艾默生UPS電源6KVA

時(shí)間：2018-07-30作者：北京金業(yè)順達(dá)科技有限公司瀏覽：100

艾默生UPS電源6KVA

中小型UPS電源的故障與對(duì)策

    隨著UPS電源應(yīng)用范圍的日益擴(kuò)大，在工作中存在的問(wèn)題也不斷出現(xiàn)，其中有些是UPS電源本身的原因，如整體設(shè)計(jì)不夠合理，元器件質(zhì)量欠佳等，也有人為造成的，如使用不恰當(dāng)，維護(hù)不合理等。本文就“與使用者有關(guān)的UPS故障的起因及對(duì)策”進(jìn)行探討，這些問(wèn)題容易被使用者所忽略，但是它對(duì)UPS的正常運(yùn)行起著重要的作用。本文敘述的是當(dāng)前應(yīng)用較廣的帶有旁路及靜態(tài)開(kāi)關(guān)的在線式UPS。
 
UPS電源案例

常見(jiàn)的UPS故障及對(duì)策圖1中小型UPS的組成

(1)UPS不能正常起動(dòng)典型的中小型UPS組成如圖1所示，在正常情況下，只要合上輸入開(kāi)關(guān)，UPS便自動(dòng)工作在旁路供電方式(圖1虛線)，這時(shí)負(fù)載由市電直接提供電源。當(dāng)發(fā)出UPS起動(dòng)命令后，UPS開(kāi)始起動(dòng)，約1分鐘后自動(dòng)由旁路供電方式轉(zhuǎn)為逆變器供電方式(正常工作方式)。UPS不能正常起動(dòng)的原因除機(jī)器內(nèi)部的因素外，使用者首先應(yīng)檢查輸入電壓是否正常；對(duì)于三相輸入的UPS，還要檢查是否“缺相”。因?yàn)樵赨PS內(nèi)部有一個(gè)檢測(cè)電路時(shí)刻對(duì)輸入電壓進(jìn)行監(jiān)視，若存在“缺相”，輸入電壓的三相平均值必然**正常值的?下限，檢測(cè)電路便發(fā)出信號(hào)封鎖UPS的起動(dòng)，若檢查輸入電壓正常，UPS仍未起動(dòng)，對(duì)于單相輸入的UPS要檢查輸入電壓的火線與零線接線是否接反；對(duì)于三相輸入的UPS則要檢查其輸入電壓的相序是否正確。

(2)UPS起動(dòng)后不能正常轉(zhuǎn)換出現(xiàn)這種現(xiàn)象較大的可能是此時(shí)旁路電壓**出其允許范圍。UPS對(duì)于其輸入電壓的允許范圍是比較寬的，一般為額定值的＋10％～－20％的范圍內(nèi)，但其旁路電壓的允許范圍只允許在其額定值的＋10％～－10％范圍內(nèi)。由此就出現(xiàn)了UPS雖然能夠起動(dòng)卻不能轉(zhuǎn)換到正常工作方式。出現(xiàn)不能正常轉(zhuǎn)換的情況，首先應(yīng)檢查當(dāng)時(shí)的市電電壓(旁路電壓)是否**出其允許范圍，如已**出，則*做任何處理，只要市電電壓進(jìn)入其允許范圍，UPS就會(huì)自動(dòng)地轉(zhuǎn)換到正常工作方式。如檢查的結(jié)果證實(shí)市電電壓在允許范圍內(nèi)，可能是隨著UPS使用時(shí)間的延長(zhǎng)，其內(nèi)部控制電路的某些參數(shù)發(fā)生了漂移，使得旁路電壓的允許范圍變小。這時(shí)需要對(duì)UPS內(nèi)部的某些參數(shù)作必要的調(diào)整(較好由UPS的專業(yè)人員進(jìn)行)。

