UPS不間斷電源基礎知識匯總
產(chǎn)品資訊2019年12月12日
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UPS電源是弱電機房中必不可少的一部分，能夠保證數(shù)據(jù)中心機房的正常運行，所以我們做弱電工程的人一定要了解有關于UPS相關的內(nèi)容。
一、UPS維護的一般要求
UPS主機現(xiàn)場應放置操作指南，指導現(xiàn)場操作。
UPS的各項參數(shù)設置信息應全面記錄、妥善歸檔保存并及時更新。
檢查各種自動、告警和保護功能是否正常。
定期進行UPS各項功能測試。
定期檢查主機、電池及配電部分引線及端子的接觸情況，檢查饋電母線、電纜及軟連接頭等各連接部位的連接是否可靠，并測量壓降和溫升。
經(jīng)常檢查設備的工作和故障指示是否正常。定期查看UPS內(nèi)部的元器件的外觀，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。
定期檢查UPS各主要模塊和風扇電機的運行溫度有無異常。
保持機器清潔，定期清潔散熱風口、風扇及濾網(wǎng)。
定期進行UPS電池組帶載測試。
各地應根據(jù)當?shù)厥须婎l率的變化情況，選擇合適的跟蹤速率。
當輸入頻率波動頻繁且速率較高，超出UPS跟蹤范圍時，嚴禁進行逆變/旁路切換操作。
在油機供電時，尤其應注意避免該情況的發(fā)生。UPS應使用開放式電池架，以利于蓄電池的運行及維護。
二、UPS維護項目
2.1 UPS日檢項目：
主要內(nèi)容有：檢查控制面板，確認所有指示正常，所有指示參數(shù)正常，面板上沒有報警；檢查有無明顯的高溫、有無異常噪聲；確信通風柵無阻塞；調(diào)出測量的參數(shù)，觀察有無與正常值不符等。
2.2 UPS周檢項目：
周檢的主要內(nèi)容有：測量并記錄電池充電電壓、電池充電電流、 UPS三相輸出電壓、UPS輸出線電流。如果測量值與以前明顯不同，應記錄下新增負荷的大小、種類和位置等。
三、UPS的電池管理
電池是UPS的重要組成部分，在UPS的諸多故障中，有很大比例是由于電池問題引起的，電池性能的好壞直接影響到系統(tǒng)的可靠性。為了保證電池的服務壽命，除了維持正常溫度和日常的維護外，電池的自動管理是至關重要的因素。
UPS電源對電池自動管理包括自動均浮充轉(zhuǎn)換控制、電池預告警關機、定期自動維護、手動電池自檢等多項可提高電池使用壽命的先進功能，同時還具備電池故障檢測、電池放電后備時間預測及電池特征曲線管理。
3.1 自動均、浮充轉(zhuǎn)換
電池充電過程能自動根據(jù)電池電流實現(xiàn)均充、浮充自動轉(zhuǎn)換，設定的均充轉(zhuǎn)浮充判據(jù)為：I≤0.01C。
3.2 電池浮充電壓溫度補償：（以2V電池為例）
電池在浮充狀態(tài)下，浮充電壓可以根據(jù)溫度進行補償，溫度補償以20℃為中心點，在10℃-40℃內(nèi)全補償，計算公式：
溫度T>40，T=40；若T<10，T=10
電池平均單體電壓應調(diào)節(jié)為：V=V0+(20-T)×0.003
其中，V0為電池廠家給定的在20℃下的單體浮充電壓，可以根據(jù)不同電池在初次上電時進行設置，默認為2.23V。對均充電壓不補償，默認的單體均充電壓為2.35V。
3.3 均充限時
如果連續(xù)12小時處于均充狀態(tài)，控制系統(tǒng)將強制轉(zhuǎn)浮充狀態(tài)，此設置的條件是均充時間達到設定值時，自動轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)浮充狀態(tài)。
3.4 放電管理
