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UPS保證任何情況下的正常供電,是許多行業(yè)的重要基礎,。為此,除工業(yè)電網(wǎng)正常供電外,許多企業(yè)還配備了UPS,。UPS是保證供電穩(wěn)定和連續(xù)性的重要設備,因其智能化程度高,儲能器材也可選用免維護蓄電池,使得在運行中往往忽略了對系統(tǒng)的維護和檢修。其實維護的好壞,對電源的壽命及其故障率有很大的影響,。作者結(jié)合UPS原理和實際工作經(jīng)驗,提出UPS的維護要點,使其更穩(wěn)定長久地運行,。
UPS的供電原理是當市電正常時,系統(tǒng)會將市電的交流電轉(zhuǎn)為直流并對電池浮充電。一旦市電發(fā)生異常時,再將儲存于電池中的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電,使負載繼續(xù)得到電能,。這里需要強調(diào)的是UPS并不是停電時電池才會工作,如遇到電壓過低或過高,、瞬間浪涌等足以影響設備正常運轉(zhuǎn)時均會工作,給設備提供穩(wěn)定且純凈的電力。由于一般負載在啟動瞬間存在沖擊電流,而UPS內(nèi)部功率元器件都有一定的安全工作范圍,盡管在選用器件時都會留有余地,但過大的沖擊波還是會縮短元器件的使用壽命,甚至造成元器件的損壞,因此在使用UPS時,應盡量減少沖擊電流帶來的影響,。而且,儲能設備雖然可選用免維護蓄電池,但在日常運行當中,還是需要進行適當維護的。
1 UPS的系統(tǒng)組成
UPS由四個部分組成:整流,、儲能,、逆變和開關控制。
(1)整流器實現(xiàn)穩(wěn)壓功能整流器件采用晶閘管或IGBT,其本身具有可根據(jù)外電的變化控制輸出幅度的功能,從而當外電發(fā)生變化時(該變化應滿足系統(tǒng)要求),輸出幅度基本不變的直流電壓,。
(2)儲能電池實現(xiàn)凈化功能由于整流器不能消除瞬間脈沖*,整流后的電壓仍存在*脈沖,而蓄電池除可存儲直流電能外,其對整流器來說就像接了一只大電容,其等效電容量的大小與蓄電池的容量大小成正比,。因為電容兩端的電壓是不能突變的,即利用了電容器對脈沖的平滑性消除了脈沖*,起到了凈化功能,也稱對*的屏蔽。
(3)逆變器實現(xiàn)頻率的穩(wěn)定頻率的穩(wěn)定度僅取決于逆變器振蕩頻率的穩(wěn)定度。
(4)轉(zhuǎn)換開關為方便UPS的日常操作和維護,設計了系統(tǒng)的開關控制,如自動旁路開關,、檢修旁路開關等,。
2 UPS使用的注意要點
UPS雖然智能化程度較高,儲能設備也可選用免維護蓄電池,這給我們使用帶來了許多便利,但在其使用過程中還應注意許多方面,才能保證使用。
加上潮濕會引起主機工作紊亂,。蓄電池組對溫度的要求較高,，標準使用溫度為25℃，室內(nèi)溫度應在+(15～30)℃,。溫度過低,，會使蓄電池容量下降,溫度每下降1℃，其容量下降1%,。如果長期在高溫下使用,，溫度每升高10℃，電池的壽命約降低一半,。
(2)參數(shù)設置
主機中設置的參數(shù)在使用中不能隨意更改,特別是電池組的參數(shù),會直接影響其使用壽命,。但隨環(huán)境溫度的改變,對浮充電壓要做相應調(diào)整,通常以25℃為標準,環(huán)境溫度每變化1℃時,浮充電壓也相應變化18mV(相對于12V蓄電池)。
(3)系統(tǒng)冷啟動
在無外電而僅靠UPS自行供電時,應避免帶負載啟動UPS,。負載啟動瞬間,啟動電流會沖擊電池,大負載的沖擊會造成UPS瞬時過載,嚴重時將損壞逆變器,故需先斷開各負載,等UPS系統(tǒng)啟動后再開啟負載,。
(4)增加負載
在設計過程中,UPS的功率余量一般不大,故在使用中不要隨意增加大功率的額外負載,也不允許在滿負載情況下長期運行。UPS的工作性質(zhì)決定了其是在不間斷的狀態(tài)下運行,增加大功率負載,即使是在基本滿載的狀態(tài)下工作,都會造成主機的故障,嚴重時將損壞逆變器,。
(5)電池相關問題
蓄電池組的電壓很高,存在電擊危險,因此在裝卸導電連接條,、輸出線時應采取安全保護措施,如使用絕緣工具,帶絕緣手套,操作時站在絕緣板上等,特別是輸出接線端子,應有防觸摸措施。
無論電池是在浮充狀態(tài)還是在充,、放電檢修測試狀態(tài),都要保證電壓和電流符合規(guī)定要求,。過高的電壓或電流可能會造成電池的熱失控或失水,電壓、電流過小會造成電池虧電,這些都會影響電池的使用壽命,前者影響更大,。
在任何情況下,都應防止電池短路或者深度放電,因為電池的循環(huán)壽命和放電深度有關,。放電深度越深,循環(huán)壽命越短。通常在核對性容量實驗中或是放電檢修中,放電達到容量的30%～50%就可以了,。
