第一篇：UPS故障分析報告

Ups故障分析報告

事故經(jīng)過：9月10日凌晨02：28分，進行保安MCC A段的倒電工作，拉開柴油機到#2機保安MCC A段備用電源進線1ZKK，檢查#2機保安MCC A段失電后，合鍋爐MCC A段到保安MCC A段進線開關(guān)B23，保安MCC A段帶電正常，UPS系統(tǒng)運行正常，方式為主回路運行。

02：32分，開始進行保安MCC B段的倒電工作，拉開柴油機到#2機保安MCC B段備用電源進線2ZKK，檢查#2機保安MCC B段失電后，合鍋爐MCC B段到保安MCC B段進線開關(guān)B24，保安MCC B段帶電正常，此時直流I段絕緣報警動作，直流II段絕緣和接地報警動作，UPS總故障報警。立即到就地直流配電室檢查直流和UPS報警情況，直流配電室內(nèi)有大量煙氣，直流I、II段報警均動作，UPS旁路運行報警，UPS柜內(nèi)有煙氣產(chǎn)生。復(fù)位直流I、II段報警后報警消失，UPS旁路運行。

根據(jù)ups現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)相電壓測量板燒壞，其連接的電纜線的絕緣皮融化，明顯是短路造成大電流通過。靜態(tài)開關(guān)部分也燒壞嚴重，直流電容爆炸等引起原因可能是外接電源在轉(zhuǎn)換常用電時出現(xiàn)高壓，導(dǎo)致相電壓測量板和靜態(tài)開關(guān)的可控硅被擊穿，使旁路電源與逆變器并聯(lián)造成短路，對靜態(tài)開關(guān)的控制回路造成嚴重的損害且反向向整流器沖擊致使直流電壓飆升過高，由于其電壓大大超出了直流電容的額定電壓，電容無法承受而爆炸。直流電容為易損元器件，使用時間長后會降低其儲能能力且又受到嚴重的沖擊，存儲能力大大降低，為確保設(shè)備能長期正常運行，將直流母排的直流電容更換。調(diào)試設(shè)備做切換時發(fā)現(xiàn)逆變接觸器無法吸合，測量接觸器發(fā)現(xiàn)有一相觸點損壞將其更換。

此次更換的備件如下：

PC926 相電壓測量板

1塊 PC954 接觸器緩沖板

1塊 PC690A 靜態(tài)開關(guān)驅(qū)動板

1塊 PC811 靜態(tài)開關(guān)控制板

1塊 繞線電阻

200w1RJ

2個 靜態(tài)可控硅 MTC200A

1個 逆變快速保險

400A

2個 接觸器

LG 85A

1個 直流電容

27000μF／300VDC 2個 以上備件均為明顯有嚴重?zé)龎牡暮圹E

由于直流母排的電容受到高電壓的嚴重沖擊，存儲能力大大降低，為確保設(shè)備能長期正常運行，將剩下的直流電容更換。直流大電容 8800μF／450VDC 4個 直流小電容 1μF／1000VDC 4個

日期：2010年9月10號

第二篇：Ups故障事件報告

Ups故障原因分析報告

2007年2月7日上午9：30，中山西路突然停電，后備電源ups自動轉(zhuǎn)換為電池組供電工作，在正常運轉(zhuǎn)半小時后，辦公室正常運轉(zhuǎn)的兩臺電腦也突然自動關(guān)機，檢查原因發(fā)現(xiàn)是ups后備電源非正常關(guān)機了。因為ups里面都是高壓強電，自使用以來一直未發(fā)生過故障且在保修范圍內(nèi)，我們不能私自對它進行拆卸以進一步檢查原因，聯(lián)系銷售商潘孝景，廠家科士達科技發(fā)展有限公司隨即給我們回了電話，在電話里我詳細地跟他們說明了故障狀況，在他們工程師的指導(dǎo)下重起ups，就在重起2秒鐘后，聽到機房里傳來“砰”的一聲巨響，機房里隨即傳出一陣淡淡的火藥味，屋頂?shù)奶旎ò?、墻壁上的靜電板都被震得松動了。我立即聯(lián)系廠家把這些情況跟他們進行了詳細的說明，廠家很重視，隨即派來工程師給我們維修。在工程師未到，當(dāng)天下午一點市電來了之后，我們切斷ups后備電源，臨時搭上市電，以確保收費系統(tǒng)的正常運行。

晚上工程師到來之后，他把ups的主機、電池柜全部打開，經(jīng)過仔細的檢查，故障原因是由于電池已經(jīng)連續(xù)使用三年，有的電池的電壓已經(jīng)超出了規(guī)定的范圍，有三塊電池甚至是雙倍的，所以在市電斷電的情況下，電池在放電時保險閥受壓突然蹦出，壓力很大電池柜又是封閉的，所以產(chǎn)生了很大的震動發(fā)出巨響，傳出電解液的氣味，這就是我們聞到的火藥味。原因檢查出來以后，我們協(xié)助工程師把有問題的電池都卸下來進行更換，暫時采用三組電池柜供電，市電斷電后能維持三、四個小時。由于此時臨近春節(jié)，銷售經(jīng)理潘孝景答應(yīng)在春節(jié)之后來幫我們把有問題的電池進行更換。

