1、第第-2-节节UPS的常见故障及处理方法N22022年年5月月30日日UPS技术培训资料w确立确立UPS应用中的应用中的“系统工程系统工程”概念：概念：在负载供电故障中，在负载供电故障中，5070%是由于配电系统中其它环节和设是由于配电系统中其它环节和设备的备的质量问题质量问题、安装问题安装问题、人为操作人为操作和和维护问题维护问题引起的，或引起的，或者由于这些问题而者由于这些问题而诱发诱发UPS产生误动作乃至发生故障。产生误动作乃至发生故障。UPS设备仅仅是涉及供电系统设备仅仅是涉及供电系统可用性可用性问题的因素之一，仅仅问题的因素之一，仅仅提高提高UPS设备的可靠性，是不能从根本上解决整个
2、供电系统设备的可靠性，是不能从根本上解决整个供电系统的安全性和可靠性的。的安全性和可靠性的。设备的设备的预防性维护预防性维护是避免故障发生、扩大、漫延的手段。是避免故障发生、扩大、漫延的手段。为设备维护保留为设备维护保留适当的时间适当的时间。前言前言N32022年年5月月30日日UPS技术培训资料w检查输入断路器的整定是否正确：检查输入断路器的整定是否正确：物理检查物理检查断路器断路器N42022年年5月月30日日UPS技术培训资料w检查输入断路器的整定是否正确：检查输入断路器的整定是否正确：上下线断路器的过载整定Ir和短路整定Im取决于脱扣器类型。时间选择性时间选择性必须要由有资质的人员来执
3、行，因为脱扣前的时间延迟会增加下线 (电缆、半导体，等等)的热应力(I2t)。能量选择性能量选择性不取决于脱扣器，而只取决于断路器框架电流。物理检查物理检查断路器断路器下线下线电路的类型电路的类型Ir上线上线 / Ir下线下线比率比率Im上线上线 / Im下线下线比率比率Im上线上线 / Im下线下线比率比率下线下线的的脱扣器脱扣器各种类型各种类型磁脱扣器磁脱扣器电子脱扣器电子脱扣器配电保护 1.6 2 1.5异步电动机保护 3 2 1.5N52022年年5月月30日日UPS技术培训资料典型故障典型故障w旁路超限的问题：旁路超限的问题：UPS由发电机供电，引起频率或电压超限；市电电压超限：问题
4、一问题一：主输入与旁路共用同一路电，旁路电压报“超限超限”而整流器运行正常？问题二问题二：旁路电压在容限范围以内，而旁路依然报“超限超限”？旁路超限时的影响：UPS的切换（不同步）将引起负载供电的中断。此时，应注意避免负载的冲击（例如：启动、扫描、打印等）。N62022年年5月月30日日UPS技术培训资料接地接地w了解了解UPS上线、下线的接地制式；上线、下线的接地制式；w检测零地电压：检测零地电压：零地电压取决于供电系统供电系统， UPS自身不能调整。w典型故障典型故障UPS输出端零地电压偏高（2V【GB 50174-2008】）。由于零线开路零线开路可能导致的负载输入电源模块烧毁。在UPS
5、维护测试过程中应特别注意零线的连接状态。N72022年年5月月30日日UPS技术培训资料G5K 接地系统接地系统N82022年年5月月30日日UPS技术培训资料接地接地w在电力系统中，在电力系统中，零地电压高零地电压高的主要原因有下面四种：的主要原因有下面四种：电源系统电源系统零地电压本身就高，或零线、地线本身的阻抗较高，这样即使接地电阻较小，也不能代表零地电压就一定小；IT负载严重的不平衡不平衡；负载电流中的H3次谐波次谐波较大，造成中性线谐波电流等幅增大；零地电压还与电源系统传输阻抗传输阻抗有关：布线、配电的距离、电缆的选择、接地系统的设计等。N92022年年5月月30日日UPS技术培训资
