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      UPS故障處理與運行維護措施研究

      2020-10-10 06:38:46彭美玲
      通信電源技術(shù) 2020年12期
      關(guān)鍵詞:整流器風扇蓄電池

      彭美玲

      (寧夏建筑設(shè)計研究院有限公司,寧夏 銀川 750001)

      0 引 言

      不間斷電源系統(tǒng)(Uninterruptible Power Supply,UPS),主要由變流器、開關(guān)和儲能裝置共同組建而成,是交流輸入電源發(fā)生異常情況時,維持關(guān)鍵負載電力連續(xù)性的電源設(shè)備?,F(xiàn)今,信息技術(shù)設(shè)備和部分不可斷電的重要負荷已被廣泛運用在各個領(lǐng)域,如果供電發(fā)生中斷,勢必會造成十分重大的損失。因此,可以維持供電連續(xù)性的不間斷電源系統(tǒng)(UPS)已成為以上設(shè)備的關(guān)鍵供電支撐設(shè)備[1]。由此可見,必須保證UPS的使用性能。

      UPS依照拓撲機構(gòu)主要可以分為3類,分別為雙變換在線式、單變換互動在線式與后備式。其中,雙變換在線式UPS具有輸出性能優(yōu)越、電路結(jié)構(gòu)健全等優(yōu)勢[2],被大范圍運用在各個領(lǐng)域。

      1 高頻電源系統(tǒng)的組成及原理

      1.1 交流配電單元

      交流配電單元完成市電的接入和切換,給整流器提供交流電源,為監(jiān)控單元提供交流電壓和電流的采樣輸出,同時兼有交流設(shè)備備用輸出與防雷功能。

      1.2 整流器單元

      由前級PFC(功率因數(shù)校正)和后級DC-DC功率變換器兩級電路組成高頻開關(guān)整流器。電路中利用浪涌雷電保護整流器、慢啟動、電磁干擾和限制電路,使高頻開關(guān)整流器具有相對較小的啟動浪涌電流和更好的電磁兼容性,其整個UPS電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。整流后,直接進入PFC電路,其主電路是升壓電路,利用平均電流控制將輸入端的cosφ趨于1,諧波電壓在10 kV內(nèi),符合國際標準。

      1.3 直流配電單元

      高頻開關(guān)整流器采用并聯(lián)方式,經(jīng)匯流銅排進入直流配電單元。直流分配單元提供單向或雙向電池訪問(或擴展到三向電池)與多通道直流負載輸出。

      1.4 監(jiān)控單元

      監(jiān)控單元對交流配電、直流配電、整流器組及蓄電池組實施綜合化管理。實時監(jiān)測UPS系統(tǒng)工作狀態(tài),采集運行數(shù)據(jù),力求在出現(xiàn)故障時第一時間通過聲、光等方式報警,提供對應(yīng)的解決措施,達到延長系統(tǒng)使用壽命的目的。

      2 UPS故障分析

      2.1 無法正常充電

      該類故障屬于隱性故障,一般不易發(fā)現(xiàn),尤其是在發(fā)生斷電情況不頻繁的供電環(huán)境中。UPS無法正常充電時,初期不會出現(xiàn)過大的影響,但時間過長會嚴重損害蓄電池的使用壽命,最終使得蓄電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損,提前退役。

      圖1 UPS電路結(jié)構(gòu)示意圖

      2.2 風扇不轉(zhuǎn)

      功率相對較大的UPS主機工作時會產(chǎn)生一定的熱量,這些熱量借助風扇散熱。UPS內(nèi)的風扇長時間處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài),因此易發(fā)生故障,如果風扇出現(xiàn)停止轉(zhuǎn)動的情況,UPS內(nèi)部的熱量將難以散發(fā),從而引發(fā)其他故障。

      3 UPS故障診斷及處理步驟

      3.1 做好狀態(tài)記錄工作

      UPS主機正常工作方式如圖2所示,做好狀態(tài)記錄,實則為記錄液晶顯示屏上的信息狀態(tài),為后續(xù)的故障診斷與維修工作打下堅實的基礎(chǔ)。另外,需要實時記錄蜂鳴器的鳴叫聲音,從而可以針對各類開關(guān)實施操作,進而判斷并處理故障。