3月15日，廠家?guī)砹藆ps電池準備更換，更換之前我們對他們提議把所有的電池又都重新檢查了一遍，發(fā)現(xiàn)還有一節(jié)電池有問題，一并予以更換了，因為以前負責(zé)我們ups售后服務(wù)的人員有所變更，他們留下了新的聯(lián)系方式以便聯(lián)絡(luò)。

通過這次事件，我發(fā)現(xiàn)UPS是使用簡單但自身比較嬌氣的設(shè)備，科學(xué)的使用和維護將會延長UPS的壽命！所以它的維護很為重要，它不宜滿載或過度輕載，不能不按照UPS的額定功率去使用它，不宜連接其他大功率電器，長期滿載狀態(tài)將直接影響UPS壽命。另外UPS維護非常重要的就是蓄電池維護。相比較而言，蓄電池是比較嬌貴的，要求在0～30℃環(huán)境中工作，25℃時效率最高。因此，在冬、夏季一定要注意UPS的工作環(huán)境，溫度高了會縮短電池壽命，溫度低了，將達不到標(biāo)準的延時。另外還要給它定期維護，如果當(dāng)?shù)亻L期不停電，必須定期(三個月)人為中斷供電，使UPS帶負載放電。因為長期沒斷過電，人為感覺它是在正常工作的，而實際上一旦斷電，它只能提供很短的延時甚至根本沒有延時，原因就是蓄電池長期處于浮充的充電狀態(tài)。最后注意防雷擊，雷擊是所有電器的天敵，一定要注意保證UPS的有效屏蔽和接地保護。另外，還應(yīng)把UPS放在通風(fēng)散熱良好的地方。

以前我們雖然也是經(jīng)常維護的，可是我們進行的只是表面的維護，平常把表面的灰塵掃除，對于一個月對ups進行淺放電，三個月進行中度放電,九個月進行深度放電，因為我們這兒經(jīng)常的停電，而且有時候一停就是一整天，所以就不存在放電的問題。這次科士達的工程師來把主機打開我們發(fā)現(xiàn)主機里面有很多灰塵，工程師說主機里面也需要經(jīng)常的打掃，在以后的維護中，五一或十一長假時，要把主機打開用電吹風(fēng)把主機里面的灰塵給處理掉，這樣能更好的延長它的壽命。

另外在這次維修中發(fā)現(xiàn)了另一個問題，因為機房的空間比較小，ups的電池柜排放得很緊密，給ups的維護和管理帶來不便。因為以后需要經(jīng)常對ups進行維護，所以希望能把網(wǎng)絡(luò)中心和皋水熱線的辦公室打通，把ups電池組重新排放，空出電池組間應(yīng)有的間距，一方面便于ups電池散熱，另一方面也是便于維修的方便，請領(lǐng)導(dǎo)予以考慮。

目前ups即將到達三年的質(zhì)保期限，為了以后少出現(xiàn)問題，保證全廠網(wǎng)絡(luò)的暢通，懇請領(lǐng)導(dǎo)同意我們和科士達科技發(fā)展有限公司洽談“ups續(xù)?！眳f(xié)議。

Ups責(zé)任人：章茜

2007年3月17日

第三篇：UPS不間斷電源的故障分析及改進措施

UPS不間斷電源的故障分析及改進措施

陳權(quán)勝（民航中南空中交通管理局技術(shù)保障中心 510000）

摘要：眾所周知，民航系統(tǒng)對于供電的要求極高，特別是在機場管理、空中管制這兩大重點IT系統(tǒng)。要確保這兩大系統(tǒng)全天候、不間斷、無差錯地實現(xiàn)空中交通、通信、導(dǎo)航、雷達監(jiān)測等管理服務(wù)，需要應(yīng)用UPS提供365天×24小時“全天候”無中斷供電。本文就UPS直流電源故障應(yīng)急措施進行分析及改進，提出了自己的建議和看法。具有一定的參考價值。關(guān)鍵詞：UPS不間斷電源；故障；應(yīng)急；措施

1．前言

UPS的中文意思為“不間斷電源”，是英語“Uninterruptible Power Supply”的縮寫，它可以保障計算機系統(tǒng)在UPS電源整體解決方案停電之后繼續(xù)工作一段時間以使用戶能夠緊急存盤，使您不致因停電而影響工作或丟失數(shù)據(jù)。眾所周知，民航系統(tǒng)對于供電的要求極高，特別是在機場管理、空中管制這兩大重點IT系統(tǒng)。要確保這兩大系統(tǒng)全天候、不間斷、無差錯地實現(xiàn)空中交通、通信、導(dǎo)航、雷達監(jiān)測等管理服務(wù)，需要應(yīng)用UPS提供365天×24小時“全天候”無中斷供電。為確?？展芄╇娤到y(tǒng)的絕對安全，配置了4臺PW9315 625KVA UPS電源。4臺UPS每2臺構(gòu)成1套“1+1”并機系統(tǒng)，然后2套并機系統(tǒng)輸出并聯(lián)后由STS系統(tǒng)分配給負載供電，其原理如圖1，具體由每2套UPS(1+1)以雙母線方式組成并機向一臺負載供電，由STS在兩路交流電源構(gòu)成的雙總線供電系統(tǒng)中承擔(dān)著檢測、切換的核心任務(wù)。系統(tǒng)運行時，備用機跟蹤主設(shè)備輸出，當(dāng)主設(shè)備發(fā)生供電中斷時，可以實現(xiàn)電流和電壓的同步切換。這樣就避免了由于斷電、電壓不穩(wěn)等造成的系統(tǒng)單點故障，提高了方案的可靠性和可用性，并且這種設(shè)計實現(xiàn)了負載的同步轉(zhuǎn)換，可以對系統(tǒng)進行在線維護和在線升級，保證系統(tǒng)穩(wěn)定持久運行。

