UPS電源的維護的探討

李鑫

摘要：本文介紹了UPS電源工作原理，針對UPS電源在使用中的維護和具有普遍性的故障處理進行了探討。

關鍵詞：UPS電源，檢修

隨著信息化技術的不斷發展，UPS電源的使用也越來越廣泛，安全可靠的電源已是管理人員不得不認真面對的重要問題。市電系統作為公共電網連接著成千上萬個各種各樣的負載，一些較大的感性、容性、開關電源等負載不僅從電網獲取電能，而且還會反過來對電網造成影響，造成市電電壓波形畸變或頻率漂移，從而影響負載的正常工作。

一、UPS電源工作原理

UPS即不間斷電源，是一種常用蓄電池儲能的設備，當市電輸入正常時，UPS將市電穩壓后供應給負載使用，此時的UPS就是一臺交流市電穩壓器，同時它還向機內電池充電;當市電停電時，UPS立即將機內電池的電能，通過逆變轉換向負載繼續供應220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。

UPS作為保護性的電源設備， UPS的效率、功率因數、轉換時間等都是表征UPS性能的重要參數，性能越好，保護能力越強，其次，影響蓄電池壽命的重要因素是環境溫度，UPS中的蓄電池有效工作溫度為20℃～25℃：并且溫度每升高或者降低10℃，其性能都會下降一半甚至更多，當環境溫度超過25℃之后，溫度每升高1℃，蓄電池壽命將縮短一年。保證電池服務壽命的最佳方案是盡量將環境溫度控制在20℃～25℃之間，以確保在市電停電后能長時間供電。

二、UPS的維護

UPS是較精密的設備，一般來說，單相輸入的UPS，必須考慮市電配電的三相均衡帶載問題，并且單相輸入的UPS不宜超過1OkVA，容量再大時應做成三相輸入、三相輸出形式，由于機房UPS的負載相對比較重要，因此，為了提高UPS供電系統的可靠性，常常會考慮采用并機方式運行，在正確使用的基礎上，還需定期地進行維護和保養，才能更好地延長其使用壽命。

（1）UPS主機的維護。

UPS主機的維護工作主要是定期除塵，在除塵的同時時要檢查各連接件和插接件有無松動和接觸不牢的情況，在線檢測單體蓄電池參數、確認電池組總電壓，單只電池電壓。

UPS在運行過程中，當UPS系統出現故障時，應先查明原因，分清是負載還是UPS系統;是主機還是電池組。雖說UPS主機有故障自檢功能，但要維修故障點，仍需做大量的分析、檢測工作;對主機出現擊穿、斷保險或燒毀器件的故障，一定要查明原因并排除故障后才能重新啟動，否則會接連發生相同的故障; 不能把不同容量、不同性能、不同廠家的電池聯在一起，否則可能會對整組電池帶來不利影響。對壽命已過期的電池組要及時更換。

（2）UPS放電維護

首先確認UPS設備運行正常并且沒有報警狀態，排除意外停電可能引起的誤操作，然后斷掉UPS市電輸入空開，時刻觀察UPS放電時電池的容量。當放電到70%---80%，就可以停止放電，恢復市電供電，UPS電池放電需要一年4次放電，以保護電池的穩定性。

（3）蓄電池維護

蓄電池是UPS設備的支柱之一，因此對蓄電池的正確維護顯得尤為重要。當UPS和電池相連時，請保證UPS能夠及時地給電池充電，以避免電池深度放電并造成永久損壞，對于10-15KVA系統，此時間不應超過72小時或3天;對于20-40KVA系統此時間不應超過96小時或4天。

要定期（6個月左右）檢查UPS電源內電池組的端電壓，若電池端電壓較低時就需要進行維護。蓄電池組應在0℃～30℃的環境中使用，溫度過高時，蓄電池壽命將大大縮短;溫度過低時，蓄電池可釋放的容量將大大減少。蓄電池存放一段時間后要進行充電，對于UPS長期處于市電供電而很少用電池供電的情況，要定期讓蓄電池進行充放電。造成電池容量下降、內阻增大等老化現象的主要原因不外乎是在電池循環充放電過程中.由于極板的極化、水分的揮發及長時間不進行充放電所造成。實際上，過高的環境工作溫度是導致密封電池服務壽命縮短的首要原因。

