障或整流桥晶体管被击穿。通过万用表测量可控硅各级之间阻值来判断，但测试点不全面，没能检测出击穿故障，因此怀疑是空开故障。

2．5 故障点的最终确定

更换空开前，由于对晶体管击穿仍旧持怀疑态度，设备厂家先更换了3个可控硅部件，然后将主控板接入外接电源进行开机测试，UPS能正常启动。维护人员在对换下的3个可控硅进行阻值检测时，发现一个可控硅1、3端口之间测出的阻值为0，表明这个晶体管已经被击穿。设备厂家复测确认了击穿。找到故障点后，换上新备件进行开机测试，设备启动正常，UPS功能恢复。

3 可控硅击穿分析

可控硅内部电路如图1所示。

图1 可控硅 SEMIKRON SKKT92B14E 内部电路

每一相交流电源接入一个可控硅，整流桥部分一共使用了3个可控硅。其中，可控硅内2个晶体管在正常不加电的情况下均为截止状态，4、5端和6、7端接入主控模块，分别用作控制2个晶体管导通与否的信号端。

测量阻值可以检查是否有一个晶体管击穿，测量点应选择1端与2端、1端与3端之间，要判断2个晶体管是否均被击穿时，可测量2端与3端之间的阻值。如果测量可控硅时，仅测量1端与2端、2端与3端，没有检测1端与3端就会漏检。

市电进入UPS主机时先经过RFI滤波器，对输入电源进行射频干扰防护，通过RCB整流输入空开，经三相输入交流电感线圈隔离谐波电流，使进入整流桥的三相交流电是平滑的正弦波形。

若一个晶体管击穿，假设是图2中第2个可控硅内的晶体管被击穿。主控板在启动后，根据输入相位，发送了一个导通信号给另一个晶体管后，会出现这2个处于不同可控硅上的晶体管之间形成了电流回路从而短路，使整流输入开关马上跳闸。这也就是故障时为什么重新合上RCB开关后会约1s后跳闸，正是主控板启动并导通信号所需时间。

图2 晶体管被击穿现象分析

4 整流器和逆变器测试方法总结

此次故障原因比较罕见，处理过程需要对系统电路原理分析透彻，涉及到UPS各种工作模式、各模块电路原理图分析、可控硅工作原理、整流器开环及闭环测试方法、整流输出电压及逆变输出电压的调节，以及该型号UPS主机内部结构组成等方面的知识。

4．1 整流器开环测试 （手动调节整流输出电压）

此测试有利于在确定直流电源故障后，以较低的直流电压检查部件的性能。测试后，所有的跳线器都必须移回最初位置。

1．选择逆变器TEST模式，在主控电路板（I／S－CL）中将DIP6SW1设置在OFF位置，此步骤可以防止逆变器自动启动。

2．在整流器控制模块 （PB115）电路板中，将跳线器JP1设置在2～3位置 （手动调节）。

3．旋转电位计P1将电压调整信号设为零。

4．闭合RCB，向整流器供电；检查并确定整流电源模块 （PB114）电路板中的所有LED指示灯都正确显示。晶体管驱动板FIR－91（PB113）上的所有LED指示灯都必须灭掉。

5．通过旋转整流器控制模块 （PB115）电路板中的电位计P1增加整流器输出电压。当电压开始增加时，晶体管驱动板FIR－91（PB113）中的LED指示灯必须亮。

4．2 整流器闭环测试 （自动调整整流输出电压）

参考开环测试步骤，选择逆变器TEST模式，将电位计P1旋转至输出为0电压后，将第2步中跳线器JP1设置在1～2位置，闭合RCB，开始自动测试。

4．3 逆变器测试

这一测试需要用到调试电脑和调试软件，需要厂家提供调试软件。

1．选择逆变器TEST模式。

2．选择自动电压调节，将VCB电路板上的跳线器J1设置在1～2位置。此设置使电压调整环路生效，并用VCB电路板上的电位计P1调节逆变器电压调节信号。

3．闭合RCB。几秒钟后，前置面板将显示当时出现的所有报警。

4．发送INON000命令或按F6启动IGBT调制。

5．确认逆变器输出电压增至额定值。如有必要，通过旋转VCB电路板电位计P1进行调节。

6．确认几秒后，逆变器静态开关闭合。可以看驱动板 SCRSF－1F （PB010）的绿色 LED 指示灯。

7．发送INOF00命令或按F7关掉IGBT调制。

8．断开RCB，关机。

注意拆装设备时，对于螺丝螺帽等小导体的放置要小心，避免引发短路。目前Comet 3000机型已然停产，但设备使用范围相当广泛。随着设备使用年限增长，维护人员将会面临各种各样的设备老化问题，只要用心积累和学习，践行精检细修，相信所有的难题都会迎刃而解。

［1］ 何晓帆，刘丽．实用电源电路与充电电路图集［M］．北京：中国电力出版社，2009；32．

［2］ 李成章，王淑芳．新型UPS不间断电源原理与维修技术［M］．北京：电子工业出版社，1995；200－345．

［3］ 姜桥．电子技术基础［M］．北京：人民邮电出版社，2009：5－7 ．