随着通信技术的迅猛发展,行业之间的竞争越来越激烈,随之而来的是要求供电的质量越来越高,给电源维护人员提出了更高的要求,保证电源供电“零”中断。要达到“零”中断就必须使用UPS,所以UPS在通信行业的供电系统中得到了广泛的应用,要想让UPS长期良好地运行,维护工作至关重要。
如果设备配备合理、维护到位和认真操作,实现电源供电“零”中断也不是难事。
1 UPS在供电系统中的应用
UPS在供电系统中是必不可少的核心设备,但是它不能保证长时间不断电。UPS的供电时间主要由所配备的蓄电池组容量和性能来决定,通信行业一般情况下按30min配备(过去按15min配备)。但是电力供电系统一旦停电,时间就很长,光靠蓄电池组很难维持长时间供电。UPS供电系统如图1所示。
图1 UPS供电系统
UPS的输出要想做到长期不间断的供电,它需要外接电源(另路市电或柴油发电机组,以下简称油机)的支撑来完成,如果外接电源配置合理,使UPS输入断电的时间缩短,UPS蓄电池组的容量配备就可以大为减小，既节省了占地空间也降低了成本，更主要的是提高了UPS所带负载供电的可靠性。
一个完整的UPS供电系统大致由以下几部分组成:市电、油机、UPS、蓄电池,缺一不可。如果将市电转油机供电的时间缩短，蓄电池组放电的时间就缩短了，提高了UPS供电的安全性和可靠性。
2 变压器/油机供电系统——设备配备及运行方式
低压配电部分由用户自行配备,一般情况下凡是用UPS的用户,都配备柴油发电机组,一旦市电中断,就由自备的柴油发动机发电来向UPS供电,防止UPS蓄电池组长时间放电而电量不足,造成UPS所带负载供电中断。
为了节省资源以及根据机房的实际情况在油机配备上有多种形式,下面简单介绍一种形式:
以多台变压器/油机可以互备的低压供电系统为例,如图2所示。
图2 多台变压器/油机可以互备的低压供电系统图
(1)变压器/油机供电的负荷分配
①T3变压器与3#油机互为备用,靠开关S6自动转换来完成,给UPS供电;
②T1变压器与1#油机互为备用,靠开关S4自动转换来完成,给机房空调供电;
③T4变压器处于空载状态,为T3变压器和T4变压器做备用。
(2)设备故障或检修时的操作程序
①当T3变压器或者T1变压器故障或检修时,可以转换为T4变压器供电,人工通过S3转换开关或者S1转换开关来完成;
②如果市电已经停电，运行中的3#油机故障停机，可以人工通过S7转换开关将3#油机负荷转由1#油机供电(如果1#油机容量不够，转换之前可以减少部分非重要负载，避免油机过负荷而停机);
③如果市电已经停电,运行中的1#油机故障停机,可以人工通过S5转换开关将1#油机负荷转由3#油机供电(如果3#油机容量不够,转换之前可以减少部分非重要负载,避免油机过载而停机)。
3 UPS供电方式的选择
UPS供电方式一般分为:单机供电方式;主从热备份/冷备份供电方式;主从(串联)冗余供电方式;并联冗余供电方式等。
以上方案都比较成熟,可以根据机房的实际情况进行选择。
但是,为了便于维护和应急供电外加一个维修旁路。
4 UPS用蓄电池组的维护
密封免维护蓄电池是相对于开放式加电解液蓄电池而言。实践经验表明，免维护蓄电池并不等于无需管理，由于免维护蓄电池名称的误导，忽视了蓄电池必要的管理与维护，而引发UPS输出负载的中断，将会带来不可估量的经济损失和政治影响。
实践证明,随着UPS技术的不断发展,UPS本身的故障率在下降,而由蓄电池所引发的故障率占60%以上。显而易见,正确地使用和维护好蓄电池是降低UPS总故障率的关键因素之一。
蓄电池组的维护工作要定期进行,及时发现和处理“落后”蓄电池,使蓄电池组保持应有的电能,停电时才能保证UPS的不间断供电。蓄电池的维护项目如下:
4.1 投入使用前要做的项目
(1)安装前测量电压和内阻;
(2)密封免维护铅酸蓄电池在初次使用前不需要进行初充电但是应进行补充充电,充满24h;
(3)带交流假负载做一次容量实验;
(4)放电期间测量电池过桥压降和线路压降。
4.2 UPS 用蓄电池的日常维护
①每日记录蓄电池组的浮充电压和后备时间;
②电池室情况;
③每次放电后认真蓄电池的外观。
(2)月维护
①每月进行一次蓄电池组的清洁;
②每月测量并记录单只电池的端电压和环境温度。
(3)季度维护
①每季度进行一次均衡充电(UPS具备均衡充电功能的);
②测量每只电池的内阻。
(4)年维护
①检查引线及端子的接触情况,测量馈线、母线、电缆、电池过桥及软连接的压降;
②校正仪表显示;
③容量试验,更换落后电池。
5 UPS的维护
UPS要进行月检、半年检、年检等工作。以下简单介绍月检和年检。
5.1 UPS设备月检的维护内容
(1)观察UPS内部可目测的元器件的物理外观;
(2)根据现场环境的实际情况来安排散热风口、风扇及滤网的清洁;
(3)检查记录UPS的输入输出电压、电流及负载百分比;
(4)检查告警指示及显示功能;
(5)汇总分析设备运行数据。
5.2 UPS设备年检的维护内容
(1)设备清洁(将UPS脱离供电系统)
①整流器、逆变器、静态开关等控制板分离清洁;
②清洁所有连线及接口;
③清洁风扇;
④清洁变压器、电容及柜体;
⑤清洁蓄电池组;
⑥清洁输入、输出配电系统。
(2)关键值校正
①充电电流校正
充电电流校正是为了防止蓄电池过充电或欠充电,以免造成蓄电池因过充电而损坏或充电不足使放电时间不足而引起负载中断。
对更换了不同容量的蓄电池组更有必要调整此值。
②蓄电池组浮充电压校正
UPS长期运行此值可能发生变化,此电压高低都将影响蓄电池的放电容量及使用寿命。
③逆变器同步窗口校正
此值对于并机系统很重要,对于主、从机的系统尤为重要,如果此范围变宽,UPS转换问题不大,UPS所带负载会因频率越限而停机;如果范围变窄,UPS可能经常工作在内部振荡器;如果设备故障或需要转换时输出无法达到不间断转换,一般中断0.8s,负载将断电时间更长。
④整流器逻辑电源板校正
校正各逻辑板的供电电压值，避免损坏电路板。
⑤逆变器输出电压调整
调整输出电压在允许范围内,以保证负载供电电压质量。
⑥显示参数校正
调整仪表显示值与实测值一致，避免造成误判断。
⑦输入电压范围校正
调整输入电压范围，保证在市电变化范围内工作。
(3)检测
①检测滤波器;
②交流滤波电容测试;
③直流滤波电容测试;
④电感与变压器(绝缘性);
⑤测量散热用风机的风速、风温、轴承噪声;
⑥测试零线电流;
⑦测整机效率。