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UPS电源的日常维护、检修和故障排除方法

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投木园地电源投木l匕CHNULU Y ] U口梁P永S顺辽电源的E宁省广播电视传l输常维护、发射中心营口微波检修和故障排除方法 站 王璐王荣辽宁省广播电视传输发射中心大石桥微波站 摘要:UPS电源有很多优点。除了可以解决供 电中断影响外,还能消除电网供电中的各种影响, 因此它在广电系统中得到广泛应用。 关键词:不间断 整流器 逆变器 电池 控制电路 省广播电视传输发射中心下属各高山台、微波 站从05年1 0月份开始先后使用山特UPS电源, 主要用于市电停电时数字化改造后调制器部分的 不间断供电。UPS在电网正常时能够给各类信息化 设备提供高质量的交流电源,在电网异常时能够将 后备电池组的直流能量转化为稳定的交流电源供 给负载设备使用,并且在电网掉电过程中可以保证 输出没有“间断”,确保信息设备的安全运行。UPS 电源除了可以解决交流供电中断的影Ⅱ向外,还可以 消除正常交流电网供电中的各种高频杂波、电压浪 涌、陷落、瞬间断电等电力干扰对信息设备的危害, 保证信息网络B,GN安全运行。 一、不问断电源UPS的基本知识 1、UPS的基本概念 UPS是由整流器、逆变器、电池和控制电路等 组成,能在有限时间里提供纯净、稳定波形的电源 设备。 UPS具有以下功能: ①电网电压正常时,除了输出纯净、稳定且连 续不问断的交流电源外,还可以对电池进行充电, 储存后备能量。 ②在电网异常时(欠压、过压、掉电、干扰等)利 用电池组的能量对用电设备提供不问断的交流输 出,“不间断”一般指输出电压波形为零的时间不大 干1 0ms。 68 因而,UPS可以保证计算机等信息设备即使是 在恶劣的电网条件下也能安全正常运行。 2、UPS的分类及主要特点 ①在线式UPS: A、输出电压稳定性好4-3% B、波形失真度小THD<3% C、零中断 D、输入、输出能量形式全隔离 ②后备式UPS: A、电网正常时的整机效率高>95% B、电网正常时无噪音 C、切换时间<1 0ms D、价格较低 ③互动式UPS:具备与后备式电源相同的特 点,并且将充电器和逆变器有效合并成为一体双向 逆变器,虽然减少了系统的成本,但增加了一定的 控制难度。 ■、日常维护和检修 ①UPS电源在正常使用情况下,主机的维护工 作很少,主要是防尘和定期除尘。特别是气候干燥 的地区,空气中的灰粒较多,机内的风机会将灰尘 带入机内沉积、当遇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,大量灰 尘也会造成器件散热不好。一般每季度应彻底清洁 一次。其次就是在除尘时,检查各连接件和插接件 有无松动和接触不牢的情况。 ②虽说储能电池组目前都采用了免维护电池, 但这只是免除了以往的测比、配比、定时添加蒸馏 水的工作。但外因工作状态对电池的影响并没有改 变,不正常工作状态对电池造成的影响没有变,这 部分的维护检修工作仍是非常重要的,UPS电源系 统的大量维修检修工作主要在电池部分。 ③当UPS电池系统出现故障时,应先查明原 因,分清是负载还是UPS电源系统:是主机还是电 池组。虽说UPS主机有故障自检功能,但它对面而 不对点,对更换配件很方便,但要维修故障点,仍需 做大量的分析、检测工作。另外如自检部分发生故 障,显示的故障内容则可能有误。 ④对主机出现击穿,断保险或烧毁器件的故 障,一定要查明原因并排除故障后才能重新启动, 否则会接连发生相同的故障。 ⑤当UPS电源电池组中发现电压反极、压降 大、压差大和酸雾泄漏现象的电池时,应及时采用 相应的方法恢复和修复,对不能恢复和修复的要更 换,但不能把不同容量、不同性能、不同厂家的电池 联在一起,否则可能会对整组电池带来不利影响。对 寿命已过期的电池组要及时更换,以免影响到主机。 三、故障现象和排除方法 (1)我站使用的山特UPS一500电源电路部分 发生的故障现象 故障1:逆变输出正常,市电输入时UPS无输出。 故障分析及排除:此种故障主要存在于市电电 压检测电路和市电/逆变继电器转换电路。由于这 个继电器转换电路简单,故首先检查此部分电路。人 为使该继电器动作,发现市电转换正常,说明故障在 市电电压检测电路。