UL33系列UPS系統(tǒng)的使用與維護(hù)

唐 龍

（大連地鐵運(yùn)營有限公司，遼寧 大連 116113）

UL33系列UPS系統(tǒng)的使用與維護(hù)

唐 龍

（大連地鐵運(yùn)營有限公司，遼寧 大連 116113）

敘述了UL33系列UPS系統(tǒng)的設(shè)備組成、使用功能以及日常的一些基本維護(hù)。UPS系統(tǒng)是艾默生公司的電源產(chǎn)品，該公司是全球最悠久的跨國公司之一，經(jīng)營領(lǐng)域涉及廣泛，主要使用在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、醫(yī)療系統(tǒng)等對電源可靠性要求較高的地方。目前，大連地鐵通信專業(yè)也在使用該產(chǎn)品用于給交流設(shè)備供給不間斷電源。根據(jù)運(yùn)營多年的實(shí)際情況來看，UPS系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠、安全性能卓越、綠色節(jié)能環(huán)保，對保障地鐵通信設(shè)備安全運(yùn)行起到重要作用和意義。

通信；工作原理；系統(tǒng)功能；維護(hù)保養(yǎng)

0 引言

UPS設(shè)備有穩(wěn)定電壓、電頻的作用，在使用時(shí)不受上一級外電網(wǎng)設(shè)備干擾，UPS交流輸出輸入需要連接到交流配電屏，由交流配電屏集中給用電設(shè)備供電。在市電引入出現(xiàn)問題故障時(shí)，連接在UPS上的蓄電池可持續(xù)為負(fù)載設(shè)備供電。UPS可以通過工作站遠(yuǎn)程發(fā)送任務(wù)，可實(shí)現(xiàn)不到現(xiàn)場就可以對UPS設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控操作，其先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)和隔離地變壓器為用電設(shè)備提供了穩(wěn)定、無污染的電流，并且UPS設(shè)備日常維護(hù)、維修操作比較簡單，內(nèi)部零器件運(yùn)行平穩(wěn)，發(fā)生故障率較低，在使用中大大減少了人力、物力的損耗。

1 系統(tǒng)組成

UPS主機(jī)中包括整流器和逆變器，這兩種器件有把交流電變直流再變回交流電的功能，在兩種器件之間還連接著蓄電池組，市電通過整流器變?yōu)橹绷麟姶鎯υ谛铍姵刂校谑须姅嚯娀蛘甙l(fā)生異常情況時(shí)可作為備用電臨時(shí)使用。主路輸入電源分為三路組成，正常情況下市電由主路進(jìn)入，在主路發(fā)生異常時(shí)，市電由旁路給負(fù)載設(shè)備供電，當(dāng)UPS年檢進(jìn)行大修時(shí)，可切換到維修旁路對負(fù)載設(shè)備進(jìn)行供電。

2 UPS工作原理

2.1 UPS基本原理

主路市電進(jìn)入U(xiǎn)PS通過整流、逆變源源不斷的為負(fù)載設(shè)備供給安全可靠的電流，同時(shí)整流器將市電轉(zhuǎn)化為直流電不斷地為蓄電池進(jìn)行浮充。

市電輸入從主路空氣斷路器進(jìn)入，經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部熔斷器，由變壓器降壓，把三相交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電，同時(shí)，外接的蓄電池也接受整流器轉(zhuǎn)化過來的直流電進(jìn)行充電。UPS通過DSP技術(shù)輔助延時(shí)啟動機(jī)制對電路進(jìn)行全數(shù)字控制，該方案能夠在延長電池壽命的前提下，減小蓄電池充電紋波，并提高系統(tǒng)的直流母線電壓穩(wěn)定性，提高抗沖擊能力。

2.2 蓄電池接入

UPS內(nèi)部有輸出熔斷器及檢測開關(guān)，通過上述兩個(gè)部件連接到蓄電池，當(dāng)檢測開關(guān)檢測到蓄電池充電發(fā)生問題時(shí)，UPS會通過熔斷器自動脫開蓄電池。

2.3 逆變器工作

逆變器通過數(shù)字控制技術(shù)與功率開關(guān)器件結(jié)合使用，把電源變成三相交流電。負(fù)載設(shè)備通過變壓器、空開、熔斷器的各項(xiàng)功能實(shí)現(xiàn)設(shè)備與UPS輸入端分開。