設置電池放電的截止電壓為每單體電池1.8V，實際截止電壓會隨電池老化程度不同而在此值附近向下浮動，截止電壓為每單體電池1.8V的選取，已經(jīng)考慮到了大功率放電情況下電池容量的衰減。
3.5 UPS電池自動測試
UPS蓄電池的容量測試可人工測試或利用UPS的電池自動測試功能實現(xiàn)。人工測試的方法可參考直流供電系統(tǒng)中蓄電池的容量測試方法進行。下面對UPS的自動測試功能進行介紹。
該測試只有在以下情況下才能進行：
逆變器在運行；
逆變器不超載；
備用電源（旁路供電）存在并且符合要求；
逆變器與旁路電源同步；
電池必須充足電。
UPS電池自動測試功能根據(jù)以下三點設置：
時間間距（測試周期可設定為10天―150天）
電池自動測試的日期和時間
電池有問題時默認的報警方式
啟動電池測試時，整流器電壓將下降到電池組額定電壓以下，而在逆變器關機電壓以上，如果電池在規(guī)定負載和規(guī)定時間內(nèi)可以按要求放電，UPS就給出一個肯定的信號，表明電池是好的；如果電池在規(guī)定負載和規(guī)定時間內(nèi)不能按要求放電，UPS就給出一個否定的信號，表明電池需要更換。但這時由于整流/充電器電壓大于逆變器關機電壓值，故整流/充電器電壓仍然向逆變器供電，使輸出電壓并不間斷。
四、UPS常見故障處理
4.1 市電有電時，UPS出現(xiàn)市電斷電告警
可能原因：
市電輸入空開跳閘；
輸入交流線接觸不良；
市電輸入電壓過高、過低或頻率異常；
UPS輸入空開或開關損壞或保險絲熔斷；
UPS內(nèi)部市電檢測電路故障。
處理方法
檢查輸入空開。檢查輸入線路；
如市電異?？刹惶幚砘騿影l(fā)電機供電；
更換損壞的空開、開關或保險絲；
檢查UPS市電檢測回路。
4.2 市電正常時，UPS輸出正常；市電斷電后，負載也跟著斷電
可能原因
由于市電經(jīng)常低壓，電池處于欠壓狀態(tài)；
UPS充電器損壞，電池無法充電；
電池老化、損壞；
負載過載，UPS旁路輸出；
負載未接到UPS輸出；
長延時機型的電池組未連接或接觸不良；
UPS逆變器未啟動（UPS面板控制開關未打開），負載由市電旁路供電；
逆變器損壞，UPS旁路輸出。
處理方法
在市電電壓正常時對電池充足電；啟動發(fā)電機對電池充電；在UPS輸入端加穩(wěn)壓器；
檢查充電器。更換電池；
減少負載。將負載接到UPS的輸出；
檢查電池組是否接對、接好；
啟動逆變器對負載供電（打開面板控制開關）；
檢查逆變器。
4.3 UPS無法啟動
可能原因
電池長期放置不用，電壓低；
輸入交流、直流電源線未連接好；
UPS內(nèi)部開機電路故障；
UPS內(nèi)部電源電路故障或電源短路；
UPS內(nèi)部功率器件損壞。
處理方法
將電池充足電；
檢查輸入交流、直流線是否接觸良好；
檢查UPS開機電路；
檢查UPS電源電路；
檢查UPS內(nèi)部整流、升壓、逆變等部分的器件是否損壞。
4.4 UPS開機時，輸入空開跳閘
可能原因
輸入空開容量太小；
UPS內(nèi)部短路；
UPS內(nèi)部功率器件損壞；
用戶的市電空開有漏電保護。
處理方法
更換輸入空開；
檢查UPS內(nèi)部整流、升壓、逆變等部分的器件是否損壞；
檢查UPS內(nèi)部整流、升壓、逆變等部分的器件是否損壞；
更換為無漏電保護的空開。
4.5 UPS在正常使用時突然出現(xiàn)蜂鳴器長鳴告警
可能原因
用戶有大負載或大沖擊負載啟動；
輸出端突然短路；
UPS內(nèi)部逆變回路故障；
UPS保護、檢測電路誤動作。
處理方法
負載投入時按先大后小的順序；增大UPS的功率容量；
檢查UPS的輸出是否短路；
檢查UPS逆變器。檢查UPS內(nèi)部控制電路。
4.6 UPS工作正常但負載設備異常
可能原因
UPS輸出零地電壓過高；
UPS地線與負載設備地線沒接在同一點上；
負載設備受到異常干擾。
處理方法
檢查UPS接地，必要時可在UPS的輸出端零地間并一個1-3KΩ電阻；