(3)UPS在運(yùn)行中頻繁地轉(zhuǎn)換到旁路供電方式UPS一般運(yùn)行在正常工作方式，但是在某些情況下就會(huì)轉(zhuǎn)到旁路供電方式。如當(dāng)UPS本來(lái)負(fù)載就比較重，再起動(dòng)其它的負(fù)載，UPS就因“過(guò)載”而轉(zhuǎn)到旁路，等負(fù)載的沖擊電流過(guò)去后，UPS又自動(dòng)轉(zhuǎn)換到正常工作方式，這種情況的頻繁出現(xiàn)對(duì)UPS的穩(wěn)定工作是不利的，應(yīng)做相應(yīng)處理。在接有多臺(tái)微機(jī)及打印機(jī)等負(fù)載時(shí)，若在UPS的輸出端安裝一個(gè)開(kāi)關(guān)集中控制這些負(fù)載的起動(dòng)及停止是不恰當(dāng)?shù)?。圖2微機(jī)起動(dòng)過(guò)渡過(guò)程圖2是進(jìn)行微機(jī)起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)的全部過(guò)渡過(guò)程，該過(guò)程表明，微機(jī)在開(kāi)機(jī)瞬間的負(fù)載量比較大，隨著加電時(shí)間的延長(zhǎng)，其負(fù)載量逐漸趨于正常值。經(jīng)計(jì)算，微機(jī)在開(kāi)機(jī)瞬間的負(fù)載量約是正常工作時(shí)負(fù)載量的2～3倍。這樣的控制方式在加載的瞬間必然造成UPS的過(guò)載而轉(zhuǎn)換到旁路。為了避免其發(fā)生，有兩種辦法：一是仍采用集中控制設(shè)備起停，但必須在旁路方式下進(jìn)行，待設(shè)備起動(dòng)之后再起動(dòng)UPS。由于旁路工作方式的過(guò)載能力較強(qiáng)，躲開(kāi)了集中加載瞬間所產(chǎn)生的沖擊電流。二是在正常工作方式的情況下加載，但由于逆變器的過(guò)載能力較弱，此時(shí)不能采用“集中加載”的方法，應(yīng)逐步加載以分散加載時(shí)的沖擊電流。

(4)UPS逆變器驅(qū)動(dòng)管損壞使用者如何減少或避免這種故障的發(fā)生：①慎重選擇UPS的負(fù)載，較好不帶大功率可控硅負(fù)載、含可控硅橋式整流器及半波整流器等非線性負(fù)載。圖3單相橋式整流器輸入輸出電壓波形圖3是單相橋式半控整流器電路及輸入輸出電壓形圖。當(dāng)可控硅未被觸發(fā)時(shí)，UPS的輸出io電流為零，可控硅一旦被觸發(fā)，UPS的輸出電流突然由零上升至一個(gè)很大的值，可控硅的控制角(α)不同，其觸發(fā)時(shí)UPS輸出電流的上升值也不同；當(dāng)控制角α接近90°時(shí)，UPS突然增大的輸出電流將達(dá)到其較大值。UPS帶上這樣的負(fù)載，就相當(dāng)于在其輸出端不斷地進(jìn)行從零到數(shù)倍輸出負(fù)載量的階躍式脈沖加載和減載操作，顯然這種情況對(duì)于逆變器的工作是不利的。②UPS在工作時(shí)電池組未接入或接入的電池組嚴(yán)重失效。蓄電池不僅能夠儲(chǔ)存電能，在UPS的工作中還相當(dāng)于一個(gè)容量很大的電容器，起到穩(wěn)定直流母線電壓的作用。如果電池組未接入或接入的電池嚴(yán)重失效，則UPS工作時(shí)其逆變器輸入端的直流母線電壓就不穩(wěn)定，當(dāng)UPS突加或突減負(fù)載時(shí)尤為明顯，這種不良情況容易造成逆變器驅(qū)動(dòng)管損壞。