6、料UPS内部组件的检测内部组件的检测w将负载不间断地切换至由维修旁路供电，将负载不间断地切换至由维修旁路供电，UPS完全下电后进行完全下电后进行检查：检查：是否有过热现象；金属部分是否氧化；检查不同的模块之间、电路板之间的连接，采样线、扁平电缆等的连接；检查变压器、电抗器和电解电容的外观；检查功率连线的连接是否牢靠，避免接触不良引起的电缆局部过热损坏甚至UPS宕机。在不能停电检查的情况下，应使用红外线探测仪测量连接温度。N102022年年5月月30日日UPS技术培训资料UPS内部组件的检测内部组件的检测wUPS电缆连接方面的隐患（真实案例）电缆连接方面的隐患（真实案例）N112022年年5月月
7、30日日UPS技术培训资料电池组检查电池组检查绝缘绝缘w电池架电池架/柜应做可靠的安全接地。柜应做可靠的安全接地。w断开电池断路器，分别测量电池正负极与电池柜（架）的金断开电池断路器，分别测量电池正负极与电池柜（架）的金属支架之间的电压：属支架之间的电压：断开电池开关后电池组悬浮，对地电压没有准确的数值；如果有固定或稳定的电压，则有可能是漏液或某处接地。N122022年年5月月30日日UPS技术培训资料电池的参数电池的参数w例如：例如：品牌：xxxxxx后备时间：10 mn类型：12-100容量：100Ah电池只数：2 x 36调试时间 (1)：15/07/00（1）指整组电池的最初安装时间注
8、意电池的寿命以及显示屏上的电池后备时间。注意电池的寿命以及显示屏上的电池后备时间。N132022年年5月月30日日UPS技术培训资料电池电压的测量电池电压的测量w检测电池单体数量是否与充电电压（直流母线电压）相匹配：检测电池单体数量是否与充电电压（直流母线电压）相匹配：合适的浮充电压；通过逆变器向负载供电的要求。w在进行电池电压测量时应确保：在进行电池电压测量时应确保：对于后备时间为10分钟的电池至少应充电5个小时以上；对于后备时间为30分钟的电池至少应充电8个小时以上。N142022年年5月月30日日UPS技术培训资料查找有问题的电池查找有问题的电池w用专用测量仪器测量电池的内阻用专用测量仪
9、器测量电池的内阻24Ah，小于小于12毫欧；毫欧；65Ah， 小于小于8毫欧。毫欧。w使用放电器测量每块电池放电时的端电压使用放电器测量每块电池放电时的端电压小于小于9V，电池损坏（电池损坏（1.65V x6 =9.9V）w测量电池端电压测量电池端电压前提：充电器正常运行，并假定充电器的电压是正确的。前提：充电器正常运行，并假定充电器的电压是正确的。测量每块电池的电压测量每块电池的电压U计算相对电压差 (U - Un)/Un如果相对相对电压差电压差 12%，则该电池可能异常， 20则认为损坏。N152022年年5月月30日日UPS技术培训资料1 1放电测试放电测试w电池放电曲线：电池放电曲线：
10、通常为恒功率放电预报警电压预报警电压 （可调）（可调）终止电压终止电压 （固定）（固定）1 1 后备时间后备时间335 V到到423 V463 VtU batN162022年年5月月30日日UPS技术培训资料放电测试放电测试w电池放电测试应当在确保负载安全的前电池放电测试应当在确保负载安全的前提下进行提下进行 已经用内阻仪或放电器对电池进行了检测； 或使用G5K UPS自带的电池自动检测功能。w使用要点：使用要点：断开断开UPS主路输入断路器主路输入断路器Q1进行日常电池进行日常电池放电维护；放电维护；进行电池放电测试同时也测试了以下内容：进行电池放电测试同时也测试了以下内容：带载充电测试。获
11、得较为准确的实际后备时间。N172022年年5月月30日日UPS技术培训资料放电测试放电测试w当实际负载当实际负载( SL )小于小于UPS的额定负载的额定负载( SN )时，电池实际后备时间时，电池实际后备时间( TS )可以按以下规则进行粗略的估算：可以按以下规则进行粗略的估算：(TN为额定电池后备时间）为额定电池后备时间） 当SL = 3 /4 SN 时， TS =1.6 TN 当SL = SN /2时， TS =2.5 TN 当SL = SN /3时， TS =3.0 TN 为了防止损坏电池，电池最长放电时间不超过额定后备时间的3倍。市电停电市电停电逆变器停止逆变器停止电池断路器断开电
