摘要:从维修过的UPS机器中,我们感到因为不能正确维修、使用UPS,使机器性能下降,寿命缩短,甚至人为造成损坏机器的现象并不少见。为此,将维修、使用中应当注意的问题,谈一些看法,经供参考。 |
(一)UPS的功率问题
UPS的输出功率与功率因素关系密切,在容性负载条件下,UPS的输出功率可以达到标称功率,在感性负载条件下,UPS的输出功率则大大下降。即使在功率因素为0.8(感性)时,其输出功率也只能达到标称功率的50%。UPS的负载,一般都是计算机负载,而计算机负载内部电源大都是开关电源,在开关电源负载条件下,瞬时功率很高,但平均实际功率却很小。故一般UPS在开关电源作负载时,其功率因素只能达到0.65左右,而UPS的负载功率因素指标,一般为0.8,按此指标来带动开关电源负载,就有损坏UPS设备的可能。因此,选择UPS的功率时,一定要考虑负载的功率因素。
UPS不宜带感性负载,有的单位在验收机器时,想用大功率风机、空调机来检验UPS的性能与输出功率,这是不适宜的。有的单位将风扇、马达等加到小功率的方波输出的UPS上,这是不行的。
后备式方波输出的UPS不能带电感性负载,而且负载量在额定负载的50%左右最好。因为在这种负载条件下,可以消除50Hz方波输出波形中的3次谐波(150Hz正弦波)分量,减轻开关电源中,流过直流滤波电容中的电流,防止滤波电容因长期过流工作而损坏。
后备式UPS在逆变器供电时,一般都设有过载和短路自动保护功能,但在市电供电时,一般就靠输入交流保险来担当过载保护的任务,所以用户不可轻易地加大市电输入保险丝的容量。否则,一旦UPS输出发生短路事故时,有可能出现输入保险烧不断,印制板上的印制线却被烧毁的危险现象。
(二)蓄电池的使用问题
蓄电池在UPS中占有相当重要的地位,有人说,蓄电池是“UPS的心脏”,我们看并不过分。因为蓄电池在UPS的生产成本中占有相当大的比例,而在实际使用中,因蓄电池问题造成UPS不能正常工作的比例,却比它在生产成本中占的比例更大。在实际维修中,人们不重视它,忽视它的现象则更为严重。有的单位,费了九年二虎之力才申请到几台UPS,却舍不得使用,在仓库一放就是1年,无人过问。有的单位的备用UPS,长期备用,连蓄电池的充电器输出给停掉了,半年不给蓄电池充一次电。1年、2年,甚至4年、5年都不检查一次蓄电池的端电压现象更是存在着。然而,只要用心对待蓄电池,蓄电池是会加倍回报给人们的。因为它不仅向你提供足够的容量,保证市电断电后能维持足够长时间的供电,而且还会延长服役年限,更多地为您服务。
蓄电池在使用中一般要注意以下问题:
1、严禁蓄电池过度放电,如小电流放电至自动关机,人为调低蓄电池最低保护值等,均可能造成电池过度放电。
2、对于频繁停电,使蓄电池频繁放电的地区,要采取措施,保证蓄电池在每次放电后有足够的充电时间,防止蓄电池长期充电不足。
3、对于很少停电,蓄电池很少放电的UPS,则要每隔2~3个月人为地断市电一次,让蓄电池放电一段时间,防止蓄电池“储存老化”。
4、要定期检查蓄电池的端电压和内阻,及时发现“落后”电池,进行个别处理。
(三)UPS轻载运行问题
大多数UPS在50%~100%负载时,其效率最高,当负载低于50%时,其效率急剧下降,因此,当UPS过度轻载运行时,从经济角度讲是不合算的。另外,有的用户总认为,负载越轻,机器运行可靠性就越高,故障率就越低,其实,这种概念并不全面,因为负载轻,虽然可以降低末级功率管被损坏的概率,但对蓄电池却极其有害。因为过度轻载运行时,一旦市电停电以后,如果UPS没有深放电保护系统,就可能造成蓄电池过度深放电,造成蓄电池永久性地损坏。
蓄电池过度深放电的原因一般有:
1、长时间的小电流放电。大家都知道,蓄电池所使用的容量与放电电流的大小关系密切,放电电流越小,实际放掉的容量就越多。一般来说,蓄电池的放电容量,必须控制在80%的额定容量以内。也就是说,当蓄电池放出额定容量的80%时,就不允许继续放电。如果继续放电,就会造成蓄电池的深放电,如不及时采取补救措施,就可能造成蓄电池永久性的损坏。
2、长时间的频繁放电。有的单位和地区,由于市电停电比较频繁,就有可能造成蓄电池频繁放电。如果在蓄电池放完电后,没有足够的时间(一般在10h以上)来进行充电,第二次又马上放电,这样的次数多了,就可能造成蓄电池的深放电。