 
(5)當(dāng)市電中斷時(shí)，蓄電池不能維持對(duì)負(fù)載供電當(dāng)市電中斷，UPS立即關(guān)機(jī)，從而造成負(fù)載供電中斷，這是由于蓄電池失效或其性能嚴(yán)重變壞，以致當(dāng)市電中斷時(shí)，蓄電池沒(méi)有足夠的能量來(lái)維持對(duì)負(fù)載供電。此時(shí)只要將不良蓄電池更換就可恢復(fù)正常。在檢查蓄電池時(shí)，不能以測(cè)量蓄電池空載時(shí)端電壓的高低來(lái)衡量其好壞，而應(yīng)讓它稍帶負(fù)載，視其端電壓變化。圖412V、24AH蓄電池放電曲線圖4是一條12V、24Ah蓄電池的放電曲線，其放電電流為16A。從曲線可以看到，在蓄電池空載時(shí)，其端電壓為12.6V，一旦放電開(kāi)始，其端電壓突降，正常的蓄電池大約突降0.8V后端電壓在一定的時(shí)間內(nèi)基本保持不變；當(dāng)蓄電池失效或性能嚴(yán)重變壞時(shí)，其空載端電壓雖然基本正常，但只要放電，其端電壓就會(huì)大幅度下降，下降幅度往往**出蓄電池的允許范圍。檢查蓄電池時(shí)，蓄電池帶的負(fù)載值與蓄電池容量有關(guān)，推薦以蓄電池額定容量的70％作為放電電流值。如一節(jié)12V、24Ah的蓄電池可以讓其在16A下放電，測(cè)量其端電壓**10V時(shí)則認(rèn)為該蓄電池已經(jīng)失效。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于蓄電池不能正常工作而引起的故障大約占UPS故障的1/3。

    后備式：（StandbyorOff-line）

后備式UPS的本質(zhì)特點(diǎn)就是具有離線的逆變器，并且由于逆變器平時(shí)為冷備狀態(tài)，因此存在較長(zhǎng)的電池切換時(shí)間。當(dāng)市電輸入良好時(shí)，UPS將市電直接導(dǎo)通到負(fù)載側(cè)（沒(méi)有在線調(diào)壓裝置）。只有當(dāng)市電輸入失敗或供電質(zhì)量**出UPS正常輸入范圍時(shí)，才啟動(dòng)逆變器并切換到電池放電狀態(tài)。該類UPS輸入范圍窄，容量?。?00W~1000W之間），在線及逆變輸出質(zhì)量差，且切換時(shí)間較長(zhǎng)，長(zhǎng)延時(shí)應(yīng)用能力較差，因此綜合的可用性較差，只適用于單臺(tái)PC等非重要場(chǎng)合的一般性電源保護(hù)，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單體積小噪音低，普遍具有較高的工作效率，以及經(jīng)濟(jì)的價(jià)格。

普通交互在線式：（LineInteractive）

該類UPS同樣具有離線的逆變器，但為熱備狀態(tài)。當(dāng)UPS在線工作時(shí)，逆變器作為雙向變換器起到為電池充電的作用。而電池放電狀態(tài)時(shí)，可快速投入逆變工作，因此可以提供較快的切換時(shí)間，確保負(fù)載在切換時(shí)不受到任何影響。同時(shí)提供相當(dāng)程度的電壓調(diào)整能力以及輸入輸出的濾波及浪涌抑制環(huán)節(jié)。從而可以提供良好的凈化輸出電源，對(duì)負(fù)載起到較好的保護(hù)作用。

**交互在線式：（LineInteractivePlus）

除具有一般交互在線UPS性能外，又進(jìn)一步拓寬了輸入電壓范圍、縮小輸出電壓的波動(dòng)范圍（較在線式UPS稍寬），使之具有很高的可用性。同時(shí)在電池管理方面引入智能化管理，加快回充速度、延長(zhǎng)電池壽命、并提供電池潛在故障的早期報(bào)警。因此，**交互式UPS在充分考慮到UPS的可用性基礎(chǔ)上，保持簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)，提供高效率及整機(jī)的高可靠性。交互在線技術(shù)在1KVA~3KVA容量范圍內(nèi)應(yīng)用效果比較理想，對(duì)于大多數(shù)分布較分散的小型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通訊設(shè)備而言，交互在線UPS以其*特的綜合性能優(yōu)勢(shì)，得到廣泛應(yīng)用。但交互在線UPS也具有一定的局限性，除容量（1KVA~3KVA）限制外，其對(duì)頻率*的適應(yīng)性較差，因此對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的適應(yīng)能力也不如傳統(tǒng)在線UPS好。