UPM1 主輸入 靜態(tài)旁路輸入維修旁路輸入 整流器 逆變器 FBP CBP 電池組 MBP主輸入 整流器 逆變器 MIS CBS 輸出 MBC柜 電池組 SBM柜 UPM2

圖1：UPSA系統(tǒng)組成

2．UPS不間斷電源故障和應(yīng)急

在對UPM1做正常關(guān)機的操作時，UPM1的輸出開關(guān)不能正常分閘，在合分閘處來回跳動。UPM2輸出開關(guān)斷開，UPSA轉(zhuǎn)旁路工作，三臺STS轉(zhuǎn)另一路電源B，其中一臺STS出現(xiàn)B路電源靜態(tài)開關(guān)故障并鎖在此路，A路電源的輸入開關(guān)斷開。

（1）故障前運行方式

機組正常帶負荷運行，UPS工作方式正常（兩組UPS各自帶不同的負荷，直流和旁路電源均是正常備用狀態(tài)），STS狀態(tài)正常。（2）UPS故障現(xiàn)象： UPM1輸出開關(guān)來回跳動，UPM2輸出開關(guān)斷開，UPSA轉(zhuǎn)旁路工作，三臺STS轉(zhuǎn)另一路電源B，其中一臺STS出現(xiàn)B路電源靜態(tài)開關(guān)故障并鎖在此路，A路電源的輸入開關(guān)斷開。（3）UPS故障處理： ① UPM1輸出開關(guān)來回跳動，按UPS緊急停機鍵停機，檢查到UPSA轉(zhuǎn)旁路工作，三臺STS轉(zhuǎn)另一路電源B，其中一臺STS出現(xiàn)B路電源靜態(tài)開關(guān)故障并鎖在此路，A路電源的輸入開關(guān)斷開。UPM1的輸入開關(guān)和電池輸入開關(guān)處于分閘狀態(tài)，UPM1輸出開關(guān)處于脫扣位。

② 檢查負荷供電正常，先處理故障的STS，對它進行轉(zhuǎn)B路的旁路操作，然后重起，故障消除，STS恢復(fù)正常工作。

③ 確認UPSA轉(zhuǎn)旁路工作，手動儲能使UPM1的輸出開關(guān)轉(zhuǎn)到分閘位，重新開機，UPM1恢復(fù)正常，確認了是UPM1輸出開關(guān)的馬達驅(qū)動機構(gòu)有故障，用備件更換后，按正常開機程序，開機正常，UPM1恢復(fù)正常。

④ 確認UPM1、UPM2輸出正常后，UPSA轉(zhuǎn)回逆變器工作。⑤ 檢查UPSA輸出電壓和電流正常，兩套UPS、STS工作正常，負荷供電正常。

（4）STS轉(zhuǎn)電源B路的分析

UPSA的交流旁路電源電壓與逆變器輸出電壓之間的相位差超差(一般UPS允許的最大相位差在3.6°～15°之間）或上述兩種電壓間的瞬態(tài)電壓差過大（如超過25V以上）時，靜態(tài)開關(guān)邏輯控制電路會發(fā)出禁止切換命令。在這種情況下，由市電交流旁路供電至逆變器供電的切換操作只能采取不同步切換方式，以免在執(zhí)行切換操作的瞬間因環(huán)流過大而引發(fā)事故。當(dāng)UPSA需從逆變器供電向市電交流旁路供電切換時，是采用“先斷開后接通”的控制方式來執(zhí)行切換操作的。即先讓位于逆變器供電通道上的接觸器斷開，然后在經(jīng)過0.2s～0.8s的時間延遲后,才讓處于市電交流旁路通道上的靜態(tài)開關(guān)中的晶閘管導(dǎo)通。因此，當(dāng)UPSA在執(zhí)行不同步切換操作時，對用戶的供電而言，它有可能會出現(xiàn)0.2s～0.8s的供電中斷，所以STS才會轉(zhuǎn)到電源B路。3．總結(jié)經(jīng)驗

（1）做UPS正常開關(guān)機操作，有異常情況發(fā)生時，需及時按下緊急停機按鍵，處理UPS的故障情況可優(yōu)先按緊急停機按鍵，在維護時可以按正常開關(guān)機操作。

（2）UPS1的輸出開關(guān)來回跳動會影響到與它并機的UPM2的輸出，使得UPSA輸出異常。在做UPM的維護時，可以選擇轉(zhuǎn)到旁路，或者把UPSA所帶的負荷轉(zhuǎn)到UPSB。保證系統(tǒng)的安全性。

