UPS电源的组成及故障处理

一、UPS电源的组成

1、作用和功能

UPS是交流不停电电源的简称。主要功能是在正常、异常和供电中断情况下，向重要用电设备及系统提供安全可靠、稳定不间断，不受倒闸操作影响的交流电源。

2、组成及原理

UPS由整流器、逆变器、隔离变压器、静态开关、手动旁路开关等设备组成。

UPS的工作原理是：正常工作状态下由厂用电源输入交流，经整流器整流滤波为直流再送入逆变器，变为稳频稳压的工频电流，经静态开关向负荷供电。当UPS交流输入电源，因故中断或整流器发生故障时，逆变器由蓄电池组供电，仍可做到毫无间断地继续向负荷提供优质可靠的交流电。如果逆变器发生故障，还可自动切换至旁路备用电源供电。当负载启动电流太大，UPS也可自动切换至旁路电源供电，启动过程结束后再自动恢复由UPS供电。

如下图，供电电源为三路，其中两路交流电源来自厂用保安段，这两路电源可经静态开关自动切换，或经手动旁路开关手动切换。第三路来自直流屏，用蓄电池组供电，经隔离二极管到逆变器。三路电源配合使用。

3、组成元件简介

1）整流装置

整流器又称充电器，接线方式有三相全控桥式整流和三相半控桥式整流。

（1）输入变压器

用来改变交流电源输入电压的大小，给整流器一个合适的电压值。

（2）整流器

有三个二极管和三个可控硅组成三相全波半控桥式整流电路，调整导通角和通电时间可得到理想的直流输出电压。

（3）输出过滤器

由一个电感线圈和一组电容组成的L型过滤器，用来减小整流器输出的波纹系数。

（4）控制板

通过比较给定值，调整可控硅的导通角，使整流器输出电压正常。

2）逆变器

（1）输入回路

提供稳定的直流电源。

（2）功率开关

其交替反极性导通将直流电源转换成功率很大的方波。

（3）振荡器

是逆变器的核心，发出一定频率的导通脉冲去控制功率开关电路。

（4）输出回路

由恒压变压器及滤波电容组成，其作用是滤去功率开关输出方波中的高次谐波，使输出波形近似于正弦波并保持输出电压的恒定。

二、UPS系统运行操作

1、运行方式

UPS系统为单相两线制系统，输入电源为三相交流或直流，输出电源为单相交流。

1）正常运行方式

电网三相交流电源通过整流器整流后送给逆变器，逆变器转换输出50Hz、220V的单相交流电压，再经静态开关向UPS配电屏供电，直流电源和旁路电源处于备用状态。

2）非正常运行方式

电网三相交流电源消失或整流器故障时，由直流电源供电；当UPS装置需要检修而退出运行时，由旁路电源供电。

2、运行巡视与维护

1）检查UPS装置运行参数应正常；

2）检查UPS装置开关位置正确，运行良好；

3）检查UPS装置各部分无过热、无松动现象，各灯光指示正确。

4）保持UPS装置室内温度正常，空气清洁，通风良好。

3、系统操作

1）UPS系统投入运行前的检查

（1）检查盘内清洁无杂物，绝缘符合要求；

（2）检查系统接线相序、极性正确，接头无松动；

（3）检查整流器电源输入电压正常；

（4）检查旁路调压器升降调节灵活；

（5）检查各元件完好，开关均在断开位置。

2）UPS系统投入运行的操作

（1）合上系统控制、保护及信号电源小开关（或熔断器）。

（2）合上正常输入工作电源开关，装上电源熔断器。

（3）按下整流器充电按钮，充电器投入指示灯亮。

（4）合上蓄电池组开关，装上直流电源熔断器，对应指示灯亮。

（5）按下逆变器运行按钮，灯亮、大约十秒后向负荷供电。

（6）合上系统备用电源开关，装上备用电源熔断器，调整输出电压为规定值。

（7）检查满足静态开关切换条件（旁路电源同逆变器输出的频率和相位相同）的同步指示灯亮。

（8）检查UPS运行符合所需运行方式，各信号灯指示正确。

3）UPS系统退出运行的操作

（1）断开备用电源刀开关，取下备用电源熔断器。

（2）按下逆变器停止与复归按钮，全部报警器复位。

（3）断开直流电源刀开关，取下直流电源熔断器。

（4）按下充电器停止按钮，使充电器关机。

（5）断开正常交流工作电源进线刀开关，取下电源熔断器。

（6）将手动旁路开关切换至旁路位置。

（7）全面检查，灯光熄灭，电源均断开。

4）UPS系统切换至旁路的操作

（1）检查旁路工作正常，处于备用状态。

（2）合上手动旁路开关，转入备用电源供电。

（3）约八秒后系统切至旁路运行。

（4）检查灯光指示正确，输出电压正常。

（5）断开正常交流工作电源进线开关，各信号灯指示正确。

三、UPS电源故障处理

UPS的电源故障，绝大多数是电池故障，应加强对UPS蓄电池的维护，定期对蓄电池组进行监测，定期进行电池活化。

UPS本身的故障多为内部故障，包括控制回路和主回路故障，需要专业人员处理。故障发生后，可参照UPS操作指南，及时将故障UPS退出运行，所带负荷由维修旁路电源供电。通常UPS的输出都是跟踪旁路电源，故障时保证无间断地由逆变器输出到旁路电源供电的切换，因此，平时应经常检查旁路电源的质量，保证旁路电源的电压频率在切换允许范围之内。