2.4 旁路輸出

輸入電源可以通過旁路靜態(tài)開關(guān)從旁路回路向負(fù)載供電。

3 系統(tǒng)功能與工作模式

3.1 系統(tǒng)功能

3.1.1 不停電功能

UPS具有不停電功能，可以解決外電網(wǎng)停電問題，當(dāng)外電網(wǎng)交流電正常工作時(shí)，向UPS輸入平穩(wěn)的交流電源，UPS一方面向蓄電池充電，同時(shí)又向負(fù)載供給潔凈的交流電，在市電斷電等電網(wǎng)故障時(shí)，利用蓄電池化學(xué)能作為后備能量，由蓄電池組經(jīng)逆變器向負(fù)載供電。

3.1.2 交流穩(wěn)壓、凈化、管理功能

這三種功能可以很好地解決網(wǎng)壓劇烈波動、電網(wǎng)與電源污染、交流動力維護(hù)等問題。

3.1.3 手/自動切換旁路功能

UPS電源采用在線雙變換式工作方式，在正常情況下由外電源輸入經(jīng)UPS整流、逆變后輸出380 V交流電源為負(fù)載供電；當(dāng)UPS出現(xiàn)故障時(shí)，才自動/手動切換至旁路供電方式。UPS采用主路跟蹤旁路頻率和相位的設(shè)計(jì)，能保證經(jīng)整流、逆變后的交流電源與外供交流電源相同。

3.1.4 智能化蓄電池管理功能

UPS能夠?qū)崿F(xiàn)定期對蓄電池組進(jìn)行浮充、均充轉(zhuǎn)換，蓄電池組自動溫度補(bǔ)償及電池組放電記錄等功能。根據(jù)負(fù)載電流的大小自動調(diào)節(jié)蓄電池的終止放電電壓，實(shí)現(xiàn)保護(hù)蓄電池的功能。

3.1.5 事件查詢功能

UPS狀態(tài)信息主要分為兩類，當(dāng)前事件狀態(tài)信息和歷史事件狀態(tài)信息，當(dāng)前事件狀態(tài)信息是指 UPS當(dāng)前正存在的狀態(tài)信息，以及剛剛對UPS所發(fā)生的事件信息。該信息按照發(fā)生時(shí)間的先后實(shí)時(shí)顯示在液晶的當(dāng)前事件及告警子窗口。若UPS的某一狀態(tài)發(fā)生改變或再次發(fā)生同一事件，對應(yīng)的狀態(tài)及事件信息將從當(dāng)前事件及告警子窗口中消失，成為歷史記錄信息。歷史事件狀態(tài)信息是指UPS曾經(jīng)發(fā)生，當(dāng)前不再存在的狀態(tài)信息，或前一次發(fā)生的同一事件信息。該類信息按照發(fā)生時(shí)間的先后實(shí)時(shí)保存在UPS的歷史記錄中。

3.2 供電模式

3.2.1 市電逆變供電模式

在市電引入到主路正常情況下，系統(tǒng)自身由整流器和逆變器提供高質(zhì)量的交流電，同時(shí)還為蓄電池周期性的進(jìn)行浮充充電。

3.2.2 蓄電池供電模式

在外電網(wǎng)出現(xiàn)故障或是欠壓時(shí)，市電無法滿足UPS連接負(fù)載所需電壓，此時(shí)，由UPS外接蓄電池進(jìn)行供電，當(dāng)外電網(wǎng)故障處理完成恢復(fù)正常后，UPS由蓄電池供電自動跳轉(zhuǎn)到主路逆變供電。

3.2.3 靜態(tài)旁路供電模式

當(dāng)主路整理器或逆變器發(fā)生故障停止工作時(shí)，系統(tǒng)會自動把市電經(jīng)靜態(tài)旁路向所帶負(fù)載進(jìn)行供電，故障恢復(fù)后，轉(zhuǎn)入正常主路逆變工作模式。當(dāng)UPS發(fā)生重大故障關(guān)機(jī)時(shí)，逆變器會自行關(guān)機(jī)，如果需要將市電恢復(fù)到主路供電，需要手動啟動逆變器恢復(fù)主路供電狀態(tài)。

3.2.4 維修旁路供電模式

UPS在工作一至兩年后，后對其內(nèi)部器件進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)，此時(shí)，為避免工作人員發(fā)生觸電危險(xiǎn)，需要手動把UPS切到維修旁路。為避免負(fù)載供電中斷，操作前，需要確認(rèn)UPS顯示屏無任何告警狀態(tài)提示。在保養(yǎng)過后，恢復(fù)正常主路逆變供電模式。