（3）UPS的開關(guān)驅(qū)動機構(gòu)有一定的壽命，不能夠頻繁的操作，在發(fā)現(xiàn)有異常后需要及時更換。

4．改進措施

系統(tǒng)采用兩套“1+1”并機與STS構(gòu)成互動熱備份系統(tǒng)，而“1+1”并機的弱點還是明顯的存在，如需提高系統(tǒng)的可靠性，可以把前端的“1+1”并機改成主從熱備份，主機帶負載，備機空載，備機接入主機的BYPASS（旁路）輸入端，將原“1+1”并機系統(tǒng)的其中一臺或者直接增加一臺UPM來做備機。這種系統(tǒng)靈活性高，不受品牌限制，而且安裝簡單，無需額外調(diào)試，不增加額外輔助電路，不增加購置成本?？勺鱪+1熱備份，可分期擴容。當(dāng)然，也會存在瞬時過載能力低、兩機老化不一致、和備機電池長期不處于浮充狀態(tài)和影響電池壽命等缺點，但是系統(tǒng)的可靠性和安全性將比原系統(tǒng)將大大提高。

第四篇：UPS故障報警信號整改方案

UPS故障報警信號應(yīng)接至電氣值班室或控制室

存在的問題及整改方案

根據(jù)HSE運行質(zhì)量評估標(biāo)準（02修訂版）的要求：UPS故障報警信號應(yīng)接至電氣值班室或控制室。通過檢查我廠UPS系統(tǒng)故障報警信號目前沒有達到要求。

存在的問題：我廠UPS故障報警信號沒有達到要求。UPS故障報警信號傳輸方法有兩種，一種通過干節(jié)點直接接入DCS系統(tǒng)，需要布信號線，打開UPS后蓋，DCS數(shù)據(jù)庫組態(tài)，這些工作，在裝置正常生產(chǎn)階段無法實施；另一種方法是購買廠家提供的可選組件，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸UPS故障報警信號，但實現(xiàn)周期長，短期內(nèi)無法實現(xiàn)。因此，UPS故障報警信號接至控制室短時間無法實現(xiàn)。

改進措施與方案

1、實現(xiàn)UPS設(shè)備-網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理 1.1 遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)

遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)是為了方便UPS維護工程師對UPS設(shè)備的管理。通過網(wǎng)絡(luò)就可以實現(xiàn)在辦公場所直接監(jiān)視到電源室UPS的運行情況。1.2 UPS遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)的意義

遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)可以提供簡單、易用的全面保護。對UPS全面實時監(jiān)控、自檢、診斷以及故障預(yù)警。系統(tǒng)管理軟件可對UPS狀態(tài)、輸入輸出各項參數(shù)、電池組狀態(tài)、電池組電壓、整流器和逆變器的狀態(tài)、溫度和電壓、空調(diào)運行狀態(tài)等進行實時監(jiān)測，在故障發(fā)生前報警，避免了不必要的故障發(fā)生。這就不用“亡羊補牢”了，可以做到防患于未然。除此，還可以降低UPS日常維護工作的巡檢作業(yè)強度，提高維護質(zhì)量和效率。1.3遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)的實現(xiàn) 1.3.1監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖-1監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1.3.2 監(jiān)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) CM-Desk實時信息流監(jiān)控管理系統(tǒng)其模塊組成如圖2所示。

圖-2 UPS電源監(jiān)控系統(tǒng)的功能模塊

UPS監(jiān)控系統(tǒng)，CM-Desk實時信息流監(jiān)控管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)對UPS系統(tǒng)的遙測、遙信和遙控，并實現(xiàn)對UPS運行數(shù)據(jù)的遠程Web瀏覽。1.3.3 方案所需材料 硬件：

1）UPS需加裝JBUS 通訊卡：實現(xiàn)UPS與PC進行智能通訊。通訊卡提供標(biāo)準的RS232 9針接口

2）UPS需加裝NPORT 5210通訊模塊：提供兩個RS232接口，以RJ45方式入。軟件：

CM-Desk監(jiān)控平臺軟件

2、實現(xiàn)UPS環(huán)境-網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理

同樣利用UPS遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)CM-Desk也可以實現(xiàn)空調(diào)運行狀態(tài)等實時監(jiān)測，及時監(jiān)測UPS系統(tǒng)環(huán)境狀況，確保UPS工作在良好的運行環(huán)境。實現(xiàn)UPS的管理，主要方式是通過UPS提供的各種通訊接口和相關(guān)軟件。而管理的目的就是要利用計算機網(wǎng)絡(luò)，對全廠不同區(qū)域、不同種類的UPS進行監(jiān)控，隨時了解每臺UPS的工作狀況，及時處理UPS發(fā)生的各種異常情況，確保UPS用電設(shè)備的安全運行。

3、計劃整改時間

計劃在2013年大檢修中對所屬裝置UPS系統(tǒng)進行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理技術(shù)實施。

自動化中心 2011年4月9日

第五篇：為什么UPS不能安全切換故障

為什么UPS不能安全切換故障

5849lxt 2009-10-25 12:09:16

德國AEG ups，在逆變器關(guān)閉切換到靜態(tài)旁路時，顯示的手動旁路，電池組，逆變器，STS有報錯。等待一段時間后，顯示到靜態(tài)旁路，報錯消失。中央電池組是電廠的蓄電池，距離UPS很遠。逆變器的電壓219.輸出的電壓是221.說是電壓差超過10%就不切換就出現(xiàn)失電。前期的現(xiàn)象是突然逆變器關(guān)閉，靜態(tài)旁路也沒有切換上，現(xiàn)場失電?；卮?/p>

