UPS故障处理与运行维护措施研究

彭美玲

（宁夏建筑设计研究院有限公司，宁夏 银川 750001）

0 引 言

不间断电源系统（Uninterruptible Power Supply，UPS），主要由变流器、开关和储能装置共同组建而成，是交流输入电源发生异常情况时，维持关键负载电力连续性的电源设备。现今，信息技术设备和部分不可断电的重要负荷已被广泛运用在各个领域，如果供电发生中断，势必会造成十分重大的损失。因此，可以维持供电连续性的不间断电源系统（UPS）已成为以上设备的关键供电支撑设备[1]。由此可见，必须保证UPS的使用性能。

UPS依照拓扑机构主要可以分为3类，分别为双变换在线式、单变换互动在线式与后备式。其中，双变换在线式UPS具有输出性能优越、电路结构健全等优势[2]，被大范围运用在各个领域。

1 高频电源系统的组成及原理

1.1 交流配电单元

交流配电单元完成市电的接入和切换，给整流器提供交流电源，为监控单元提供交流电压和电流的采样输出，同时兼有交流设备备用输出与防雷功能。

1.2 整流器单元

由前级PFC（功率因数校正）和后级DC-DC功率变换器两级电路组成高频开关整流器。电路中利用浪涌雷电保护整流器、慢启动、电磁干扰和限制电路，使高频开关整流器具有相对较小的启动浪涌电流和更好的电磁兼容性，其整个UPS电路结构如图1所示。整流后，直接进入PFC电路，其主电路是升压电路，利用平均电流控制将输入端的cosφ趋于1，谐波电压在10 kV内，符合国际标准。

1.3 直流配电单元

高频开关整流器采用并联方式，经汇流铜排进入直流配电单元。直流分配单元提供单向或双向电池访问（或扩展到三向电池）与多通道直流负载输出。

1.4 监控单元

监控单元对交流配电、直流配电、整流器组及蓄电池组实施综合化管理。实时监测UPS系统工作状态，采集运行数据，力求在出现故障时第一时间通过声、光等方式报警，提供对应的解决措施，达到延长系统使用寿命的目的。

2 UPS故障分析

2.1 无法正常充电

该类故障属于隐性故障，一般不易发现，尤其是在发生断电情况不频繁的供电环境中。UPS无法正常充电时，初期不会出现过大的影响，但时间过长会严重损害蓄电池的使用寿命，最终使得蓄电池内部结构受损，提前退役。

图1 UPS电路结构示意图

2.2 风扇不转

功率相对较大的UPS主机工作时会产生一定的热量，这些热量借助风扇散热。UPS内的风扇长时间处于高速运转状态，因此易发生故障，如果风扇出现停止转动的情况，UPS内部的热量将难以散发，从而引发其他故障。

3 UPS故障诊断及处理步骤

3.1 做好状态记录工作

UPS主机正常工作方式如图2所示，做好状态记录，实则为记录液晶显示屏上的信息状态，为后续的故障诊断与维修工作打下坚实的基础。另外，需要实时记录蜂鸣器的鸣叫声音，从而可以针对各类开关实施操作，进而判断并处理故障。

图2 UPS正常工作方式

3.2 做好故障识别工作

记录好状态后，工作人员要判断故障类型。工作人员通过对比分析故障信息说明表，找出不正常的指示灯，以此判断故障类型。如果无法判断故障，要及时与专业人员联系。

3.3 做好故障记录工作

故障类型确定后，工作人员要尽早反馈给工程师等有关人员，全方位了解UPS系统的故障，为了解用户需求和系统功能改善打下坚实的基础。

3.4 下载UPS历史记录

一般行业内采用UCOM软件下载UPS历史记录。打开UCOM软件后，工作人员将数据线和电脑衔接在一起，点击“Receiving→History from UPS”命令，下载UPS历史记录，相应的系统故障才可以得到有效的诊断与处理。

4 UPS运行维护措施

4.1 UPS主机运维措施

一般UPS设置在机房内，机房环境会影响其运行。空气中灰尘较多，尘土会被机体内风扇带入机体内部沉积，会导致系统内部发生故障，由此使得UPS系统不能稳定运行。因此，在日常维护的工作中，应对机房环境实施定期清洁，消除灰尘。

4.2 蓄电池运维措施

UPS的关键部件为蓄电池，所以工作人员针对蓄电池的运行维护十分关键。实施运维工作之前，要科学、合理地编制维护方案。具体而言，要定期针对蓄电池的端电压与内阻值实施全面检查，一旦发现异常，要及时实施处理或者更换；蓄电池整组和每只相互之间衔接的极性务必要正确，正负端的引出线要用不同的颜色标注，正极褐色，负极蓝色；导电部分衔接要牢固，保证接触性良好；连接之前对蓄电池进行全范围清洁，连接完成后测量电池对地绝缘，测量500 V摇表时要大于1 MΩ；调试蓄电池充电盘，确保稳压、稳流与均衡充电运行。

4.3 预防性维护

机体内部沉积的灰尘量在很大程度上导致系统元器件散热性不佳，从而引发诸多故障。因此，需对UPS系统内部器件实施周期性检查，包括易损器件（风扇、防雷器），定期检查防雷器的指示状态，是否处于失效状态，接触状态是否良好。

4.4 定期检查

4.4.1 周 检

USP主机控制面板检查：依据控制面板展现的参数与历史记录，判断指示灯是否正常显示；检查放置环境与机体内部是否有异味或噪音。

4.4.2 季 检

周检后，实时记录蓄电池组浮充电压和电流参数，并与历史值进行对比分析，以此检查蓄电池放电时是否会发生异常。

4.4.3 年 检

每周、季度检测结束后，将UPS电源完全停机后转移到维修旁路进行供电，并且确认USP主机所有的输入输出连接段均无电压产生，以便实时观察UPS主机内部的元件。值得注意的是，建议使用专用工具吸除表面尘土杂质和外部碎屑。

5 结 论

目前，UPS电源是一类电气设备动力后备保障设备，具有使用维护便利、实用性强、安全可靠等应用优势。加大UPS电源的日常维修维护范围与力度，提升企业对UPS电源设备维护的力度，以凸显UPS电源各项功能优势。