對電池應避免大電流充放電,。雖說在充電時可以接受大電流,但在實際操作中應盡量避免,否則會造成電池極板膨脹變形,使得極板活性物質(zhì)脫落,電池內(nèi)阻增大,溫升提高,嚴重時將造成容量下降,電池壽命提前終止。
3 日常維護與檢修
UPS分為主機和蓄電池組,所以維護與檢修也是對這兩者而言的,而電池的維護又是工作中的重點,。
(1)主機的維護與檢修
UPS在正常使用的情況下,主機的維護工作較少,主要是防塵和定期除塵,。特別是氣候干燥的地區(qū),空氣中的灰粒較多,機內(nèi)的風機會將灰塵帶入機內(nèi)沉淀,當遇空氣潮濕時會引起主機控制紊亂而造成主機工作失常,并且發(fā)出誤報警,大量的灰塵還會造成散熱不好,導致機內(nèi)溫度升高。其次是在除塵時,檢查各連接件和插件有無松動和接觸不牢的情況,。一般,每四年對UPS設備進行一次檢修,首先是更換UPS所有風扇,再根據(jù)運行情況,由專業(yè)人員帶電檢查直流回路紋波情況,從外表查看直流電容和交流電容有無異常,用表測試電容容量情況,確定是否更換電容,。在清掃、檢修完成后,開始回裝插件,注意插件要插緊,二次插頭要插好,。檢查通電后風扇和蓋板是否有共振,。若以上情況都正常,UPS繼續(xù)手動旁通供電負載,在不帶載情況下,，由專業(yè)技術人員單獨給UPS供電調(diào)試自動旁通、整流器和逆變器,。若調(diào)試正常,，UPS開始切換，由手動旁通切換到自動旁通再到逆變器供電,。
(2)電池的維護與檢修
儲能電池組目前基本采用免維護電池,但這只是免除以往普通鉛酸電池的測比,、配比、定時添加蒸餾水的工作,。而外因和不正常工作狀態(tài)對電池的影響沒有改變,這部分的維護檢修仍是非常重要的,。UPS的安裝環(huán)境、環(huán)境溫度,、充放電電流,、充電電壓、放電深度,。日常的維護項目有:清潔并檢查電池端電壓,、溫度;連接處有無松動腐蝕現(xiàn)象,連接條壓降;電池外觀是否完好,有無變形和滲漏;極柱、安全閥周圍是否有酸霧逸出;主機設備運行是否正常,。儲能電池長期處于浮充狀態(tài),這種情況下每年應進行一次放電試驗,。對新電池而言,放電前應對電池組進行均衡充電,以達全組電池的電壓均衡。待放電時,先對電池做一個測試記錄,在放電過程中,定時檢查并記錄電池電壓,若有一只達到放電終止電壓時,應停止放電,若要繼續(xù)放電需先更換落后電池,。免維護電池進行放電,建議離線進行,。選擇放電電流時,要根據(jù)電池容量及電池備用時間,放電過程中用電流表監(jiān)視,盡量保持電流恒定。通過調(diào)整電極在水中的深度和電解質(zhì)的濃度,來調(diào)節(jié)放電電流的大小,。值得注意的是,在放電過程中,水箱中會有大量熱量散發(fā),溫度很高,要適當換水,降低水溫,。對于鎳鎘電池,其電解液是氫氧化鉀溶液,放電時不但會產(chǎn)生熱量,還會釋放有害氣體,所以放電時需要保證良好的通風。深度放電會造成蓄電池內(nèi)部極板表面硫酸鹽化,導致蓄電池內(nèi)阻增大,嚴重時會使個別電池出現(xiàn)“反極化”現(xiàn)象和電池的*性損壞,。蓄電池對環(huán)境溫度要求較高,工作環(huán)境一般要求在20～25℃之間,低于15℃時,其放電容量下降,而溫度過高(大于30℃)其壽命就會縮短,。目前常用的M型密封式鉛酸蓄電池的使用壽命大約在10年以內(nèi)。免維護電池需要維護并不是無稽之談,應從廣義的維護立場出發(fā),做到運行,、管理的周到,、細致和規(guī)范,保證設備良好的運行狀況,從而延長使用年限;保證直流母線經(jīng)常處在合格的電壓和電池的放電容量;保證電池運行可靠和人員的安全。這就是電池維護的目的,也是電池運行規(guī)程中包括的內(nèi)容和規(guī)定,。
(3)故障排查
當UPS電池出現(xiàn)故障時,應先查明原因,分清是負載問題還是UPS問題,是主機故障還是電池組故障,。雖說UPS主機有故障自檢功能,但它對面不對點,更換配件很方便,但要維修故障點,還需要大量分析、檢測工作,。另外,如自檢部分發(fā)生故障,顯示的故障內(nèi)容則可能有誤,。對主機出現(xiàn)擊穿、斷路器或器件燒毀故障,一定要查明原因并排除故障后才能重新啟動,否則可能發(fā)生相同的故障,。
當電池組中發(fā)現(xiàn)電壓反極,、壓降大、壓差大和酸霧泄露現(xiàn)象的電池時,應及時采用相應的措施進行修復,對不能修復的就要更換,但不能把不同容量,、不同性能,、不同廠家的電池混在一起使用,否則可能會對整組電池帶來不利影響。對壽命已過期的電池組要及時更換,以免影響主機,。
(4)做好防雷措施
在UPS市電輸入端必須安裝防雷設備,并確認UPS可靠接地,。接地電阻應小于2Ω。
4 結(jié)束語
再好的設備也有壽命,也會出現(xiàn)各類故障,但維護工作做的好可以減少設備故障,延長設備壽命,。不能因為高智能,、免維護而忽略了本應進行的維護工作,在任何時候都可能發(fā)生故障,而預防工作則是安全運行的重要保障。