此部分相关电路如图1所示。 图1市电电压检测电路图 TECHNOL0GY电源技术技术园地 从此图可以看出,当市电输入电压为220V时, 经变压整流得到一个约为+30V的市电输入检测信 号电压,该电压高低与市电输入电压成正比。此电压 经R60、R59、C25滤波后,得到一个+2.4V的直流 电平信号,该信号分别送到U5的7脚和U6的4 脚。由一5V经R54、RP5分压得到的1.6V接至U5 的6脚。此时U5的1脚、U6的2脚都输出+1 2V 的高电位,使后续电路中的继电器不工作,市电的输 入与输出保持连通状态。当市电电压低至170V以 下时,U5的第7脚电位降至1.5V以下,低于第6脚 的电位,第1脚输出低电位,使后续电路中继电器动 作,切断市电通路,UPS转为逆变输出:当电压高于 260V时,U6的第2脚输出低电位,后续电路中的继 电器动作,切断市电通路,UPS转为逆变输出。 现测U5(LM339)的1脚电位为6V,正常为0V, 测2脚为0V,6脚和5脚电位正常,7脚电位为4V, 正常时为2.4V,而测市电输入正常,30V检测电平信 号正常,说明故障是由于市电检测电路损坏引起。根 据上述市电检测电路的工作原理可知,引起U57脚 电位升高的原因有两种:@30V检测电平升高;② U5或外围损坏。 首先测R59上端电位2.7V正常,说明故障是 由于U5或外围元件损坏引起。断电查U5外围元 件均正常,重新加电测U5的1脚和U6的2脚电压 发现1脚为0V,2脚为6V,据此基本可断定U5损 坏,更换U5后故障排除。 故障2:市电正常时有输出,突然停电,UPS刚进 入逆变状态,蜂鸣器长Ⅱ乌,随即UPS输出截止。 图2是辅助电源电路,从此图可以看出,+24V 是继电器线圈工作电源,+1 2V是整机控制辅助电 源,+5V是整机的控制电源。 故障分析及排除:因在市电正常时UPS工作 正常,而在市电突然停电时UPS能进入逆变状态, 只是维持逆变时间短,说明UPS的整流、逆变和切 换部分无故障,此种故障现象一般是由于蓄电池容 量不足所致。测蓄电池电压为20V,低于放电终了极 限值。空载情况下,接入市电,打开开关,绿色指示灯 亮。断开蓄电池与主机的连线,测连线两端电压为 0V,说明充电电路没工作。因充电电路不工作,使蓄 电池长期得不到充电,而处于“亏电”状态,导致逆变 时间短。此UPS的充电电路是: 69 技术园地电源技术I LCHN0LL)GY P4—2 -3 图2辅助电源电路图 通过U8(LM317)输出一个可调整的电压经VD18 为蓄电池浮充电的。首先测B1输出端电压为33V 正常,测R1 03对地电压为0V,查U8外围元件正常, 说明U8(LM31 7)损坏。更换U8,充电电压为27V, UPS恢复正常。 (2)电池部分发生的故障现象 电池温度升高、鼓涨、变形、漏液,及时更新,故 障排除,目前我站UPS电源运行稳定可靠。 上接67页 和嵌入式组态软件(运行版)。使得监控系统运行更 加稳健可靠。可外接USB鼠标键盘等。 (2)监控系统连接示意图: 单电单充系统:可以实现1组120节电池巡 系统均充时的降压要求。 (3)本电压自动调节器采用纯硬件控制电路, 响应速度快,输出稳定可靠。 (4)使用门电路监测合母电压的变化,控制相 应的继电器吸合或断开,保证控母输出电压≤ 220V±7V。 检,80路开关量检测,60支路绝缘检测,16个整流 模块管理。 (5)当电压到达门限值时,继电器动作,同时门 限值移动2V左右,不会有在一个电压值时继电器 连续动作的振荡现象发生。 3、采用XJ24电池巡检单元模块 电池巡检模块是对蓄电池在线检测的一种设 备,单一模块可采24节2V一12V电池,采用高精度 A/D及CPU控制,采用数字口与上位机通讯,采样 回路与数字口隔离,因此该模块采样精度高,采样 速度快,可靠性高,可5个模块并联使用,达到120 节电池巡环检测。 总之,直流屏是一种较为理想的直流电源设 2、电压自动调节器 备,它具备能量大、体积小、电压稳定、寿命长、使 用安全,无腐蚀性气体,超低内阻输出的特征,同 时能承担强大的冲击电流,对合闸操作起到安全 保障。 (1)本电压自动调节器具有手动7级、自动5级 调压功能。 (2)使用21个硅堆,总降压约为32V,能满足 70 

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