內(nèi)UPS系統(tǒng)由于線路老化，發(fā)生相間短路。故障電流導致UPS電源屏內(nèi)起火，進一步導致交流串直流，并擊穿測控裝置中的壓敏電阻導致直流系統(tǒng)多點接地，
最終導致后臺監(jiān)控系統(tǒng)及遠方通信失電。

——一起真實的事故

UPS的作用

UPS中文為“不間斷電源”。是一種含儲能裝置，以整流器、逆變器為主要組成部分，為變電站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)、自動化儀表、遠方通信系統(tǒng)等設(shè)備提供恒壓恒頻的不間斷電源。

UPS系統(tǒng)的主要作用有兩方面：

（1）做為重要設(shè)備的交流供電電源，防止市電突然斷電而影響正常工作，給設(shè)備造成損害；

（2）消除市電中的電涌、瞬間高/低電壓、電線噪聲和頻率偏移等“電源污染”，改善電源質(zhì)量，為計算機等提供高質(zhì)量的電源。

UPS的分類

UPS系統(tǒng)主要有有三種類型：后備式、互動式、在線式。

多方面講解「UPS—不間斷電源」，電氣人都該懂
（1）后備式：具備自動穩(wěn)壓、斷電保護等功能，轉(zhuǎn)換時間10ms左右，逆變輸出的交流電是方波，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜；

（2）互動式：具有濾波功能，抗市電干擾能力強，轉(zhuǎn)換時間小于4ms，逆變輸出為模擬正弦波，價格遠低于在線式；

（3）在線式：結(jié)構(gòu)較復雜，性能完善，能夠持續(xù)不中斷輸出純凈正弦波交流電，能夠解決尖峰、浪涌、頻率漂移等全部的電源問題；價格高，通常應用在關(guān)鍵計算機和網(wǎng)絡設(shè)備等對電力要求苛刻的環(huán)境中。

UPS的結(jié)構(gòu)

變電站內(nèi)UPS系統(tǒng)一般由電力UPS主機、旁路穩(wěn)壓柜、輸出饋線柜等三部分組成（小功率時也可三合一）。

結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，簡單說說幾個比較重要的部分的用處。

多方面講解「UPS—不間斷電源」，電氣人都該懂
整流器：

有兩個主要功能：

第一，將交流電（AC）變成直流電（DC），經(jīng)濾波后供給逆變器；

第二，給蓄電池提供充電電壓，起到一個充電器的作用；

逆變器：

將直流電（DC）轉(zhuǎn)化為交流電（AC），供給負載使用；

蓄電池：

UPS用來作為儲存電能的裝置，使其在市電失電時，可以將直流電逆變后，為負載提供不間斷電源。其容量大小決定了其維持放電（供電）的時間 ；

靜態(tài)開關(guān)：

又稱靜止開關(guān)，是用兩個可控硅（SCR）反向并聯(lián)組成的一種交流開關(guān)，其閉合和斷開由邏輯控制器控制；

隔離變壓器、穩(wěn)壓器：

在輸入或輸出部分將交流與直流隔離，穩(wěn)壓器除了隔離之外還有穩(wěn)定電壓的作用；

UPS的四種運行模式

UPS有4種運行模式，將UPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化后示意圖如下：


在正常交流電源供應下，整流器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，將市電中的“電源污染”消除，并同時對蓄電池充電。再供給逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，
提供更穩(wěn)定的電源給負載。



當交流電源發(fā)生異?；蛘髌?、電抗器故障時，蓄電池組提供直流電給逆變器，使交流輸出不會有中斷，進而達到保護負載的作用。



當逆變器發(fā)生異常狀況如逆變器保險絲熔斷、短路等故障時，逆變器會自動切斷以防止損壞，若此時旁路交流電源正常時，
靜態(tài)開關(guān)會將電源供應轉(zhuǎn)為由旁路備用電源輸出給負載使用。


當 UPS要進行維修或更換電池而且負載供電又不能中斷時，可以先切斷逆變器開關(guān)然后激活維修旁路開關(guān)，再將整流器和旁路開關(guān)切斷。
交流電源經(jīng)由維護旁路開關(guān)繼續(xù)供應交流電給負載，此時，維護人員可以安全地對UPS 進行維護。



