浅析UPS系统的日常维护管理

浅析UPS系统的日常维护管理

卢彬

（福建省高速公路集团有限公司南平管理分公司福建南平353000）

摘要：本文从UPS系统的工作原理、现投入使用的UPS系统类型着手，浅析UPS系统的日常维护、管理方法，为设备的正常、稳定运行提供技术支持。

关键词：UPS系统；维护管理；检修

一、UPS系统概况

UPS（UninterruptiblePowerSupply的缩写），一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压、恒频的不间断电源，主要用于向各类服务器、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。

1.UPS系统的发展历程

UPS电源从60年代的旋转发电机发展至今，先后经历了第一代动态UPS系统、第二代工频UPS电源机、第三代高频UPS电源机、第四代模块化高频UPS电源。随着信息技术、电力电子技术、控制技术、计算机技术的发展，UPS系统向智能化、数字化、高频化、冗余并机技术、集成化、绿色化等方向发展。现今，工频机、高频机、模块化等三类UPS系统并存。

2.UPS系统类型

UPS系统按应用领域和负载特性，可分为信息设备用UPS系统电源和工业动力用UPS系统两类；按输出功率的大小可分为小功率、中功率、大功率三种；按工作方式可分为离线式、在线互动式、在线式三大类。

3.UPS系统容量和储能电池容量的选取

UPS系统额定输出功率的选取取决于主机部分，并与负载属哪种性质有关。为确保UPS的系统高效率和尽可能地延长UPS的使用寿命，一般按负载功率为UPS额定功率的60～70%的原则确定UPS系统的额定输出功率。

储能电池容量的选取取决于负载功率和用电设备所需后备时间。后备时间的长短主要由用户供配电系统备用电源的接入时间来决定，通常在几分钟或几个小时不等。

4.UPS系统的组成及工作原理

⑴UPS系统的组成

从系统组件功能的角度看，UPS系统由控制部分、整流器（REC）、逆变器（INV）、蓄能电池组（储能部分）等四部分组成。其中控制部分、整流器（REC）、逆变器（INV）组件构成了系统的主机部分。

⑵UPS系统的工作原理（以厦门科华公司生产的FR-UK系列专业型UPS系统为例简述）

如图1-1所示，FR-UK系列专业型UPS系统由输入开关、输入滤波板及保护电路、整流器、逆变器、静态开关、旁路开关、输出变压器、输出滤波板及电池组等部分组成。在市电正常时，交流电源经过整流器转换为直流电源，供电给逆变器并对电池组进行充电，电池组存储电能；市电中断时，以零切换时间（静态旁路转换时间：0ms）提供干净的电源给负载使用。

二、UPS系统的日常维护管理措施

设备的正常、稳定、可靠、连续持久运行离不开日常对设备的精心维护，卓有成效的设备维护成果一定有一个行之有效的设备维护管理措施。笔者根据多年对UPS系统设备的日常维护管理工作体会，提出如下几点UPS系统的日常维护管理措施。

1.总体思路

在确保设备和人身安全的前提下，采取日常巡检和定期检修相结合的原则，通过正确的技术检测、维修手段，预判设备的运行工作状况；根据预判结果做出相应的维护检修计划，实施相应的维护工作，尽可能把设备故障消除在萌芽状态，杜绝小故障变成大故障检修。

2.日常维护管理具体措施

⑴.维护检修安全预防措施

①.谨记在UPS系统里存在危险电压，即使UPS系统没有运行。在进行维护、调整前要用功能正常的检测工具（如：电压表或其它检测工具）检查确保电源关断且处于安全状态，预防发生人身触电危险。

②.UPS系统的操作和维修人员维护检修前一定要熟悉被检修设备的用户手册。

③.不要对安全操作程序想当然，如有疑问，请向熟悉设备的人员（比如厂家技术人员等）请教。

⑵.日常巡检工作内容

通过系统监控软件或现场查看等途径，采用“望”、“闻”、“问”、“切”等手段，判定系统的工作环境（通风、散热、卫生等）是否满足要求，设备运行过程中是否发生异响，系统带负载情况等等。

⑶.定期检修工作内容

UPS系统设备的定期检修内容分UPS系统主机维护检修和蓄电池组维护两个部分，通过现场对设备进行保养、检测等操作，判定设备的运行状况，根据判定结果做出下一步的检修计划。

①.检修周期的确定

在UPS系统中，使用的蓄电池组为阀控铅酸蓄电池组，蓄电池组的优劣直接影响到整个UPS系统的可靠性，同时蓄电池又是整个UPS系统中平均无故障时间（MTBF）最短的一种器件，并且处于浮充的工作状态，结合《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》（DL/T724-2000）中的建议，确定检修周期为1次/季。

②.工作环境的检查

检查使用环境状况（通风、散热、卫生等）正常与否。

要求：通风环境良好；工作温度在0℃～40℃；相对湿度0%RH～90%RH,无冷凝；设备表面无尘；空调（有安装的话）运行正常。

③.主机的检修内容

④.蓄电池的维护

Ⅰ.蓄电池组外观检查

通过肉眼查看蓄电池外观有无形变、渗液现象；各接点接触是否牢靠、有无过热；用手触摸蓄电池表面感知表面温度是否正常等。发现异常情况及时处理。

Ⅱ.蓄电池组的定时放电

由于观察不到阀控式密封铅酸蓄电池的内部情况，因此应定期对其进行放电试验，以检测蓄电池的容量，能否达到设备运行需求——在市电断电的情况下可维持的工作时间≥2小时（因系统配置的蓄电池容量均按市电断电2小时备用时间设计）。

在实施放电操作的过程中应根据铅酸蓄电池的放电曲线和《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》（DL/T724-2000）（中华人民共和国国家经济贸易委员会发布）中规定的“阀控蓄电池在运行中电压偏差值及放电终止电压值的规定”两个技术要求进行。

具体实施如下：

ⅰ.人为切断市电，使系统处于蓄电池放电供电状态，并开始计时，直至恢复市电供电为止，得到相应系统的备用时间参数。

ⅱ.用电压表定时（两次测量之间间隔一定的时间）检测蓄电池放电过程中单体蓄电池的端电压和蓄电池组的端电压两个数据，并作相关记录。

ⅲ.单体蓄电池端电压下降到接近放电终止电压（10.80V）时应终止放电。

由于单体蓄电池内部失水程度（速度）、物质变质速度的不同，会通过蓄电池放电过程中端电压的数值变化体现出来。因此，用电压表检测蓄电池在放电过程中的端电压数值变化来判定蓄电池的性能是日常维护过程中简单、有效的手段。

3.撰写巡检总结

巡检结束后，应对巡检过程中得到的相关信息（测量数据、肉眼看到的现象等），进行科学的分析、总结，形成一个检修结论，对被巡检设备的工作状况给出一个客观的评价，同时根据检修结论制定有针对性的检修计划（需要检修的话）。

三、结语

通过上述日常巡检和定期检修相结合的维护管理措施的实施，从设备运行环境和带负载情况的“望”、“闻”、“问”、“切”，以及对设备运行数据的定期检测、分析等多方面入手，给UPS系统设备的运行状况做出一个可预见性的评判，使设备故障排除在萌发状态下，具有实际操作意义的指导作用。

参考文献

[1]《三相不间断电源FR-UK系列专业型（10～60KVA）用户手册》.厦门科华恒盛股份有限公司.

[2]《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》.

[3]（DLT724-2000）中华人民共和国国家经济贸易委员会发布.