施耐德GalaxyVM 160kVA UPS工作原理及故障排除

高 强 苏玉忠

（作者单位：1.西藏自治区新闻出版广电局082台；2.西藏自治区新闻出版广电局032台）

为确保安全播出工作，保证优质供电，避免因市电中断而造成损失，不间断电源系统应运而生。现以施耐德GalaxyVM 160kVA UPS（以下简称UPS）为例，共同探讨它的工作原理及相关维护。

1 UPS工作原理

UPS是交流不间断电源系统（Uniterruptible Power Supply）的简称，是一种含有储能装置，以逆变为主要组成部分的电源设备。

UPS由五部分组成：主路、旁路、电池等电源输入电路，进行AC/DC变换的整流器（REC），进行DC/AC变换的逆变器（INV），逆变和旁路输出切换电路以及蓄能电池。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅，本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能，从而当外电发生变化时（该变化应满足系统要求），输出幅度基本不变的整流电压。净化功能由储能电池完成，由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲，储能电池除可存储直流电能的功能外，对整流器来说就像接了一只大容量的电容器（其等效电容量的大小与储能电池容量大小成正比），由于电容两端的电压不能突变，即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰，起到了净化功能，即对干扰的屏蔽。UPS的单线图，如图1所示。

图1 施耐德GalaxyVM 160kVA UPS单线图

UIB（Unit Input Breaker） 输入开关；SSIB（Static Switch Input Breaker）静态输入开关；MBB（Maintenance Bypass Breaker）维修旁路开关；（Unit Output Breaker）输出开关；BB（Battery Breaker）电池断路器。

2 UPS工作模式

2.1 正常模式

在正常运行期间，UPS可为负载提供稳压电源。如果UPS处于正常运行模式，则输入、逆变器和负载LED为绿色，电池和旁路LED为关闭，如图2所示。

图2 UPS正常模式Mimic图

2.2 电池模式

当市电电源无法供电时，UPS会转为电池运行模式，并从电池为负载提供稳压电源。如果UPS系统处于电池运行模式，则电池、逆变器和负载LED为绿色，旁路LED为关闭并且输入LED为红色，如图3所示。

图3 电池模式Mimic图

2.3 请求旁路模式

UPS会根据用户的命令切换到请求旁路模式。在请求旁路模式下，旁路输入电源给负载供电。可以手动把UPS切换回正常模式。电池在请求旁路模式下可用，如果旁路输入中断，会切换到电池模式。切换时，负载会有4～8ms中断。

2.4 强制静态旁路模式

因故障或过载，抑或是用户按逆变关机按钮（Inverter Off button），导致UPS工作在静态旁路，这就是强制静态旁路模式。在这种模式下，电池不可用。

维修旁路模式：只要MBB闭合，UPS就进入了维修旁路模式。

2.5 ECO nversion模式

该模式效率最高可达99%，并为负载提供优质保护。旁路为负载提供有功功率。逆变器与旁路并联运行，为负载提供无功功率。逆变器作为PFC和谐波过滤器。如果市电中断，逆变器立即维持输出电压，事实上消除了切换时间或压降。

3 UPS故障排除

该款UPS可以通过模拟图LED排除故障，模拟图显示了主要功能的状态以及为负载供电的电流流向。

3.1 输入LED为红色

检查UIB是否断开；输入是否超出容许范围（波形、电压或频率超出容许范围）；功率因数修正是否故障。

3.2 逆变器LED为红色

检查逆变器PLL同步是否故障；逆变器是否故障。

3.3 负载LED为红色

检查UOB是否断开；SIB是否断开；输出电压是否超限。

3.4 电池LED为红色

检查电池严重警报是否处于激活状态；充电器是否故障；电池断路器是否已断开。

3.5 旁路LED为红色

检查SSID是否断开；静态旁路开关是否故障；旁路是否超出容许范围。