寒梅303 2009-10-25 12:30:35

結(jié)合兩例具有代表性的UPS系統(tǒng)故障,通過對故障過程、故障原因的詳細分析,總結(jié)出需要吸取的經(jīng)驗教訓(xùn)。在此基礎(chǔ)上,提出設(shè)計和維護UPS供電系統(tǒng)的一些建議。

UPS供電系統(tǒng)在移動通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有動力系統(tǒng)中占據(jù)主要地位。UPS供電的終端用電設(shè)備都是重要的通信設(shè)備,諸如BOSS系統(tǒng)、經(jīng)分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)服務(wù)器等。隨著軟交換、IP技術(shù)的發(fā)展,UPS的應(yīng)用范圍還將進一步擴大。因此,UPS供電系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性對于建立高品質(zhì)的電信級通信網(wǎng)絡(luò)有著至關(guān)重要的作用。

1、兩例UPS系統(tǒng)故障介紹

1.1 PW9315-400kVA UPS系統(tǒng)宕機故障

(1)UPS系統(tǒng)故障現(xiàn)象

維護人員進行例行柴油發(fā)電機(發(fā)電機容量為1650kVA)帶載試機工作。在市電中斷切換至柴油發(fā)電機供電過程中,有一套400kVA UPS系統(tǒng)發(fā)生輸出中斷故障。維護人員趕到后,將該套系統(tǒng)重新開機恢復(fù)供電。經(jīng)檢查,UPS沒有發(fā)現(xiàn)板件故障,而且此期間該機房其他動力設(shè)備運行正常。

(2)UPS系統(tǒng)故障過程分析

查看并聯(lián)UPS的事件記錄,發(fā)現(xiàn)其中1號機的機內(nèi)時鐘比2號機快了約十幾秒。

(3)UPS系統(tǒng)故障原因分析

市電與柴油發(fā)電機的切換開關(guān)采用普通四極ATS是該起故障的主要原因。

四極ATS切換存在零線中斷問題，這種中斷對于采用DSP控制的UPS等需要零線來鉗位的設(shè)備有時候是十分嚴重的。本次故障發(fā)生瞬間，各種控制邏輯電源板異常中斷，很有可能是零線中斷造成的，因為故障后對邏輯電源板檢測沒有發(fā)現(xiàn)問題。

兩臺UPS主輸入和旁路不是來自同一電源,是該起UPS系統(tǒng)故障的另一個因素。

UPS1主輸入INPUT來自1#變壓器,UPS2主輸入INPUT和兩臺UPS旁路BYPASS來自2#變壓器。在做市電油機切換過程中,第一臺是在電池供電狀態(tài),第二臺是在柴油發(fā)電機供電(或市電)狀態(tài)。對于無線并機,二臺UPS的旁路電源不相同,一臺有市電,一臺無市電。由于第二臺UPS 有市電,會對市電中斷的第一臺UPS蓄電池進行充電,同時承擔(dān)100%的負載,所以出現(xiàn)三相電源限流的可能性較大。也有可能在此瞬間,二臺UPS嚴重不同步,環(huán)流加劇,引起保護。

柴油發(fā)電機運行不穩(wěn)定也是引發(fā)本次故障的一個方面,這點可以從UPS告警記錄中多次監(jiān)測旁路沒有用得到驗證。

衷月 2009-10-25 13:21:55

1、兩例UPS系統(tǒng)故障介紹

1.1 PW9315-400kVA UPS系統(tǒng)宕機故障

(1)UPS系統(tǒng)故障現(xiàn)象

維護人員進行例行柴油發(fā)電機(發(fā)電機容量為1650kVA)帶載試機工作。在市電中斷切換至柴油發(fā)電機供電過程中,有一套400kVA UPS系統(tǒng)發(fā)生輸出中斷故障。維護人員趕到后,將該套系統(tǒng)重新開機恢復(fù)供電。經(jīng)檢查,UPS沒有發(fā)現(xiàn)板件故障,而且此期間該機房其他動力設(shè)備運行正常。

(2)UPS系統(tǒng)故障過程分析

查看并聯(lián)UPS的事件記錄,發(fā)現(xiàn)其中1號機的機內(nèi)時鐘比2號機快了約十幾秒。

(3)UPS系統(tǒng)故障原因分析

市電與柴油發(fā)電機的切換開關(guān)采用普通四極ATS是該起故障的主要原因。

四極ATS切換存在零線中斷問題，這種中斷對于采用DSP控制的UPS等需要零線來鉗位的設(shè)備有時候是十分嚴重的。本次故障發(fā)生瞬間，各種控制邏輯電源板異常中斷，很有可能是零線中斷造成的，因為故障后對邏輯電源板檢測沒有發(fā)現(xiàn)問題。