12、池断路器断开3t3t+2htN182022年年5月月30日日UPS技术培训资料充电检测充电检测w充电电流限流为充电电流限流为0.1C10： 避免电池大电流充电； 避免在高温下进行浮充电，温度补偿可以避免热失控。 错误的观点：充电电压越高越好；充电电压越高越好；免维护电池不用维护。免维护电池不用维护。335 V0.1 C423 V463 V0t10UIUI恒流充电恒压充电、浮充电N192022年年5月月30日日UPS技术培训资料电池的使用中注意的问题电池的使用中注意的问题w正确的维护是延长电池使用寿命的重要因素。w电池的维护：定期充放电定期充放电(新电池新电池4次次/年，以后每年增加年，以后每年
13、增加2次次)；定期检查电池以及电池室的状态（温度，通风等）；定期检查电池以及电池室的状态（温度，通风等）；当电池寿命快到期时，应提早作好更换所有电池的准备；寿命已当电池寿命快到期时，应提早作好更换所有电池的准备；寿命已过期的电池应当及时更换；过期的电池应当及时更换；不同的电池（容量、品牌、参数）不能混合使用，并且各组电池不同的电池（容量、品牌、参数）不能混合使用，并且各组电池所处的环境温度应尽可能一致；所处的环境温度应尽可能一致；电池的并联组数应限制在电池的并联组数应限制在4组，最多不超过组，最多不超过6组。组。N202022年年5月月30日日UPS技术培训资料典型故障典型故障市电中断，负载供
14、电也中断：市电中断，负载供电也中断：电池损坏UPS输入电压长期过低或频繁停电（充不满）电池连接不牢固电池后备时间不够：电池后备时间不够：电池性能受损（长期不放电）电池寿命将到期线路大于20米、阻抗大、损耗大N212022年年5月月30日日UPS技术培训资料UPS并联运行时应注意的问题并联运行时应注意的问题w并机的类型及条件；并机的类型及条件；w清楚识别，避免人为误操作；清楚识别，避免人为误操作；w环流和负载均分（环流和负载均分（UPS运行正常，但显示屏或指示灯有报警。运行正常，但显示屏或指示灯有报警。w人为故障人为故障UPS输入相序接反，导致输入保险熔断；输入相序接反，导致输入保险熔断；电池维
15、护时，操作不当引起短路或将正负极接反；电池维护时，操作不当引起短路或将正负极接反；未将未将UPS运行于正常模式（忘记闭合电池断路器、未启动运行于正常模式（忘记闭合电池断路器、未启动逆变器等）；逆变器等）；不按规程规定的步骤顺序启动或停止不按规程规定的步骤顺序启动或停止UPS。N232022年年5月月30日日UPS技术培训资料w冷却风机使用寿命：冷却风机使用寿命： 与环境洁净程度有关； 与正常维护有关：定期检查风机轴承温度、及时清除堵塞。 部分风机与市电电压有关：过高的市电电压损坏风机。 使用寿命终止的标志：5年强制性更换。w风机更换费用：风机更换费用：UPS主机价格的5% /5年。其他典型故障
16、其他典型故障 N242022年年5月月30日日UPS技术培训资料w交交/直流电容器使用寿命：直流电容器使用寿命：随着使用时间的延续，等效串联电阻ESR上升： 等等效效串串联联电电阻阻，纹纹波波电电流流，功功率率损损耗耗，其其中中：）（ ESRAIWPWESRIPr2rESR上升到只得功率损耗P增大：其他典型故障其他典型故障N252022年年5月月30日日UPS技术培训资料w交交/直流电容器使用寿命：直流电容器使用寿命： 功率损耗功率损耗P增大导致内核温度增大导致内核温度Tc上升、使用寿命缩短：上升、使用寿命缩短：Tc = Ta(环境温度) + Tr(温升)；Tr正比于功率损耗P。其他典型故障其