將UPS地與負載地接到同一個點上；
重新啟動負載設備。
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UPS主機現(xiàn)場應放置操作指南，指導現(xiàn)場操作。
UPS的各項參數(shù)設置信息應全面記錄、妥善歸檔保存并及時更新。
檢查各種自動、告警和保護功能是否正常。
定期進行UPS各項功能測試。
定期檢查主機、電池及配電部分引線及端子的接觸情況，檢查饋電母線、電纜及軟連接頭等各連接部位的連接是否可靠，并測量壓降和溫升。
經(jīng)常檢查設備的工作和故障指示是否正常。定期查看UPS內(nèi)部的元器件的外觀，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。
定期檢查UPS各主要模塊和風扇電機的運行溫度有無異常。
保持機器清潔，定期清潔散熱風口、風扇及濾網(wǎng)。
定期進行UPS電池組帶載測試。
各地應根據(jù)當?shù)厥须婎l率的變化情況，選擇合適的跟蹤速率。
當輸入頻率波動頻繁且速率較高，超出UPS跟蹤范圍時，嚴禁進行逆變/旁路切換操作。
在油機供電時，尤其應注意避免該情況的發(fā)生。UPS應使用開放式電池架，以利于蓄電池的運行及維護。
二、UPS維護項目
2.1 UPS日檢項目：
主要內(nèi)容有：檢查控制面板，確認所有指示正常，所有指示參數(shù)正常，面板上沒有報警；檢查有無明顯的高溫、有無異常噪聲；確信通風柵無阻塞；調(diào)出測量的參數(shù)，觀察有無與正常值不符等。
2.2 UPS周檢項目：
周檢的主要內(nèi)容有：測量并記錄電池充電電壓、電池充電電流、 UPS三相輸出電壓、UPS輸出線電流。如果測量值與以前明顯不同，應記錄下新增負荷的大小、種類和位置等。
三、UPS的電池管理
電池是UPS的重要組成部分，在UPS的諸多故障中，有很大比例是由于電池問題引起的，電池性能的好壞直接影響到系統(tǒng)的可靠性。為了保證電池的服務壽命，除了維持正常溫度和日常的維護外，電池的自動管理是至關重要的因素。
UPS電源對電池自動管理包括自動均浮充轉(zhuǎn)換控制、電池預告警關機、定期自動維護、手動電池自檢等多項可提高電池使用壽命的先進功能，同時還具備電池故障檢測、電池放電后備時間預測及電池特征曲線管理。
3.1 自動均、浮充轉(zhuǎn)換
電池充電過程能自動根據(jù)電池電流實現(xiàn)均充、浮充自動轉(zhuǎn)換，設定的均充轉(zhuǎn)浮充判據(jù)為：I≤0.01C。
3.2 電池浮充電壓溫度補償：（以2V電池為例）
電池在浮充狀態(tài)下，浮充電壓可以根據(jù)溫度進行補償，溫度補償以20℃為中心點，在10℃-40℃內(nèi)全補償，計算公式：
溫度T>40，T=40；若T<10，T=10
電池平均單體電壓應調(diào)節(jié)為：V=V0+(20-T)×0.003
其中，V0為電池廠家給定的在20℃下的單體浮充電壓，可以根據(jù)不同電池在初次上電時進行設置，默認為2.23V。對均充電壓不補償，默認的單體均充電壓為2.35V。
3.3 均充限時
如果連續(xù)12小時處于均充狀態(tài)，控制系統(tǒng)將強制轉(zhuǎn)浮充狀態(tài)，此設置的條件是均充時間達到設定值時，自動轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)浮充狀態(tài)。
3.4 放電管理
設置電池放電的截止電壓為每單體電池1.8V，實際截止電壓會隨電池老化程度不同而在此值附近向下浮動，截止電壓為每單體電池1.8V的選取，已經(jīng)考慮到了大功率放電情況下電池容量的衰減。
3.5 UPS電池自動測試