兩臺UPS主輸入和旁路不是來自同一電源,是該起UPS系統(tǒng)故障的另一個因素。

UPS1主輸入INPUT來自1#變壓器,UPS2主輸入INPUT和兩臺UPS旁路BYPASS來自2#變壓器。在做市電油機切換過程中,第一臺是在電池供電狀態(tài),第二臺是在柴油發(fā)電機供電(或市電)狀態(tài)。對于無線并機,二臺UPS的旁路電源不相同,一臺有市電,一臺無市電。由于第二臺UPS 有市電,會對市電中斷的第一臺UPS蓄電池進行充電,同時承擔(dān)100%的負載,所以出現(xiàn)三相電源限流的可能性較大。也有可能在此瞬間,二臺UPS嚴重不同步,環(huán)流加劇,引起保護。

柴油發(fā)電機運行不穩(wěn)定也是引發(fā)本次故障的一個方面,這點可以從UPS告警記錄中多次監(jiān)測旁路沒有用得到驗證。

(4)吸取教訓(xùn)

① 低壓配電系統(tǒng)在選用ATS時,一定關(guān)注零線是否中斷。

關(guān)于低壓配電ATS選用四極還是三極這個問題在我國已經(jīng)討論多年了,一直未有定論。就本次故障來說,四極帶零切換ATS對UPS系統(tǒng)來說風(fēng)險非常大,建議還是選擇三極ATS。對于現(xiàn)有四極ATS系統(tǒng)可以把原有部分四極空開換成三極或者對N極進行短接處理。但最好還是選用零線先合后分的四極 ATS,可以做到市電和油機在轉(zhuǎn)換完成后零線完全分開,而在整個轉(zhuǎn)換過程中這兩個零線是相通的,不中斷。

②多臺UPS并機系統(tǒng)主輸入旁路電源最好來自同一個電源。

一般認為并機系統(tǒng)只要旁路來自同一電源,其他輸入電源就不是很重要了。但在實際運行中,由于諸多因素的影響,主輸入和旁路來自不同電源的UPS并機系統(tǒng)可靠性降低,常引發(fā)很難查找原因的故障。

1.2 PW9315-130kVA UPS供電系統(tǒng)宕機故障

(1)UPS系統(tǒng)故障現(xiàn)象

市電停電,柴油發(fā)電機供電;市電來電，恢復(fù)市電供電。因柴油發(fā)電機輸出電壓不穩(wěn)，UPS系統(tǒng)整流器鎖死一直處于電池供電模式。維護人員在趕赴現(xiàn)場處理途中UPS系統(tǒng)發(fā)生宕機故障。需要說明的是電池性能良好，事后分析宕機時電池剩余容量在70%以上，理論計算至少還有1小時放電時間。

(2)UPS系統(tǒng)故障過程分析

① 市電恢復(fù)開始階段

APR 22 09:19:24.054(10:11)NOTICE: Bypass is Available 2388B 旁路可用

UPS由于整流器關(guān)斷,無法自動啟動,繼續(xù)電池放電,UPS正常。

②UPS關(guān)閉前(該階段是關(guān)鍵)

UPS2情況

APR 22 10:01:43.930(10:54)NOTICE: Power Off Switch 325F1緊急關(guān)斷按鈕動作(第一次動作)

APR 22 10:01:44.086 ALARM: Inverter Cont.(K3)Open 24000 逆變器接觸器(K3)斷開

APR 22 10:01:44.086 STATUS: Inverter Off 25004 逆變器關(guān)閉

APR 22 10:01:44.094 ALARM:UPS Tripped 26000 UPS 保護關(guān)機

APR 22 10:01:44.110 STATUS: Inverter Contactor(K3)Open 27D00 逆變器接觸器(K3)斷開

APR 22 10:01:44.393 STATUS:Input Breaker(CB1)Open 28902 輸入斷路器(CB1)斷開

APR 22 10:01:44.436 STATUS:Inverter Shutdown 29000 逆變器關(guān)斷

APR 22 10:01:44.564 STATUS: Battery Disconnected 20101 電池脫離

APR 22 10:01:47.581 STATUS: Inverter On 2107F 逆變器開啟

逆變器關(guān)斷后,由于直流母線的電解電容還存有電荷,將再啟動一次逆變器,對電容放電。

APR 22.10:01:48.285 NOTICE:Power Off Switch 3360B 緊急關(guān)斷按鈕動作 第二次動作

APR 22 10:02:07.678 STATUS:Inverter Off 22000 逆變器關(guān)閉

APR 22 10:02:18.332 NOTICE: Battery Equalization Aborted 19600 電池均充放棄

看記錄是緊急關(guān)斷按鈕動作了,后面的記錄也和緊急關(guān)斷按鈕動作后的表現(xiàn)相吻合,尤其是CB1也斷開了。奇怪的是10:01:48緊急關(guān)斷按鈕又動作了一次。

UPS1情況

APR 22 10:13:59.902(11:09)NOTICE: Power Off Switch 335E0 緊急關(guān)斷按鈕動作(第一次動作)