傳統(tǒng)在線式：（On-Line）

該類UPS的本質(zhì)特征就是逆變器始終在線工作，因此在電池切換中無(wú)須切換時(shí)間。在線UPS的結(jié)構(gòu)決定了其輸出與市電輸入的無(wú)關(guān)性。因此對(duì)輸入電的適應(yīng)能力較強(qiáng)，尤其表現(xiàn)在對(duì)頻率變化的適應(yīng)能力。輸出則提供非常精準(zhǔn)的電壓穩(wěn)定度、頻率穩(wěn)定度，同時(shí)整機(jī)在噪聲抑制、浪涌保護(hù)等功能上都大大提高。與前兩者相比，相同容量的在線UPS較適合于輸出范圍要求嚴(yán)格的場(chǎng)合或柴油機(jī)供電、電網(wǎng)惡劣、頻率及電壓波動(dòng)大的場(chǎng)合。另外，在線UPS容量范圍比后備及交互在線UPS寬的多，由于技術(shù)上的可實(shí)現(xiàn)性，在線UPS可提供1~3840KVA的各容量段的不同應(yīng)用。并且在長(zhǎng)期的各種場(chǎng)合的使用中增加了很多輔助功能，如自動(dòng)旁路、手動(dòng)旁路、電池管理、通訊管理、效率優(yōu)選、以及各種冗余方式的應(yīng)用。因此，在應(yīng)用范圍上也較前兩者較廣，無(wú)論在小型分布式或大中型集中供電方式中，都有一席之地，尤其是在大中型集中供電方式中，較具有**優(yōu)勢(shì)。對(duì)于在線UPS本身來(lái)講，面向集中可靠供電現(xiàn)場(chǎng)的大中型UPS在包括保護(hù)、可靠性、冗余措施等諸多方面的設(shè)計(jì)上與小型在線UPS比較，有著很大的飛躍，從而確保在重要場(chǎng)合應(yīng)用的可靠性。

在線式UPS的美中不足就是，由于經(jīng)歷交直交等眾多的電氣環(huán)節(jié)，使得整機(jī)效率較低。因此，常常在小型分布供電應(yīng)用中，與交互在線式UPS配合使用，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。

下一代在線UPS主要特征：

隨著UPS技術(shù)的不斷深入發(fā)展，作為UPS的主要機(jī)型，在線式UPS的發(fā)展方向?qū)φ麄€(gè)行業(yè)都有著舉足輕重的影響。而當(dāng)今世界的大趨勢(shì)是節(jié)能與環(huán)保，因此一些****的大型UPS廠家在也在招手這方面的工作。賦予下一代在線UPS以新的特征，充分地體現(xiàn)了環(huán)保及節(jié)能方面的意識(shí)。

效率優(yōu)選功能的采用，使在線式UPS較趨**。該技術(shù)首先在1996年由金山特的PTPA系列UPS中作為可選模式推出，并在實(shí)際應(yīng)用中收到了良好的效果。其技術(shù)的**為高速檢測(cè)與執(zhí)行環(huán)節(jié)，UPS檢測(cè)當(dāng)前市電狀況是否符合UPS的輸出標(biāo)準(zhǔn)，從而控制UPS工作在旁路狀態(tài)或在線狀態(tài)。使用該方式工作，在一般市電質(zhì)量下整機(jī)效率高達(dá)99%。

電池**技術(shù)也是各大UPS廠家竟相推出的功能，這些技術(shù)主要是從電池使用與維護(hù)的合理性角度出發(fā)，盡量使UPS電池工作在較佳的狀態(tài)中，從而達(dá)到延**命的目的。

另外，目前大中型UPS普遍采用可控硅整流技術(shù)，該技術(shù)的較大弊端就是對(duì)輸入電網(wǎng)或**設(shè)備造成一定程度的諧波污染。而采用不控整流技術(shù)配合全I(xiàn)GBT的DC/DC功能可以很好地解決上述問(wèn)題，從前由于技術(shù)不成熟而未被普遍采用，今后也將逐步成為發(fā)展趨勢(shì)。

 
總之，下個(gè)世紀(jì)的UPS將朝著低耗、長(zhǎng)效、無(wú)污染的綠色電器方向發(fā)展。


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