3.2.5 聯(lián)合逆變供電模式

當(dāng)外電網(wǎng)欠壓時(shí)，主路電壓不足以提供負(fù)載所需，蓄電池會與市電一起對負(fù)載進(jìn)行供電，直到市電電壓恢復(fù)正常后，蓄電池停止供電，恢復(fù)正常供電狀態(tài)。

4 維護(hù)與保養(yǎng)

4.1 日檢

日檢需要對UPS狀態(tài)及面板上的指示燈和蜂鳴器進(jìn)行檢查，查看是否有實(shí)時(shí)告警，確認(rèn)整流器逆變器工作狀態(tài)是否正常，檢查交流供電情況，看是否有超壓超頻的跡象，查看UPS歷史告警記錄。同時(shí)，還要對UPS風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行檢查，適當(dāng)調(diào)節(jié)機(jī)房空調(diào)溫度，不要超過40度，確保UPS內(nèi)部散熱正常；查看機(jī)房溫濕度計(jì)，如發(fā)現(xiàn)濕度超過90%，需立即打開除濕機(jī)對機(jī)房濕度進(jìn)行處理；最后，對 UPS表面灰塵進(jìn)行處理，用吸塵器吸去表面紙屑灰塵。

4.2 周檢

UPS周檢內(nèi)容包括對UPS三相輸入電的電流、電壓和蓄電池充放電電流、電壓進(jìn)行記錄，與同期的測量值數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，查看是否存在較大的變化。

4.3 年檢

UPS年檢主要分為兩個(gè)部分，一是對UPS蓄電池進(jìn)行一次充放電，其次對UPS內(nèi)部元件進(jìn)行一次檢查維護(hù)。

UPS外接蓄電池都為鉛酸性蓄電池，對蓄電池的放電，需要每年進(jìn)行一次，UPS充放電根據(jù)蓄電池電池容量來進(jìn)行計(jì)算，一般需要放出蓄電池容量的40%左右，放電結(jié)束后，使UPS對整組蓄電池進(jìn)行一次大規(guī)模的均充，來激活蓄電池，以提高化學(xué)活性，延長蓄電池使用壽命。

對UPS內(nèi)部元件的檢查，需要將UPS切換到維修旁路對負(fù)載進(jìn)行供電，同時(shí)，關(guān)閉主路輸入、輸出、旁路輸入和蓄電池輸入開關(guān)，確定整流器，蓄電池和旁路輸入沒有電壓。這時(shí)，可以打開UPS保護(hù)面板，對其內(nèi)部元器件進(jìn)行檢查，其中包括：電容器有無漏液、變形現(xiàn)象；內(nèi)部元件是否溫度過高，有無損壞；檢查電纜是否老化，磨損；檢查電路板接頭是否牢固，并用吸塵器除去電路板上的灰塵。年檢結(jié)束后，按步驟重新啟動UPS，待UPS由主路逆變對負(fù)載進(jìn)行供電后，工作人員方可離開現(xiàn)場。

5 結(jié)語

目前，通信電源設(shè)備是供給整個(gè)通信系統(tǒng)的能源基礎(chǔ)，對保證通信的質(zhì)量也有著重要的影響，現(xiàn)在在城市軌道交通行業(yè)越來越多的使用了現(xiàn)代化電源技術(shù)。UL33系列UPS系統(tǒng)在工作原理、功能和運(yùn)行模式上都符合現(xiàn)代通信電源技術(shù)的應(yīng)用，隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，UPS在通信電源中的應(yīng)用也將更加廣泛。

[1] 東軟集團(tuán)股份有限公司. 大連地鐵工程專用通信系統(tǒng)電源系統(tǒng)操作手冊[Z].

[2] 東軟集團(tuán)股份有限公司. 大連地鐵工程專用通信系統(tǒng)電源系統(tǒng)維護(hù)手冊[Z].

Usage and Maintenance of UPS in UL33 Series System

TANG Long
(Dalian Subway Operation Co. Ltd, Dalian 116113, China)

This paper describes the equipment composition, functions and the maintenance of UL33 series-UPS system, a power supply product by Emerson Company, one of the oldest multinational companies whose business scope covers ground, mainly for the systems with high requirement of power supply reliability, such as network system, medical systems, etc. At present Dalian subway communication mainly uses this product for uninterrupted power supply for AC equipments. According to the actual situation of years‘ operation, UPS system is in possession of stable and reliable operation, excellent safety performance, energy conservation and environmental protection playing the key role on the safe operation of subway communication equipments.

communication; operating principle; system function; maintenance

TN86

B

1008-2395(2017)03-0005-03

2017-04-10

唐龍（1988-），男，初級助理工程師，研究方向：通信電源。