UPS都具有蓄电池最低电压保护值,但蓄电池的端电压与放电电流的大小关系基密,放电电流小,其端电压就高,达到最低保护值时所放出的实际容量就越多。所以,轻载运行的UPS,应尽量避免放电到最低保护值才关机的现象出现。而长延时的UPS则应适当提高放电下限电压保护值。
(四)UPS不宜带载开机和关机
没有延迟启动功能的UPS,带载开机很容易在启动的瞬间,烧毁逆变器的末级驱动元件。因为刚开启时,控制电路的工作还未进入稳定状态,启动的瞬间又会产生较大的浪涌电流,末级驱动元件有可能承受不了。对于采用MOS管作为驱动元件的UPS来说,更是如此。当负载中包含有电感性负载时,带载关机也同样可能引起末级驱动元件的损坏。因此,不是紧急情况,不要带载开机和关机。
(五)UPS逆变器正常运行时,禁止用示波器观察控制电路波形
UPS的核心部件是逆变器,逆变器运行时,请不要用示波器及其他测试工具去观察控制电路的波形。因为测试时,尽管特别小心,也很难避免表笔与临近点相碰,更难防止因表笔接上后引起电路工作状态的变化。一旦电路工作异常,就有导致末级驱动元件烧毁的危险。我们在维修中已发现过多次人为烧毁逆变器的现象。有的是属于维修经验不足,有的是为了学习,观察电路波形而引起的。
在实际维修中,确实需要观察电路波形时,可采用如下措施:
1、将机器置于“测试”状态来测试。测试状态与机器的实际工作状态相似,只要在测试状态下观察的波形正常,一般来说,在机器实际运行时也会正常。目前,大多数厂家生产的设备都有“测试”这一工作状态。
2、人为断开末级驱动电路后再行测试:有的机器没有“测试”这种工作状态,对于这类机器就必须人为断开末级驱动电路后,再进行测试。但在末级驱动电路断开后,有一部分电路不能正常运行,这时就应根据实际机器的电路,人为制造运行条件,在末级驱动电路断开后,控制电路板中各点波形就均可观察到。
3、将有关板子取下,利用专用测试台来进行测试。发现机器某板子有故障,或将故障板修复后,需要验证该板是否正常时,可用专用测试台来进行测试,凡在测试台上测试正常的,一般到机器上运行都不会有什么问题。
二、电缆截面的选择
用户在安装UPS时,往往都会提出机器的输入、输出、蓄电池的输出线用多粗的线的问题。导线的选用,根据用途,种类,型号及各种结构尺寸,载流量,不同类型导线,有不同的使用范围和要求。由于UPS均装于室内,而且离负载较近,其走线多为地沟或走明线,所以,一般采用铜芯橡皮绝缘电缆。其导线截面积主要考虑三个因素:
1、符合电缆使用安全标准;
2、符合电缆温升许可;
3、满足电压降要求。
UPS要求最大电压降为:交流50Hz或60Hz回路≦3%;交流400Hz回路≦2%,直流回路≦1%,如果压降超过上述范围,必须加粗导线截面积。
其计算方法如下:
1、先求出电流值
交流输入、输出电流的计算:
因为P=3×U相×I相×cos(单相输出者则为:P=UIcos)
所以I相=P/3×U相×cos=Ps/3×U相
如380V50Hz250kVAUPS的输出电流为:
I相=250VA×103/3×220V=380A
2、确定导线截面
查表可知:当输出线约100m长时,可选择185mm2的铜芯电缆,超过100m长则需加粗些,因为100m的线路压降已达2.7%了。如果输出线在80m以下时,可选150mm2的铜芯电缆,此时压降为3.1×80/100=2.48%。
同理,可确定蓄电池的输出线的最小截面积。
直流输出电流I=P/U,这里要注意的是U应取最小值。
逆变器输入电压为362V~480V的3380V250kVAUPS,蓄电池的最大放电电流为:I=250000VA/362V=690A。
所以电池输出线应选600mm2以上的铜芯线。
100m长回路的电压降比率(铜芯电缆)如表4-1所示,选用时可参考。
表4-1中:截面积的单位为mm2;电流的单位为A;电压降则表示电压降的比率。
表4-1三相线路(铜芯导体):50/60Hz,3,380V
截面积
压 降
电 流
|
35
mm2
|
50
mm2
|
70 mm2
|
95 mm2
|
120 mm2
|
150 mm2
|
185 mm2
|
240 mm2
|
300 mm2
|
50A
|
1.3
|
1.0
|
|
|
|
|
|
|
|
63A
|
1.7
|
1.2
|
0.9
|
|
|
|
|
|
|
70A
|
1.9
|
1.4
|
1.0
|
0.8
|
|
|
|
|
|
80A
|
2.1
|
1.6