UPS蓄電池的容量測試可人工測試或利用UPS的電池自動測試功能實現(xiàn)。人工測試的方法可參考直流供電系統(tǒng)中蓄電池的容量測試方法進行。下面對UPS的自動測試功能進行介紹。
該測試只有在以下情況下才能進行：
逆變器在運行；
逆變器不超載；
備用電源（旁路供電）存在并且符合要求；
逆變器與旁路電源同步；
電池必須充足電。
UPS電池自動測試功能根據(jù)以下三點設置：
時間間距（測試周期可設定為10天―150天）
電池自動測試的日期和時間
電池有問題時默認的報警方式
啟動電池測試時，整流器電壓將下降到電池組額定電壓以下，而在逆變器關機電壓以上，如果電池在規(guī)定負載和規(guī)定時間內(nèi)可以按要求放電，UPS就給出一個肯定的信號，表明電池是好的；如果電池在規(guī)定負載和規(guī)定時間內(nèi)不能按要求放電，UPS就給出一個否定的信號，表明電池需要更換。但這時由于整流/充電器電壓大于逆變器關機電壓值，故整流/充電器電壓仍然向逆變器供電，使輸出電壓并不間斷。
四、UPS常見故障處理
4.1 市電有電時，UPS出現(xiàn)市電斷電告警
可能原因：
市電輸入空開跳閘；
輸入交流線接觸不良；
市電輸入電壓過高、過低或頻率異常；
UPS輸入空開或開關損壞或保險絲熔斷；
UPS內(nèi)部市電檢測電路故障。
處理方法
檢查輸入空開。檢查輸入線路；
如市電異?？刹惶幚砘騿影l(fā)電機供電；
更換損壞的空開、開關或保險絲；
檢查UPS市電檢測回路。
4.2 市電正常時，UPS輸出正常；市電斷電后，負載也跟著斷電
可能原因
由于市電經(jīng)常低壓，電池處于欠壓狀態(tài)；
UPS充電器損壞，電池無法充電；
電池老化、損壞；
負載過載，UPS旁路輸出；
負載未接到UPS輸出；
長延時機型的電池組未連接或接觸不良；
UPS逆變器未啟動（UPS面板控制開關未打開），負載由市電旁路供電；
逆變器損壞，UPS旁路輸出。
處理方法
在市電電壓正常時對電池充足電；啟動發(fā)電機對電池充電；在UPS輸入端加穩(wěn)壓器；
檢查充電器。更換電池；
減少負載。將負載接到UPS的輸出；
檢查電池組是否接對、接好；
啟動逆變器對負載供電（打開面板控制開關）；
檢查逆變器。
4.3 UPS無法啟動
可能原因
電池長期放置不用，電壓低；
輸入交流、直流電源線未連接好；
UPS內(nèi)部開機電路故障；
UPS內(nèi)部電源電路故障或電源短路；
UPS內(nèi)部功率器件損壞。
處理方法
將電池充足電；
檢查輸入交流、直流線是否接觸良好；
檢查UPS開機電路；
檢查UPS電源電路；
檢查UPS內(nèi)部整流、升壓、逆變等部分的器件是否損壞。
4.4 UPS開機時，輸入空開跳閘
可能原因
輸入空開容量太小；
UPS內(nèi)部短路；
UPS內(nèi)部功率器件損壞；
用戶的市電空開有漏電保護。
處理方法
更換輸入空開；
檢查UPS內(nèi)部整流、升壓、逆變等部分的器件是否損壞；
檢查UPS內(nèi)部整流、升壓、逆變等部分的器件是否損壞；
更換為無漏電保護的空開。
4.5 UPS在正常使用時突然出現(xiàn)蜂鳴器長鳴告警
可能原因
用戶有大負載或大沖擊負載啟動；
輸出端突然短路；
UPS內(nèi)部逆變回路故障；
UPS保護、檢測電路誤動作。
處理方法
負載投入時按先大后小的順序；增大UPS的功率容量；
檢查UPS的輸出是否短路；
檢查UPS逆變器。檢查UPS內(nèi)部控制電路。
4.6 UPS工作正常但負載設備異常
可能原因
UPS輸出零地電壓過高；
UPS地線與負載設備地線沒接在同一點上；
負載設備受到異常干擾。
處理方法
檢查UPS接地，必要時可在UPS的輸出端零地間并一個1-3KΩ電阻；
將UPS地與負載地接到同一個點上；
重新啟動負載設備。
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