      圖2 UPS正常工作方式

      3.2 做好故障識別工作

      記錄好狀態(tài)后,工作人員要判斷故障類型。工作人員通過對比分析故障信息說明表,找出不正常的指示燈,以此判斷故障類型。如果無法判斷故障,要及時與專業(yè)人員聯(lián)系。

      3.3 做好故障記錄工作

      故障類型確定后,工作人員要盡早反饋給工程師等有關(guān)人員,全方位了解UPS系統(tǒng)的故障,為了解用戶需求和系統(tǒng)功能改善打下堅實的基礎(chǔ)。

      3.4 下載UPS歷史記錄

      一般行業(yè)內(nèi)采用UCOM軟件下載UPS歷史記錄。打開UCOM軟件后,工作人員將數(shù)據(jù)線和電腦銜接在一起,點擊“Receiving→History from UPS”命令,下載UPS歷史記錄,相應(yīng)的系統(tǒng)故障才可以得到有效的診斷與處理。

      4 UPS運行維護措施

      4.1 UPS主機運維措施

      一般UPS設(shè)置在機房內(nèi),機房環(huán)境會影響其運行??諝庵谢覊m較多,塵土會被機體內(nèi)風扇帶入機體內(nèi)部沉積,會導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生故障,由此使得UPS系統(tǒng)不能穩(wěn)定運行。因此,在日常維護的工作中,應(yīng)對機房環(huán)境實施定期清潔,消除灰塵。

      4.2 蓄電池運維措施

      UPS的關(guān)鍵部件為蓄電池,所以工作人員針對蓄電池的運行維護十分關(guān)鍵。實施運維工作之前,要科學(xué)、合理地編制維護方案。具體而言,要定期針對蓄電池的端電壓與內(nèi)阻值實施全面檢查,一旦發(fā)現(xiàn)異常,要及時實施處理或者更換;蓄電池整組和每只相互之間銜接的極性務(wù)必要正確,正負端的引出線要用不同的顏色標注,正極褐色,負極藍色;導(dǎo)電部分銜接要牢固,保證接觸性良好;連接之前對蓄電池進行全范圍清潔,連接完成后測量電池對地絕緣,測量500 V搖表時要大于1 MΩ;調(diào)試蓄電池充電盤,確保穩(wěn)壓、穩(wěn)流與均衡充電運行。

      4.3 預(yù)防性維護

      機體內(nèi)部沉積的灰塵量在很大程度上導(dǎo)致系統(tǒng)元器件散熱性不佳,從而引發(fā)諸多故障。因此,需對UPS系統(tǒng)內(nèi)部器件實施周期性檢查,包括易損器件(風扇、防雷器),定期檢查防雷器的指示狀態(tài),是否處于失效狀態(tài),接觸狀態(tài)是否良好。

      4.4 定期檢查

      4.4.1 周 檢

      USP主機控制面板檢查:依據(jù)控制面板展現(xiàn)的參數(shù)與歷史記錄,判斷指示燈是否正常顯示;檢查放置環(huán)境與機體內(nèi)部是否有異味或噪音。

      4.4.2 季 檢

      周檢后,實時記錄蓄電池組浮充電壓和電流參數(shù),并與歷史值進行對比分析,以此檢查蓄電池放電時是否會發(fā)生異常。

      4.4.3 年 檢

      每周、季度檢測結(jié)束后,將UPS電源完全停機后轉(zhuǎn)移到維修旁路進行供電,并且確認USP主機所有的輸入輸出連接段均無電壓產(chǎn)生,以便實時觀察UPS主機內(nèi)部的元件。值得注意的是,建議使用專用工具吸除表面塵土雜質(zhì)和外部碎屑。

      5 結(jié) 論

      目前,UPS電源是一類電氣設(shè)備動力后備保障設(shè)備,具有使用維護便利、實用性強、安全可靠等應(yīng)用優(yōu)勢。加大UPS電源的日常維修維護范圍與力度,提升企業(yè)對UPS電源設(shè)備維護的力度,以凸顯UPS電源各項功能優(yōu)勢。

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