|
1.2
|
0.9
|
0.7
|
|
|
|
|
100A
|
2.7
|
2.0
|
1.4
|
1.1
|
0.9
|
0.8
|
|
|
|
125A
|
3.3
|
2.4
|
1.8
|
1.4
|
1.1
|
1.0
|
0.8
|
|
|
160A
|
4.2
|
3.1
|
2.3
|
1.8
|
1.5
|
1.2
|
1.1
|
0.9
|
|
200A
|
5.3
|
3.9
|
2.9
|
2.2
|
1.8
|
1.6
|
1.3
|
1.2
|
0.9
|
250A
|
|
4.9
|
3.6
|
2.8
|
2.3
|
1.9
|
1.7
|
1.4
|
1.2
|
320A
|
|
|
4.6
|
3.5
|
2.9
|
2.5
|
2.1
|
1.9
|
1.5
|
400A
|
|
|
|
4.4
|
3.6
|
3.1
|
2.7
|
2.3
|
1.9
|
500A
|
|
|
|
|
4.5
|
3.9
|
3.4
|
2.9
|
2.4
|
600A
|
|
|
|
|
|
4.9
|
4.2
|
3.6
|
3.0
|
800A
|
|
|
|
|
|
|
5.3
|
4.4
|
3.8
|
1000A
|
|
|
|
|
|
|
|
6.5
|
4.7
|
截面积
压降
电 流
|
25mm2
|
35mm2
|
50 mm2
|
70 mm2
|
95 mm2
|
120 mm2
|
150 mm2
|
185 mm2
|
240 mm2
|
300 mm2
|
100A
|
5.1
|
3.6
|
2.6
|
1.9
|
1.3
|
1.0
|
0.8
|
0.7
|
0.5
|
0.4
|
125A
|
|
4.5
|
3.2
|
2.3
|
1.6
|
1.3
|
1.0
|
0.8
|
0.6
|
0.5
|
160A
|
|
|
4.0
|
2.9
|
2.2
|
1.6
|
1.2
|
1.1
|
0.8
|
0.7
|
200A
|
|
|
|
3.6
|
2.7
|
2.2
|
1.6
|
1.3
|
1.0
|
0.8
|
250A
|
|
|
|
|
3.3
|
2.7
|
2.2
|
1.7
|
1.3
|
1.0
|
320A
|
|
|
|
|
|
3.4
|
2.7
|
2.1
|
1.6
|
1.3
|
400A
|
|
|
|
|
|
|
3.4
|
2.8
|
2.1
|
1.6
|
500A
|
|
|
|
|
|
|
|
3.4
|
2.6
|
2.1
|
600A
|
|
|
|
|
|
|
|
4.3
|
3.3
|
2.7
|
800A
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.2
|
3.4
|
1000A
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.3
|
4.2
|
1250A
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.3
|
三、UPS日常维护
1.清洁和检查
UPS在正常使用时,主机的维护工作很少,主要是防尘和定期除尘。机内的风机会将灰尘带人机内并沉积下来,造成电气参数的变化,当空气潮湿时会引起主机控制紊乱,造成主机工作失常并发生不准确告警。
2.蓄电池
UPS电池一般为密闭式电池,但建议每年做一次放电测试,并观察电池容量变化,以了解目前电池状态。其它电池保养检测方法同前
一般在室温条件下,正常使用时密封铅酸电池的浮充使用寿命为3-5年。
3.提高使用维护水平
从我公司已安装使用的UPS供电系统的使用维护情况来看,使用者不维护,维护者不使用。UPS已经具备的智能管理和通讯功能没有得到充分的发挥。在实际的运行维护中,使用者和维护者处在不同专业,由此决定其UPS管理技术的应用水平相对不高。存在着诸多隐患。如:使用者对系统中所有设备不能均匀配置,造成三相不平衡。系统中零地电压差过大。使用不当错误接入谐波电流大和启动冲击电流大的设备。系统中电力传输线过长和布局零乱而易产生干扰和发生人为事故。对UPS电气性能不清楚。维护者对UPS监测监控信息和显示功能不熟悉、对UPS运行时的常规维护要求执行不严格,对负荷电气性能不清楚。这些问题应引起我们的足够重视。