蓄電池深度放電時對電池有很大的影響，一般情況下要避免電池深度放電。此外，UPS最好不要一直處于滿載和輕載狀態下運行，一般選取額定容量的50%～80%為宜。平時每組電池中應有幾只電池作標示電池，作為了解全電池組工作情況的參考，對標示電池應定期測量并做好記錄。

三、UPS的常見故障及其排除

（1）有市電時UPS輸出正常，而無市電時蜂鳴器長鳴，無輸出。

故障分析：從現象判斷為蓄電池和逆變器部分故障，可按以下程序檢查：

檢查蓄電池電壓，看蓄電池是否充電不足，若蓄電池充電不足，則要檢查是蓄電池本身的故障還是充電電路故障。

若蓄電池工作電壓正常，檢查逆變器驅動電路工作是否正常，若驅動電路輸出正常，說明逆變器損壞。

若保護電路沒有工作且工作電壓正常，而波形產生電路無PWM波形輸出則說明波形產生電路損壞，上述排故順序也可倒過來進行，有時能更快發現故障。

（2）蓄電池電壓偏低，但開機充電十多小時，蓄電池電壓仍充不上去。

故障分析：從現象判斷為蓄電池或充電電路故障，可按以下步驟檢查：

檢查充電電路輸入輸出電壓是否正常;

若充電電路輸入正常，輸出不正常，斷開蓄電池

再測，若仍不正常則為充電電路故障;

若斷開蓄電池后充電電路輸入、輸出均正常，則說明蓄電池已因長期未充電、過放或已到壽命期等原因而損壞。

（3）、UPS開機后，面板上無任何顯示，UPS不工作。

故障分析：從故障現象判斷，其故障在市電輸入、蓄電池及市電檢測部分及蓄電池電壓檢測回路：

檢查市電輸入保險絲是否燒毀;

若市電輸入保險絲完好，檢查蓄電池保險是否燒毀，當自檢不到蓄電池電壓時，會將UPS的所有輸出及顯示關閉;

若蓄電池保險完好，檢查市電檢測電路工作是否正常，若市電檢測電路工作不正常且UPS不具備無市電啟動功能時，UPS同樣會關閉所有輸出及顯示。

若市檢測電路工作正常，再檢查蓄電池電壓檢測電路是否正常。

（4）在接入市電的情況下，每次打開UPS，便聽到繼電器反復的動作聲，UPS面板電池電壓過低指示燈長亮且蜂鳴器長鳴。

根據上述故障現象可以判斷：該故障是由蓄電池電壓過低，從而導致UPS啟動不成功而造成的。拆下蓄電池，所有蓄電池并聯進行充電），若仍不成功，則只有更換蓄電池。

（5）在市電供電正常時開啟UPS，逆變器工作指示燈閃爍，蜂鳴器發出間斷叫聲，UPS只能工作在逆變狀態，不能轉換到市電工作狀態。

故障分析：不能進行逆變供電向市電供電轉換，說明逆變供電向市電供電轉換部分出現了故障，要重點檢測：

市電輸入保險絲是否損壞;

若市電輸入保險絲完好，檢查整流濾波電路輸出是否正常;

若市電整流濾波電路輸出正常，檢查檢測電路是否正常;

若市電檢測電路正常，再檢查逆變供電向市電供電轉換控制輸出是否正常。

（6）、UPS只能由市電供電而不能轉為逆變供電。

故障分析：不能進行市電向逆變供電轉換，說明市電向逆變供電轉換部分出現故障，要重點檢測：

蓄電池電壓是否過低，蓄電池保險絲是否完好;

若蓄電池部分正常，檢查蓄電池電壓檢測電路是否正常;

若蓄電池電壓檢測電路正常，再檢查市電向逆變供電轉換控制輸出是否正常。

四、結束語

綜上所述，隨著UPS不間斷電源技術的不斷更新及智能監控系統日益提升，UPS電源對機房設備進行有效的保護，但巡查和維護仍舊是不可或缺的，及時發現設備存在的隱患，減少運行中的故障。

參考文獻

[1]李成章 .智能化UPS供電系統原理與維修.電子工業出版社。2018（1）.

[2]張乃國.UPS供電系統應用手冊.