APR 22 10:14:00.058 ALARM: Selective Trip 21028 選擇性保護關(guān)機

APR 22 10:14:00.058 STATUS:Load Transferred to Bypass 22D20 負載轉(zhuǎn)旁路

APR 22 10:14:00.016 NOTICE:Output AC Under Voltage 34908 輸出交流電壓低

APR 22 10:14:00.058 STATUS:Inverter Off 23000 逆變器關(guān)斷

APR 22 10:14:00.061 ALARM:UPS Tripped 24000 UPS UPS保護關(guān)機

APR 22 10:14:00.077 STATUS:Inverter Contactor(K3)Open 25D00 逆變器接觸器(K3)斷開

APR 22 10:14:00.251 ALARM:UPS Off 26902 UPS關(guān)閉

APR 22 10:14:00.465 STATUS:Battery Disconnected 27902 電池脫離

APR 22 10:14:00.465 STATUS:Input Breaker(CB1)Open 28802 輸入斷路器((CB1)斷開

APR 22 10:14:00.446 STATUS:UPS/Load Off 35FD2 UPS/負載關(guān)閉

APR 22 10:14:00.507 STATUS:Inverter Shutdown 29000 逆變器關(guān)斷

APR 22 10:14:03.665 STATUS:Inverter On 20CA7 逆變器開啟

逆變器關(guān)斷后,由于直流母線的電解電容還存有電荷,將再啟動一次逆變器,對電容放電。

APR 22 10:14:23.572 STATUS: Inverter Off 21000 逆變器關(guān)閉

APR 22 10:14:33.652 NOTICE: Battery Equalization Aborted 184C0 電池均充放棄

APR 22 10:15:45.720 NOTICE:Power Off Switch 3600F 緊急關(guān)斷按鈕動作(又來了一次動作?)

看記錄也是緊急關(guān)斷按鈕動作了,奇怪的是和UPS2一樣,10:15:45緊急關(guān)斷按鈕又動作了一次。

圖1 EPO的簡單原理圖

(3)UPS系統(tǒng)故障原因分析

造成UPS供電系統(tǒng)輸出中斷的直接原因是EPO異常動作,EPO為什么會出現(xiàn)異常動作呢?

EPO(emergency power off)是緊急關(guān)機按鍵(該按鍵專為火災(zāi)、地震等緊急情況下使用而設(shè)置)，按了EPO后,UPS的輸出馬上關(guān)斷，負載隨即掉電。UPS上的其他特征是:整流器輸入開關(guān)CB1跳開在中間位置、S5開關(guān)彈出，輸出接觸器K3、旁路接觸器K4、電池接觸器K2、輸入濾波器接觸器K6全部跳開。EPO的簡單原理圖如圖1所示。

圖中ST(控制CB1)和S5(控制K3、K2、K6)是電磁鐵線圈,線圈的右邊接DC24V,左邊接EPO按鍵的D點,正常情況下D點的電壓是DC24V,由于線圈兩端沒有電壓差,線圈就沒有電流流過,只有當(dāng)D點電壓為0V時(即按下EPO按鈕使C、D點短接)線圈兩端才有24V電壓,線圈中就有電流流過,電磁鐵就動作,ST動作的結(jié)果是使CB1跳閘在中間位置,S5動作的結(jié)果S5-1斷開,從而使K3、K2、K6的線圈失電而跳開。

在EPO的接點上并聯(lián)有兩組線,一組線接到UPS左下方的TB2端子的1、2腳,1、2腳是懸空的并留有安全間距,中間還有塑料隔開,不可能有短路的情況;另一組線接到監(jiān)控板上,在按下EPO的時候,給監(jiān)控板一個信號,讓監(jiān)控板記下這一動作的信息。

假設(shè)監(jiān)控板的A點為低電位,由于A和D之間有二極管(單向?qū)щ娦?只能從正到負極導(dǎo)通)隔離,A點的低電位不會把D點電位拉低,D點還是高電位,線圈不會動作。

假設(shè)由于監(jiān)控板的故障使D點變成高電位,這個高電位最大值為DC24V,因為給監(jiān)控板供電的電源為24V,A點不可能產(chǎn)生高于24V的電壓,這樣二極管也不會導(dǎo)通,D點還是高電位24V,線圈也不會動作。B點是和電源的低電位接在一起的,不可能有電位的變化。

在EPO沒有按下的情況下，要使EPO動作,就只有使D點變成低電位，如果和D點的連接線在UPS的內(nèi)部破皮裸露，和UPS的外殼碰到一起或者拉弧打火，EPO就動作了。由于機器內(nèi)部的連接線全都是抗干擾的雙絞式高溫線，且插頭處都有絕緣套管套牢，從線的一端到另一端看不到裸露的金屬部分，因此這種可能性極小?，F(xiàn)場的兩臺機器都有兩次EPO動作的記錄，兩臺機器在很短的時間間隔都發(fā)生2次EPO異常短路的情況是不可能的。

從上述分析可以排除其他因素導(dǎo)致EPO動作,只能是人工誤操作觸發(fā)EPO造成的,大致過程應(yīng)該是:市電油機電切換→UPS發(fā)出聲光緊急告警→機房巡檢人員趕到現(xiàn)場→認為太吵→按消音鍵,誤按緊急停機按鈕→UPS系統(tǒng)掉電。

(4)吸取教訓(xùn)

對UPS緊急停機按鈕外加保護處理,防止非專業(yè)人員誤操作,引發(fā)重大故障。

設(shè)計和維護UPS供電系統(tǒng)的一些建議

設(shè)計高可靠UPS供電系統(tǒng)

(1)設(shè)計把關(guān)