（1）監(jiān)控系統(tǒng)和遠方通信系統(tǒng)對變電站十分重要，因此作為電源的UPS系統(tǒng)的可靠性也有非常高的要求；

（2）綜自系統(tǒng)的負載大多數(shù)為單相負載，因此電力系統(tǒng)專用的UPS電源大多數(shù)要求為三相/單相輸入、單相輸出的中小型功率 UPS ，容量一般在 60kVA 范圍之內(nèi)；

（3）旁路靜態(tài)切換開關(guān)應具有自動、手動兩種工作方式，實現(xiàn)無間斷切換；

（4）由于變電站有 220V或 110V 直流系統(tǒng)，并有直流充電屏給蓄電池充電。所以電力專用UPS自身不帶蓄電池，直接使用直流系統(tǒng)作為UPS的直流輸入，
并且不需要具備充電功能；

（5）電力專用 UPS 的直流輸入端一般要求裝有反灌雜訊抑制器，如逆止二極管等，使 UPS 對直流母線的影響盡量小；



二，UPS不間斷電源常見解決問題辦法

ups常見故障及分析



1、有市電時UPS輸出正常，而無市電時蜂鳴器長鳴，無輸出。

故障分析：

從現(xiàn)象判斷為蓄電池和逆變器部分故障，可按以下程序檢查：

1）檢查蓄電池電壓，看蓄電池是否充電不足，若蓄電池充電不足，則要檢查是蓄電池本身的故障還是充電電路故障。

2）若蓄電池工作電壓正常，檢查逆變器驅(qū)動電路工作是否正常，若驅(qū)動電路輸出正常，說明逆變器損壞。

3）若逆變器驅(qū)動電路工作不正常，則檢查波形產(chǎn)生電路有無PWM控制信號輸出，若有控制信號輸出，說明故障在逆變器驅(qū)動電路。

4）若波形產(chǎn)生電路無PWM控制信號輸出，則檢查其輸出是否因保護電路工作而封鎖，若有則查明保護原因。

5）若保護電路沒有工作且工作電壓正常，而波形產(chǎn)生電路無PWM波形輸出則說明波形產(chǎn)生電路損壞。

上述排故順序也可倒過來進行，有時能更快發(fā)現(xiàn)故障。

2、蓄電池電壓偏低，但開機充電十多小時，蓄電池電壓仍充不上去。

故障分析：

從現(xiàn)象判斷為蓄電池或充電電路故障，可按以下步驟檢查：

1）檢查充電電路輸入輸出電壓是否正常。

2）若充電電路輸入正常，輸出不正常，斷開蓄電池再測，若仍不正常則為充電電路故障。

3）若斷開蓄電池后充電電路輸入、輸出均正常，則說明蓄電池已因長期未充電、過放或已到壽命期等原因而損壞。

3、逆變器功率級一對功放晶體管損壞，更換同型號晶體管后，運行一段時間又燒壞。

故障分析：

從現(xiàn)象判斷為引起原因是電流過大，而導致過大電流的原因有：

1）過流保護失效。當逆變器輸出發(fā)生過電流時，過流保護電路不起作用。

2）脈寬調(diào)制（PWM）組件故障，輸出的兩路互補波形不對稱，一個導通時間長，而另一個導通時間短，使兩臂工作不平衡，甚至兩臂同時導通，造成兩管損壞。

3）功率管參數(shù)相差較大，此時即使輸入對稱波形，輸出也會不對稱，該波形經(jīng)輸出變壓器，造成偏磁，即磁通不平衡，積累下去導致變壓器飽和而電流驟增，燒壞功率管，而一只燒壞，另一只也隨之燒壞。

