UPS故障原因分析及处理

UPS故障原因分析及处理

林江 ,申晓军 ,白玉龙 ,杨愧 ,雍志强

新疆独山子石化供水供电公司  新疆克拉玛依  833699

摘要：

UPS（Uninterruptible Power  Supplies）又称不间断电源，UPS故障严重影响电厂机组运行的安全稳定，及时维修，消除故障，尽快恢复正常为机组运行提供安全保障极为重要。该文介绍UPS的运行方式及切换过程，探讨UPS的常见故障及实现原因，总结UPS故障处理方法。

关键词：UPS；电厂；故障处理；切换试验；整流器

UPS负责向电厂的测量、控制和保护等各类重要负荷提供连续可靠的不间断交流电源，属于重要且精密的设备，为企业的安全稳定运行提供重要保障。本文介绍了UPS的运行方式及切换过程，对UPS的常见故障及实现原因，以及UPS故障处理方法进行了探讨总结。

1  UPS的运行方式及切换过程

1.1  UPS的正常运行方式

正常运行时，负荷由主电源经整流器、逆变器供电，直流电源和旁路电源处于备用状态，UPS主路输入开关NFB1（QF1）、UPS旁路输入开关NFB2（QF6）、UPS静态检修旁路输入开关NFB3（QF3）、UPS逆变器直流电源开关K5（QF2）和UPS输出开关NFB4（QF5）合闸。检修旁路开关NFB5（QF4）分闸。

1.2  UPS的自动切换过程

当整流器输入交流电源失去时，逆变器将自动地、不间断地切至直流电源供电方式。整流器输入交流电源恢复时，自动恢复到正常运行方式。当逆变器直流电源侧电源中断、直流电压低或逆变器故障等情况下UPS自动切换至静态旁路电源供电方式，一旦条件返回到正常情况，则自动返回到逆变器供电方式。

1.3  UPS的手动切换过程

当UPS装置需要检修时，则由检修旁路电源供电，将检修旁路开关NFB5（QF4）合闸，将UPS输出开关NFB4（QF5）分闸；UPS必须在静态旁路供电时，才允许将UPS切至检修旁路（即UPS从逆变器向检修旁路切换时，必须在静态旁路状态下进行）。UPS在逆变输出模式时，严禁合上检修旁路开关NFB5（QF4）。

2  UPS的常见故障及原因分析

2.1  UPS系统电阻故障

电阻本身是一种发热的元器件，在进行通流运行时很容易由于电阻发热量过大或通风冷却不良等原因造成热量积聚发生故障，且电阻是电子设备中使用频率较高的元件，因此在电子设备故障中，由电阻故障造成的概率比较大。主要原因与电阻本身的制造过程、材质选用、组织结构、使用环境和散热条件等有着密切的关系。电阻故障主要分为致命失效和参数漂移2种，其中电阻在使用过程中因发生机械碰撞、过热击穿，从而造成短路、断路现象，就是致命失效，而电阻在使用过程中因年限过长、环境劣化、温度过高等原因造成电阻值严重偏移的现象称为阻值漂移。

2.2  UPS系统电容故障

电容是UPS系统整流回路中主要的组成元件之一，电容常见故障主要表现为漏液、电容开路、通电击穿、参数偏移及电容失效等。造成这些电容故障的主要原因有年限过长、机械损伤和介质不纯等。

2.3  UPS系统控制板或驱动板故障

控制板或驱动板是控制UPS系统整流、逆变启停的重要元件，都是由高度集成的电子元器件组成，属精密器件，技术含量高，结构紧凑，体积小，使用环境要求较高。当其高度集成的任一元器件损坏或通信回路丢失，均可能造成UPS系统失去控制，致使UPS系统发生电源切换，如由主路电源供电切换到直流供电，或切换到静态旁路供电，降低供电可靠性，严重时还可能造成UPS系统输出中断，影响机组及设备安全。

3  UPS系统故障常用处理方法

UPS系统故障常用的处理方法一般可分为直接观察法、分级压缩测试法及其他特殊检测法。

3.1  直接观察法

当UPS系统故障现象比较明显时，可通过“看”“听”“嗅”“摸”等方式，直接利用人体感受器官来进行观察判断，这种方法实用性强，操作简单，而且较为行之有效。事实上，直接观察法在各类设备的故障检修中均发挥着较为重要的作用。运用直接观察法进行UPS系统故障判定时，相对来说比较依赖于个人的经验积

累，一般需要根据观察者本人的实际经验，针对其认为UPS系统有较大可能发生故障的部位或故障发生频率较高的部位进行重点检查，通过个体感受来对发生的明显故障进行简单的初步判断。利用直接观察法进行UPS系统各类故障检测时，也要从多侧面、多维度进行检查，从眼看表象、耳听声音、鼻嗅气味和肤受触摸等由表及里、从简单到复杂逐步深入，进行检测，确保故障判断的全面正确。 

3.2  分级压缩测试法

当UPS系统故障现象不明显、故障范围不明确时，可利用分级压缩测试法对UPS系统故障范围、故障原因和故障程度进行检测，逐级压缩，减小故障查找的范围，便于更快地确定故障点。UPS故障的类型繁杂，表现出来的现象千差万别，每个个体对故障查找及处理的方式、方法和手段会各有差别，运用分级压缩测试时也会各不相同，如有些人喜欢采用中分测压法、有些人习惯采用中分测阻法等。在采取应用这些方法进行故障检测时，亦可分为采用静态方法和动态方法2种。当采用静态法进行故障查找时，一般是利用中分测阻法进行，对设备运行电路状况进行检测，来缩小设备发生故障的范围，从而帮助查找判定故障发生点。当采用动态法进行故障查找时，一般是利用中分测压法进行，通过对设备工作回路中的电压波形运行形态进行检测，来缩小判断设备发生故障的范围及程度。

3.3  其他特殊方法

UPS系统有时也会出现一些特殊的故障，运用常规的手段无法及时地查找出故障点，这时候就需要采取一些特殊手段、特殊方法来进行检查，以缩小故障范围，确定故障原因。比如冷焊、虚焊、局部放电和局部氧化等，对于这种类型的故障，可采用敲击振动法、局部加热法等特殊手段进行检测，来帮助确定故障点。在采取敲击振动法进行设备故障检测时，敲击振动过程应小心谨慎，保证击打部位的振动受力在允许程度之内，应使用非金属体进行打击，避免击打元件表面出现刮痕或短路现象，避免由受力过大造成设备元件的其他损坏。运用局部加热法对部分因温度急剧变化而产生的故障进行检测时，应减小检测范围，仅针对故障发生可能较大的部位进行加热，过程中可以采取热吹风或安全加热体2种方法进行。在对设备进行局部加热的过程中，要使用合理的加热温度，保证受试的设备正常元器件不产生损环。

4 结论

由于UPS系统自身的原理与技术十分复杂，不但系统内部的组成元件多，而且其中大部分元件都是精细部件，这些精细部件对于外界环境的要求非常高。因此，对于UPS系统而言，各类外界环境因素影响都非常有可能对其内部元件造成污染。一旦这些精细的元件受到污染，就容易发生故障，失去其原来的功能，甚至可能因此引起整个UPS系统的瘫痪。基于这样的事实，营造一个良好的工作环境是保证UPS系统的正常运行的基础，有利于減少由外界因素而导致的系统故障。

参考文献：

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