在UPS設(shè)計前期,要求設(shè)計部門和工程建設(shè)部門關(guān)注UPS主輸入和旁路電源的接法,同時檢查低壓配電系統(tǒng)ATS切換方式,從源頭上降低故障發(fā)生的機率。

(2)建設(shè)UPS雙母線系統(tǒng),提高供電系統(tǒng)可靠性

隨著通信技術(shù)信息化程度越來越高,UPS的性能和供電方式及其網(wǎng)絡(luò)組成逐漸成為了備受關(guān)注的兩個問題。目前普遍采用的并機冗余UPS供電方式, 已經(jīng)不能滿足通信網(wǎng)絡(luò)的高可靠性要求。UPS主機故障和供電回路的故障都會對重要通信負載穩(wěn)定運行帶來巨大影響。近年來,業(yè)內(nèi)每年都發(fā)生幾起并機冗余 UPS系統(tǒng)輸出中斷故障。根據(jù)實際應(yīng)用情況,應(yīng)根據(jù)不同負載終端設(shè)備提出UPS雙母線系統(tǒng)使用的建議,如表1所示。

維護好UPS系統(tǒng)

(1)EPO的保護

對UPS緊急停機按鈕須外加保護處理,防止非專業(yè)人員誤操作引發(fā)重大故障。

(2)重視UPS電池的維護

UPS后備蓄電池出現(xiàn)質(zhì)量問題而沒有被及時發(fā)現(xiàn)并得到妥善處理,由此引起的通信事故將造成難以估量的損失,并且類似故障在業(yè)內(nèi)年年發(fā)生?，F(xiàn)有的維護規(guī)程對于UPS后備蓄電池的容量測試要求是參照開關(guān)電源后備蓄電池,要求如下:每年應(yīng)以實際負荷做一次核對性放電試驗,放出額定容量的 30%～40%;每三年應(yīng)做一次容量試驗,使用六年后宜每年一次。此容量測試要求對于大容量UPS后備蓄電池在實際維護中面臨不少困難,如:由于大容量 UPS系統(tǒng)的實際負荷相對后備蓄電池往往大于10小時率,而且后備蓄電池在放電試驗前的實際剩余容量往往是不清楚的,因此以實際負荷做核對性放電試驗并要求放出額定容量的30%～40%的規(guī)定,在實際維護中對于一般的維護人員來說是難以掌握的。實際狀態(tài)是維護人員關(guān)閉整流器,放電10分鐘左右就結(jié)束,并不能達到及時發(fā)現(xiàn)落后電池的預(yù)定目標(biāo)。

另外，容量試驗一般要求進行離線放電，而高壓的UPS后備蓄電池拆線離線是一項危險的工作,離線放電結(jié)束后并聯(lián)恢復(fù)不僅危險而且困難，并且大容量UPS系統(tǒng)的實際負荷很大，離線容量試驗將使系統(tǒng)長時間處于后備蓄電池狀態(tài)，在后備蓄電池離線狀態(tài)下UPS供電系統(tǒng)的安全保障性大大降低，所以維護人員對于大容量UPS后備蓄電池的容量試驗需要承擔(dān)巨大的壓力，對此項操作往往望而卻步。

由于存在以上的困難,導(dǎo)致大容量UPS后備蓄電池的容量測試工作雖有規(guī)程的明確規(guī)定,但是很難得到徹底地貫徹落實,甚至有些地方根本就沒有做容量測試,更談不上對大容量UPS后備蓄電池剩余容量狀況的了解,埋下了巨大的安全隱患。

因此必須找出一種切實可行的大容量UPS后備蓄電池容量測試方案,以解決其在維護工作中存在的問題。

(3)定期校正UPS并機系統(tǒng)中每臺UPS的內(nèi)部時鐘,便于出現(xiàn)故障時分析

UPS時鐘運行一段時間需重新校正,否則對故障原因分析造成諸多不便。嚴格校正方法不是通常按照鐘表上的時間分別調(diào)整,應(yīng)參照專用時刻表校正不同UPS上的時鐘。

(4)需定期對UPS系統(tǒng)進行深度維護

目前，大多數(shù)的UPS系統(tǒng)維護現(xiàn)狀只是清潔UPS的表面衛(wèi)生、定期抄錄有關(guān)參數(shù)等,很少定期校正并機系統(tǒng)參數(shù)及做板件檢查。每半年對UPS的并機性能進行檢查已成為國外UPS維護的一項常規(guī)維護要求,但在國內(nèi)兩年甚至更長時間都不會做,只到發(fā)生重大故障時才做深度維護。

(5)重視有些品牌整流器封鎖問題

有些廠商的UPS具有在市電質(zhì)量惡劣的情況下保護UPS設(shè)備的功能。有兩種模式,分別是市電模式和柴油發(fā)電機模式(默認設(shè)置為市電模式),市電模式要求UPS輸入電源有較高的質(zhì)量(電壓和頻率變化范圍要求較小),才能保持正常工作,柴油發(fā)電機模式允許UPS在輸入電源質(zhì)量較差的情況下(比如更寬的電壓和頻率變化),保持正常工作。在10分鐘內(nèi)如果檢測到20次市電質(zhì)量超出設(shè)置限值,即啟動整流器關(guān)閉鎖死功能,由蓄電池通過逆變器向負載供電。