不间断电源供电故障分析与解决措施

 不间断电源供电故障分析与解决措施

范中慧

新疆生产建设兵团广播电视台新疆乌鲁木齐市单位邮编：830002

摘要：不间断电源应用于多个领域，是一种重要的蓄能装置。该电源有着较高的故障发生率，主要是电阻器、电容器、继电器模块等失效引起的。详细分析这些故障，提出了一些检测方法，以期为该领域工作提供借鉴。

关键词：不间断电源；供电故障分析；解决措施

1在线UPS工作原理

设备通常采取在线常态运行模式，即逆变器处于正常工作状态时，无论市电是否供电或处于何种供电模式，UPS电源会一直保持工作，并围绕负载端的需求持续输出。当市电处于工作模式时，经滤波后的交流电会通过整流器同步变换成直流电，此后逆变器会根据用电设备的实际需求将稳压直流电转换成稳定、持续的交流电，并直接供应给使用端设备，同时通过充电装置同步给蓄电池组进行持续充电。当市电供能出现异常时，由蓄电池组进行供电。此时，逆变器将稳压的直流电转换为可供使用的交流电，并输出到使用端负载。市电供能异常情况下UPS的基本工作模式如图1所示。

图1　市电供能异常情况下UPS的基本工作模式

根据在线UPS的基本工作原理，当UPS处于正常状态时，市电供电不仅为负载提供可持续电能，而且还同步对UPS的蓄电池组进行正向充电。此时逆变器发挥稳压作用，为负载用电安全提供保证。而当市电断电或异常时，蓄电池组可以无缝衔接为负载供电，保证正常运行。

2 UPS不间断电源供电原理概述及故障产生原因

2.1 UPS不间断电源的系统构成

①主要电源供电。该模式是UPS系统正常状态下的工作模式，在这一状态运行下，荷载的电源流经整个变电供电器，在供电的同时为整组蓄电池进行充电。

②静态旁路供电。在这一状态下，两组UPS间的电压输出发生了问题，使得这一状态下的静态开关自动地进行闭合，在对目标负载不间断的情况下切换为第二电源回路供电模式。

③蓄电池供电。这一状态下的供电是当两组电源同时中断的情况下应用的应急工作模式，在这一环节中，可以通过针对设备优先级的设置完成有关供电优先的操作。

2.2 UPS电源供电故障及原因分析

① UPS系统电阻器失效。不间断电源系统中存在许多电阻元器件。运行过程中，由于电阻元器件容易产生热量而导致工作温度较高，易使电阻元器件失效。所以，电阻器失效故障是最常见的故障之一。

②　UPS系统电容器失效。在不间断电源系统运行时，由于电容器在长期使用过程中容易出现击穿或参数退化问题，从而导致电容器失效。电容器失效也是不间断电源系统最常见的故障之一。

③UPS系统继电器模块失效。继电器模块失效主要有以下几种情况。第一，当继电器模块出现故障时，会使继电器线圈出现短路或断路情况，驱动三极管会遭到破坏，使继电器模块失效；第二，继电器的三极管出现短路情况时，继电器无法正常断开，使其长期处于吸合状态，从而使继电器模块失效；第三，如果继电器触点接触不良，则不间断电源会因接触不良使继电器无法长期正常稳定工作，从而导致继电器模块失效。

3不间断电源供电故障解决措施

3.1有关UPS不间断电源的方案选择

①通过对UPS端口的通信模块将其接入中控系统在实际的UPS操作过程中，可以通过将不间断电源系统并联在DCS终端上的方式实施远程的信息进行在线的监控工作。这一方案在读取、传递原有UPS系统内储存的信息、资料方面具备明显优势；但是，由于UPS系统和DCS系统的生产厂家间的区别，使得很多中控系统无法在系统上识别UPS应用软件，或即使识别了也会对系统运行的稳定性造成不同程度的影响，系统间匹配难度较大，具有较大的实操风险。

②将UPS系统中的预警模块的开关预支进行串联，将系统内各故障的报警信号整合接入DCS系统在这一方法中，接入DCS系统总的为“无源”信号开关，由此，在实际的工程设计过程中DCS系统中设有预留的开关信号模块，能够较好的满足实际的硬件接入要求；与此同时，在该系统的软件配合方面，该DCS系统软件内已加设了预警记忆和报警输出模块，这一模块的增加不仅仅在很大程度内提升了其传输信号的稳定性，并能在一定限度内详细的进行有关UPS信息的读取、记忆功能。

3.2 UPS电源供电故障解决方法

①观察法。观察法主要是通过看、听、嗅、摸等方式对UPS电源故障发生部位以及原因进行诊断。

“看”是对UPS电源故障最直接的观察分析。“看”主要是通过以下步骤对故障进行分析：第一，查看UPS电源是否存在短路现象；第二，观察UPS系统中的线路是否老化；第三，查看UPS元器件是否完好，主要观察系统中各个元器件是否存在异常现象；第四，观察UPS电源系统中电路各个连接点是否连接紧密，确保无松动现象。

“听”主要是通过不间断电源在运行过程是否存在异常声音，从而判定故障。在不间断电源运行时，有许多元器件会发出声音。因此，观察者可以根据这些元器件发出的声音特点确定故障发生的部位及原因。

“嗅”主要是检测电源系统各个元器件和电路中是否产生异常气味，如果有，则根据异常气味发出的部位确定故障发生的位置。

“摸”主要是技术人员通过用手触摸电源系统中的元器件，以查看这些器件是否存在异常情况。但是，无经验者不适合采用此方法，因为电源系统中有许多带电或高温装置，只有有经验的技术人员才能有效避免这些装置给人身造成的伤害。

②分级压缩测试法。如果出现的故障无法用观察法直接找出，可以采用分级压缩测试法。此方法主要是对UPS电源进行逐步检测分析，逐渐缩小查找范围，进而找到故障发生位置。通常情况下，分级压缩测试法划分为静态和动态测试法。静态测试法主要是通过测量电源系统中电路的阻值，从而判定检测的电路是否发生故障。动态测试法主要是通过测量电源系统中电路的电压、电流等参数，判定电路是否正常。由于分级压缩测试法主要是对电路的阻值、电压、电流等参数进行测试分析，因此测试点通常是电源系统中各个元器件的输入和输出端。

3.3 UPS不间断电源系统优化方案的实施

根据上述研究、对比，认为第二项方案相对更加具备一定的可实操性，并在操作的难易程度、风险控制等部分远远优于第一项优化方案，所以在实际的优化过车中选择方案二进行有关UPS不间断电源系统的优化工作。与此同时，在实际的优化工作中，具体的操作人员可以通过对UPS预警输出设备上的基础参数设置、电压控制（例如，基础触点的电气参数控制在220+-5伏左右；DCS系统的电压应控制在DC24+-0.05伏上下），在满足接入条件的前提下进行操作；同时，在传统的公共预警设置过程中设置包括低电量预警、负载异常预警、系统维护预警等大范围的预警模式，并针对各种突发事件做出相应的预警、反应。

结语：

通过对不间断电源供电系统研究分析可知，UPS在供电过程中容易出现电阻器、电容器、继电器模块等失效问题。由于不间断电源对电源的稳定性具有重要作用，因此发生时需要快速维修，以减少因故障而产生的损失。技术人员可以通过采用观察法和分级压缩测试法快速找到故障原因，从而有针对性地开展维修工作。

参考文献：

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