UPS及蓄电池的运行管理、维护操作和常见故障处理

UPS及蓄电池的运行管理、维护操作和常见故障处理

姜波，张俊峰，张思凡

国网孝感供电公司 湖北，孝感， 432000

摘要：UPS即不间断电源，是将蓄电池与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。直流蓄电池是变电站的重要组成部分，在交流失电的情况下，可为保护、自动化设备不间断供电。因此掌握UPS及蓄电池的运行管理、维护操作和故障处理措施很重要。

关键字：UPS；蓄电池；运行管理；维护；故障处理

1.UPS及蓄电池的运行管理、维护操作

1.1UPS的运行管理、维护操作

（1）加强日常巡视检查，力争做到每日巡视，填写相关记录

巡视检查内容包括：检查UPS室的空调是否正常、室内湿度是否满足要求，UPS的出风口湿度。检查整流模块、逆变模块、风扇、变压器、滤波器有无异常声响。UPS运行状态参数包括主路输入电压/电流，输出电压/电流，频率，电池状态，电池状态，电池电压/电流，告警历史记录等。记录UPS的输入/输出电压、输出电流、负载比率等，并与历史数据进行比对分析。观察UPS的控制面板上是否存在告警信息，防止告警信息未及时上传监控系统。一旦发现告警，立即根据告警的内容做出相应的处理，并及时报告技术主管，在巡视日常详细记录故障事件和相应的处理结果。

（2）定期开展UPS检查维护工作

清除UPS主机内部积灰，清洁/更换系统滤网，检测系统变压器、内部开关、接触器、线缆连接点温升，交流电输入主备用倒换试验，蓄电池定期充放电试验投运后，在前两看进行30%的核对性容量试验，从第3年开始每年一次进行全容量的放电试验。

1.2蓄电池的运行管理、维护操作

1.2.1投运之前的措施

（1）蓄电池选配。蓄电池“过放电”隐患取决于其容量选配。进行容量考虑时，除了对经常性直流负荷作计算外，还要虑事故照明等应急负荷，同时兼顾经济性。目前策略以8~10h放电率为宜，同一屏柜内不能有两个及以上的厂家产品，也不允许单体蓄电池容量有所差异。（2）充电电源规划。根据N-1冗余考量及风险分散思维，一般要引两路交流电来对一组蓄电池进行充电，以规避意外失电。3）辅助设施规划。使用在线系统来监控和管理蓄电池。

1.2.2投运时的做法

新蓄电池投运时，需要做好以下内容：（1）设置合理参数。主要是“浮充/均充电压”、“交流过压/欠压值”、“充电限流值”等，在对这些参数进行设置时要兼顾说明书规定与变电站实情.（2）必要的补充电。新投运的蓄电池可能搁置了一段时间，这时就需要执行补充电。

1.2.3投运之后的手段

运维良好可保证蓄电池物理性能的稳定。（1）做好环境温控。环境温度是蓄电池运行的敏感因素。应采用空调等手段来使蓄电池始终运行于22-25℃。（2）采集浮充电流。应基于合格区间，每日对蓄电池浮充电流进行记录和判断，若辨识出突变态，须立即分析和处置。（3）关注单体电压。应每月进行至少一次。（4）大充大放。为使电池容量的稳定性得到延续，每年须进行容量恢复试验。若蓄电池有经历较深度放电，则应进行补充充电(采用均衡方式)。（5）外观巡查。借助红外测温手段对蓄电池接线螺栓作发热研判；每月对蓄电池外观变形程度作辨识；每六个月观察连接导线和螺栓的松动/腐蚀情况。以上工作中若发现有异常，应马上安排处置。（6）趋势对照。应注意将长时间的与运行数据沿时间轴进行比对，以判断运行趋势的方向。（7）加强消防。应从最坏处着想，严格落实防火、防爆措施并编制详尽、合理的应急方案。

2.UPS及蓄电池常见故障及如何排查故障

2.1有市电时UPS输出正常，而无市电时蜂鸣器长鸣，无输出。

故障分析：从现象判断为蓄电池和逆变器部分故障，可按以下程序检查：（1）检查蓄电池电压，看蓄电池是否充电不足，若蓄电池充电不足，则要检查是蓄电池本身的故障还是充电电路故障。（2）若蓄电池工作电压正常，检查逆变器驱动电路工作是否正常，若驱动电路输出正常，说明逆变器损坏。（3）若逆变器驱动电路工作不正常，则检查波形产生电路有无PWM控制信号输出，若有控制信号输出，说明故障在逆变器驱动电路。（4）若波形产生电路无PWM控制信号输出，则检查其输出是否因保护电路工作而封锁，若有则查明保护原因；（5）若保护电路没有工作且工作电压正常，而波形产生电路无PWM波形输出则说明波形产生电路损坏。上述排故顺序也可倒过来进行，有时能更快发现故障。