4、UPS開機后，面板上無任何顯示，UPS不工作。

故障分析：

從故障現(xiàn)象判斷，其故障在市電輸入、蓄電池及市電檢測部分及蓄電池電壓檢測回路：

1）檢查市電輸入保險絲是否燒毀。

2）若市電輸入保險絲完好，檢查蓄電池保險是否燒毀，因為某些UPS當自檢不到蓄電池電壓時，會將UPS的所有輸出及顯示關(guān)閉。

3）若蓄電池保險完好，檢查市電檢測電路工作是否正常，若市電檢測電路工作不正常且UPS不具備無市電啟動功能時，UPS同樣會關(guān)閉所有輸出及顯示。

4）若市檢測電路工作正常，再檢查蓄電池電壓檢測電路是否正常。

5、在接入市電的情況下，每次打開UPS，便聽到繼電器反復的動作聲，UPS面板電池電壓過低指示燈長亮且蜂鳴器長鳴。

故障分析：

根據(jù)上述故障現(xiàn)象可以判斷：該故障是由蓄電池電壓過低，從而導致UPS啟動不成功而造成的。拆下蓄電池，先進行均衡充電（所有蓄電池并聯(lián)進行充電），若仍不成功，則只有更換蓄電池。

6、一臺后備UPS有市電時工作正常，無市電時逆變器有輸出，但輸出電壓偏低，同時變壓器發(fā)出較大的噪音。

故障分析：

逆變器有輸出說明末級驅(qū)動電路基本正常，變壓器有噪音說明推挽電路的兩臂工作不對稱，檢測步驟如下：

1）檢查功率是否正常。

2）若功率正常，再檢查脈寬輸出電路輸出信號是否正常。

3）若脈寬輸出電路輸出正常，再檢查驅(qū)動電路的輸出是否正常。

7、在市電供電正常時開啟UPS，逆變器工作指示燈閃爍，蜂鳴器發(fā)出間斷叫聲，UPS只能工作在逆變狀態(tài)，不能轉(zhuǎn)換到市電工作狀態(tài)。

故障分析：

不能進行逆變供電向市電供電轉(zhuǎn)換，說明逆變供電向市電供電轉(zhuǎn)換部分出現(xiàn)了故障，要重點檢測：

1）市電輸入保險絲是否損壞。

2）若市電輸入保險絲完好，檢查市電整流濾波電路輸出是否正常。

3）若市電整流濾波電路輸出正常，檢查市電檢測電路是否正常。

4）若市電檢測電路正常，再檢查逆變供電向市電供電轉(zhuǎn)換控制輸出是否正常。

8、后備式UPS當負載接近滿載時，市電供電正常，而蓄電池供電時蓄電池保險絲熔斷。

故障分析：

蓄電池保險絲熔斷，說明蓄電池供電流過大，檢測步驟如下：

1）逆變器是否擊穿。

2）蓄電池電壓是否過低。

3）若蓄電池電壓過低，再檢測蓄電池充電電路是否正常。

4）若蓄電池充電電路正常，再檢測蓄電池電壓檢測電路工作是否正常。

9、UPS只能由市電供電而不能轉(zhuǎn)為逆變供電。

故障分析：

不能進行市電向逆變供電轉(zhuǎn)換，說明市電向逆變供電轉(zhuǎn)換部分出現(xiàn)故障，要重點檢測：

1）蓄電池電壓是否過低，蓄電池保險絲是否完好。

2）若蓄電池部分正常，檢查蓄電池電壓檢測電路是否正常。

3）若蓄電池電壓檢測電路正常，再檢查市電向逆變供電轉(zhuǎn)換控制輸出是否正常。

UPS不間斷電源維修二例



保護神牌MUS1000L型UPS是廣大用戶使用較多的一種電源設(shè)備，其輸出的正弦波與市電同步，失真系數(shù)小，性能穩(wěn)定可靠，是微機較理想的一種長后備電源。下面介紹二例故障排除方法，以供參考。

故障現(xiàn)象1：空載通電，不能轉(zhuǎn)市電，也無逆變，機器無任何運作，蜂鳴器也無響聲。

檢查分析與處理結(jié)果：

首先檢查交流保險，蓄電池保險，都正常。再檢查蓄電池電壓，測得電壓值為48V，蓄電池也正常。因此，斷定故障在控制部分。

根據(jù)后備式UPS的工作原理，在無市電輸入的情況下，UPS由控制電路及蓄電池逆變輸出220V電壓，而且蜂鳴器不斷報警。該故障現(xiàn)象表明，控制電路沒有工作，而且控制電路的工作電壓是蓄電池提供。

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，三端穩(wěn)壓塊“7812”損壞而造成，更換新的三端穩(wěn)壓塊“7812”后，加市電開機正常，斷電后逆變也正常。

