任晓波
国网山西省电力公司太原供电公司 山西太原 030012
摘要：UPS不间断电源作为主要的供电设备，使电网和用电器进行隔离，既避免负载对电网产生干扰，又避免电网中的干扰进入和影响负载。本文对UPS不间断电源系统应用、运行维护及常见故障和如何排查故障几个方面进行研究。
关键字：UPS不间断电源系统；应用；常见故障；运行维护
1. UPS的基本功能和原理
UPS的基本工作原理是建立在两条双链路的系统基础上，给不同部分的负荷供电，其最大的优势就是两条电路相互分离、独立，但其在电路负载上又能共同承担，降低整个电路的电压，既保障电源系统供电通畅，又能提高电路使用的安全性，因此受到企业的广泛应用。UPS主要由两个部分构成 ：一个是网络监控系统，另一个是UPS异常状态警报系统。网络监控系统涵盖内容广泛，包括设备、视频、环境等多方面监控，能够对电源系统状态进行实时评估了解，并且能够直接通过网络监控系统获取相关重要数据，有利于相关人员能够及时观测到数据的变化，早期发现系统中的异常。此外，还能减少夜间值班人员的工作量，在交接时进行检查后，就可利用电子监控来完成夜间系统的状态评估。而UPS异常状态警报系统，主要利用声光进行操作，在异常形态下，声光系统电路就会出现通路现象，导致灯光亮起，同时也提醒相关人员其中存在异常，需要进行及时维修，避免造成系统严重损害，降低企业经济成本。
2.UPS的选用
2.1 对日常运行的电路负载情况进行评估
对于UPS的选用，需要根据日常运行电路负载情况进行评估，选择合适的输出功率来承担其整个电路的用电。一般可以采用两种方法进行确立，最直接的算法就是测量实际的电路负载，而另一种较为便捷的方法就是将所有用电器的负载量相加再乘以保险系数，也就得出相应的电路负载量，再根据实际情况选择合适的容量。
2.2 确定相数
在UPS选用时，相关人员必须对使用电压及相数进行明确，再根据实际情况进行对应选择。
2.3 明确UPS类型
确定UPS的类型是在线式还是后备式，这两者存在很大的差异，在线式输出波形以正弦波为主，具有优良的瞬态特性，并且与后备式相比起来，在线式的防护措施较多，有利于提升使用期间的安全性。
3.UPS系统维护的几点建议：
3.1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。
3.2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。
4.UPS不间断电源系统常见故障及如何排查故障
4.1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。
4.2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。
4.3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。
4.4UPS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。
4.5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。
4.6一台后备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。
4.7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。
4.8UPS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。
5.结语
UPS不间断电源系统是当前较好的供电系统，因此，要维持日常用电稳定、通畅就一定要做好UPS运行系统的养护、维修和故障判断。
参考文献：
【1】卢曙光.浅谈UPS不间断电源[J].涟钢科技与管理,2019(5):39-44.