17、他典型故障Tr = 10，15万小时万小时Tr = 20，4.5万小时万小时Ta = 45时时N262022年年5月月30日日UPS技术培训资料w交交/直流电容器使用寿命：直流电容器使用寿命：电流频率 f 增大导致的阻抗上升、可用容量下降：其他典型故障其他典型故障：频频率率为为低低频频时时的的容容抗抗，为为高高频频时时的的感感抗抗，：等等效效串串联联电电阻阻其其中中：fCfC2/1XLfL2XESR)X(XESRZCL2CL2 N272022年年5月月30日日UPS技术培训资料w交交/直流电容器使用寿命：直流电容器使用寿命：使用寿命终止的标志：突变失效：开路或短路；机械损坏：安全阀动作、顶盖开
18、裂；性能变坏： 内核温度Tc 105 (85产品) 容量变化 10%； ESR 2倍的初始值； 阻抗Z 3倍的初始值； 漏电流 安全限值。w电容器更换费用：电容器更换费用：UPS主机价格的10% /5年。其他典型故障其他典型故障端面鼓胀电容漏夜N282022年年5月月30日日UPS技术培训资料UPS的维护的维护w每日每日坚持每日巡视，记录UPS状态和主要电气参数。w每季度每季度电池定期充放电，活化电池。w每年每年1-2次维护保养。w每每5年年更换交直流电容、风扇等备件；根据实际情况更换电池。N292022年年5月月30日日UPS技术培训资料分布分布式式冗余具有最佳的可维护性冗余具有最佳的可维护
19、性w通过通过STS形成分布式冗余结构：形成分布式冗余结构： 电子式静态切换开关STS，切换时间小于3毫秒（计算机负载允许10毫秒）； 应用场合： 中大型数据中心 为双电源负载供电的场合 作用特点： 避免供电系统中的单点故障 防止负载端短路故障的扩散 提高可维护性UPS1 故障故障或维修时或维修时 UPS 1 200 kVAUPS 2 200 kVA50%50%100%停机停机STSSTSSTS200 kVA双电源双电源负载负载UPS的维护的维护N302022年年5月月30日日UPS技术培训资料UPS的维护的维护w因因使用使用不当会造成不当会造成UPS系统故障！系统故障！ 由于使用问题使用问题直
20、接或间接造成UPS系统故障占总故障的50%到70%； 当前技术先进的UPS和相应的供电系统在智能管理和通讯功能方面已经达到较高的水平，但在实际应用中，却远远没有发挥到较高的水平； 用户已经认识到配置配置UPS系统的重要性系统的重要性，但做系统配置设计时，却只注意到了对UPS设备的选用和配置，而忽视对整个供电系统的科学设计和精心配置，系统中单点故障点多单点故障点多，影响了UPS设备的可靠性工作； 提高UPS供电系统的维护水平维护水平是系统可用性的关键之一，在UPS系统的故障中，人为因素造成的故障人为因素造成的故障占的比例很大，究其原因可归结为：维护人员对UPS的基本功能了解不够；维护人员对UPS
21、的监控监测功能和信息显示通讯功能不熟悉；对UPS运行时的常规维护要求执行不严格。N312022年年5月月30日日UPS技术培训资料UPS的维护的维护w因因维护维护不当造成不当造成UPS系统故障！系统故障！对监测信息和面板指示定义不清楚定义不清楚，或者对 UPS电性能指标的物理含义不清楚，造成怀疑性故障而人为宕机；输入输出接线错误接线错误或接线不牢接线不牢而造成人为故障而宕机；对机器故障现象和预警信号不清楚，而造成延误宕机；长期缺乏必要的维护，因环境原因而造成故障宕机；系统配置不当（如系统中有漏电保护器、接触器、断路器整定不准确或未整定等）造成的故障；交接班不严格造成意外故障；系统过于复杂，维护工作繁琐，造成误操作故障等。N322022年年5月月30日日UPS技术培训资料Q Questions & answers