UPS不間斷電源常見故障及解決方法
故障現(xiàn)象2：市電工作正常，帶正常負載后備工作時間嚴重不足。

檢測與分析：

從故障現(xiàn)象分析，故障可能有：

（1）電池電壓過低，未充足電。

（2）逆變控制回路有故障。

（3）部分電池損壞。

（4）充電器回路有故障。

（5）輸出接插受潮灰塵侵入造成漏電現(xiàn)象。

首先檢查：

（1）對輸出接插件進行清除，排除漏電可能。

（2）對UPS進行長時間充電，充電后開機故障仍存在。

（3）用萬用表檢測電池組電壓，為48V正常。

（4）檢查充電回路，正常。

（5）檢查逆變控制回路，正常。

（6）用萬用表和電流表檢查電池的電性能，發(fā)現(xiàn)電池組電性能下降，具體表現(xiàn)電池內(nèi)阻增大所造成。不帶50Ω電阻時測得電池電壓為48V。
接電阻后，電流為800mA，電阻兩端電壓為40V。

測試數(shù)據(jù)表明，電池內(nèi)阻增大，即內(nèi)阻上8V壓降消耗功率為6.4W，如電池內(nèi)阻增大同供電時間30分鐘聯(lián)系起來，證明電池電性能下降。

處理結(jié)果：

更換蓄電池，開機后正常，能達到UPS的長后備時間。蓄電池成本很高，約占UPS總成本的30%以上。因此，為節(jié)約開支，
可對部分性能下降的蓄電池用充電機強行充電，充電成功，仍可使用。此故障有時是由逆變控制回路散熱風扇損壞而造成的，請用戶維護時注意


三，UPS不間斷電源工作原理

在一些負荷等級要求較高的場合（一類負荷），常用的電源為UPS（不間斷電源），即不能停電的設(shè)備，比如通訊系統(tǒng)；計算機系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)；DCS系統(tǒng)；醫(yī)療系統(tǒng)的手術(shù)室；工業(yè)中的重要的電動閥門等，現(xiàn)在醫(yī)院的病房及賓館也常見UPS不間斷電源的插座，可以說，UPS使用范圍越來越廣泛，作為電氣從業(yè)人員，我們應該了解UPS的工作原理，操作方法和簡單的故障排除，本文簡單介紹UPS的組成及工作原理，后續(xù)會介紹UPS的操作和故障處理方法。

3分鐘了解，什么是UPS不間斷電源？工作原理是什么？
一.不間斷電源UPS的工作原理
UPS一般由整流器、蓄電池、逆變器、靜態(tài)開關(guān)和控制系統(tǒng)組成。通常采用的是在線式UPS。它首先將市電輸入的交流電源變成穩(wěn)壓直流電源，供給蓄電池和逆變器，再經(jīng)逆變器重新被變成穩(wěn)定的、純潔的、高質(zhì)量的交流電源。它可完全消除在輸入電源中可能出現(xiàn)的任何電源問題（電壓波動、頻率波動、諧波失真和各種干擾）。其工作原理框圖見圖

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二.不間新電源UPS的功能要求
1.靜態(tài)旁路開關(guān)的切換時間一般為2~10ms，并應具有如下功能：

a.當逆變裝置故障或需要檢修時，應及時切換到電網(wǎng)（市電備用）電源供電。

b.當分支回路突然故障短路，電流超過預定值時，應切換到電網(wǎng)（市備用）電源，以增加短路電流，使保護裝置迅速動作，待切除故障后，再起動返回逆變器供電。

c.帶有頻率限蹤環(huán)節(jié)的不間斷電源裝置，當電網(wǎng)頻率被動或電壓波動超過額定值時，應自動與電網(wǎng)解列，頻率與電壓恢復正常時再自動并網(wǎng)。

2.用市電旁路時，逆變器的頻率和相位應與市電鎖相同步。

3.對于三相輸出的負有不平衡度，最大一相和最小一相負載的基波均方根電流之差，不應超過不間斷電源額定電流的25%，而且最大線電流不超過其額定值

4.三相輸出系統(tǒng)檢出電壓的不平衡系數(shù)（負序分量對正序分量之此）應不超過5%。輸出電壓的總波形失真度不應超過5%（單相輸出允許10%）