2.2蓄电池电压偏低，但开机充电十多小时，蓄电池电压仍充不上去。

故障分析：从现象判断为蓄电池或充电电路故障，可按以下步骤检查：（1）检查充电电路输入输出电压是否正常；（2）若充电电路输入正常，输出不正常，断开蓄电池。再测，若仍不正常则为充电电路故障；（3）若断开蓄电池后充电电路输入、输出均正常，则说明蓄电池已因长期未充电、过放或已到寿命期等原因而损坏。

2.3逆变器功率级一对功放晶体管损坏，更换同型号晶体管后，运行一段时间又烧坏。

故障分析：主要是由于电流过大，而引起电流过大的原因有：（1）过流保护失效。当逆变器输出发生过电流时，过流保护电路不起作用；（2）脉宽调制（PWM）组件故障，输出的两路互补波形不对称，一个导通时间长，而另一个导通时间短，使两臂工作不平衡，甚至两臂同时导通，造成两管损坏；（3）功率管参数相差较大，此时即使输入对称波形，输出也会不对称，该波形经输出变压器，造成偏磁，即磁通不平衡，积累下去导致变压器饱和而电流骤增，烧坏功率管，而一只烧坏，另一只也随之烧坏。

2.4UPS开机后，面板上无任何显示，UPS不工作。

故障分析：从故障现象判断，其故障在市电输入、蓄电池及市电检测部分及蓄电池电压检测回路：

（1）检查市电输入保险丝是否烧毁；（2）若市电输入保险丝完好，检查蓄电池保险是否烧毁，因为某些UPS当自检不到蓄电池电压时，会将UPS的所有输出及显示关闭；（3）若蓄电池保险完好，检查市电检测电路工作是否正常，若市电检测电路工作不正常且UPS不具备无市电启动功能时，UPS同样会关闭所有输出及显示。（4）若市检测电路工作正常，再检查蓄电池电压检测电路是否正常。

2.5在接入市电的情况下，每次打开UPS，便听到继电器反复的动作声，UPS面板电池电压过低指示灯长亮且蜂鸣器长鸣。

故障分析：根据上述故障现象可以判断，该故障是由蓄电池电压过低，从而导致UPS启动不成功而造成的。拆下蓄电池，先进行均衡充电（所有蓄电池并联进行充电），若仍不成功，则只有更换蓄电池。

2.6一台后备UPS有市电时工作正常，无市电时逆变器有输出，但输出电压偏低，同时变压器发出较大的噪音。

故障分析：逆变器有输出说明末级驱动电路基本正常，变压器有噪音说明推挽电路的两臂工作不对称，检测步骤如下：（1）检查功率是否正常；（2）若功率正常，再检查脉宽输出电路输出信号是否正常；（3）若脉宽输出电路输出正常，再检查驱动电路的输出是否正常。

2.7在市电供电正常时开启UPS，逆变器工作指示灯闪烁，蜂鸣器发出间断叫声，UPS只能工作在逆变状态，不能转换到市电工作状态。

故障分析：不能进行逆变供电向市电供电转换，说明逆变供电向市电供电转换部分出现了故障，要重点检测：（1）市电输入保险丝是否损坏；（2）若市电输入保险丝完好，检查市电整流滤波电路输出是否正常；（3）若市电整流滤波电路输出正常，检查市电检测电路是否正常；（4）若市电检测电路正常，再检查逆变供电向市电供电转换控制输出是否正常。

2.8UPS只能由市电供电而不能转为逆变供电。

故障分析：不能进行市电向逆变供电转换，说明市电向逆变供电转换部分出现故障，要重点检测：（1）蓄电池电压是否过低，蓄电池保险丝是否完好；（2）若蓄电池部分正常，检查蓄电池电压检测电路是否正常；（3）若蓄电池电压检测电路正常，再检查市电向逆变供电转换控制输出是否正常。

3.结束语

人们有必要加强了解UPS及蓄电池的特性，正确UPS及蓄电池的运行管理、维护操作和常见故障处理，以保证其能够充分地发挥应有的作用。

参考文献：

[1]吴斌.探讨UPS电源及蓄电池选型配置维护保养[J].科学技术创新，2018（27）：58-59.

[2]王亮.浅谈UPS电源及蓄电池选型配置维护保养[J].中国新通信，2017，19（21）：158.