UPS不间断电源的故障分析及改进措施

第一篇：UPS不间断电源的故障分析及改进措施

UPS不间断电源的故障分析及改进措施

陈权胜（民航中南空中交通管理局技术保障中心 510000）

摘要：众所周知，民航系统对于供电的要求极高，特别是在机场管理、空中管制这两大重点IT系统。要确保这两大系统全天候、不间断、无差错地实现空中交通、通信、导航、雷达监测等管理服务，需要应用UPS提供365天×24小时“全天候”无中断供电。本文就UPS直流电源故障应急措施进行分析及改进，提出了自己的建议和看法。具有一定的参考价值。关键词：UPS不间断电源；故障；应急；措施

1．前言

UPS的中文意思为“不间断电源”，是英语“Uninterruptible Power Supply”的缩写，它可以保障计算机系统在UPS电源整体解决方案停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘，使您不致因停电而影响工作或丢失数据。众所周知，民航系统对于供电的要求极高，特别是在机场管理、空中管制这两大重点IT系统。要确保这两大系统全天候、不间断、无差错地实现空中交通、通信、导航、雷达监测等管理服务，需要应用UPS提供365天×24小时“全天候”无中断供电。为确保空管供电系统的绝对安全，配置了4台PW9315 625KVA UPS电源。4台UPS每2台构成1套“1+1”并机系统，然后2套并机系统输出并联后由STS系统分配给负载供电，其原理如图1，具体由每2套UPS(1+1)以双母线方式组成并机向一台负载供电，由STS在两路交流电源构成的双总线供电系统中承担着检测、切换的核心任务。系统运行时，备用机跟踪主设备输出，当主设备发生供电中断时，可以实现电流和电压的同步切换。这样就避免了由于断电、电压不稳等造成的系统单点故障，提高了方案的可靠性和可用性，并且这种设计实现了负载的同步转换，可以对系统进行在线维护和在线升级，保证系统稳定持久运行。

UPM1 主输入 静态旁路输入维修旁路输入 整流器 逆变器 FBP CBP 电池组 MBP主输入 整流器 逆变器 MIS CBS 输出 MBC柜 电池组 SBM柜 UPM2

图1：UPSA系统组成

2．UPS不间断电源故障和应急

在对UPM1做正常关机的操作时，UPM1的输出开关不能正常分闸，在合分闸处来回跳动。UPM2输出开关断开，UPSA转旁路工作，三台STS转另一路电源B，其中一台STS出现B路电源静态开关故障并锁在此路，A路电源的输入开关断开。

（1）故障前运行方式

机组正常带负荷运行，UPS工作方式正常（两组UPS各自带不同的负荷，直流和旁路电源均是正常备用状态），STS状态正常。（2）UPS故障现象： UPM1输出开关来回跳动，UPM2输出开关断开，UPSA转旁路工作，三台STS转另一路电源B，其中一台STS出现B路电源静态开关故障并锁在此路，A路电源的输入开关断开。（3）UPS故障处理： ① UPM1输出开关来回跳动，按UPS紧急停机键停机，检查到UPSA转旁路工作，三台STS转另一路电源B，其中一台STS出现B路电源静态开关故障并锁在此路，A路电源的输入开关断开。UPM1的输入开关和电池输入开关处于分闸状态，UPM1输出开关处于脱扣位。

② 检查负荷供电正常，先处理故障的STS，对它进行转B路的旁路操作，然后重起，故障消除，STS恢复正常工作。

③ 确认UPSA转旁路工作，手动储能使UPM1的输出开关转到分闸位，重新开机，UPM1恢复正常，确认了是UPM1输出开关的马达驱动机构有故障，用备件更换后，按正常开机程序，开机正常，UPM1恢复正常。

④ 确认UPM1、UPM2输出正常后，UPSA转回逆变器工作。⑤ 检查UPSA输出电压和电流正常，两套UPS、STS工作正常，负荷供电正常。

（4）STS转电源B路的分析

UPSA的交流旁路电源电压与逆变器输出电压之间的相位差超差(一般UPS允许的最大相位差在3.6°～15°之间）或上述两种电压间的瞬态电压差过大（如超过25V以上）时，静态开关逻辑控制电路会发出禁止切换命令。在这种情况下，由市电交流旁路供电至逆变器供电的切换操作只能采取不同步切换方式，以免在执行切换操作的瞬间因环流过大而引发事故。当UPSA需从逆变器供电向市电交流旁路供电切换时，是采用“先断开后接通”的控制方式来执行切换操作的。即先让位于逆变器供电通道上的接触器断开，然后在经过0.2s～0.8s的时间延迟后,才让处于市电交流旁路通道上的静态开关中的晶闸管导通。因此，当UPSA在执行不同步切换操作时，对用户的供电而言，它有可能会出现0.2s～0.8s的供电中断，所以STS才会转到电源B路。3．总结经验

（1）做UPS正常开关机操作，有异常情况发生时，需及时按下紧急停机按键，处理UPS的故障情况可优先按紧急停机按键，在维护时可以按正常开关机操作。

（2）UPS1的输出开关来回跳动会影响到与它并机的UPM2的输出，使得UPSA输出异常。在做UPM的维护时，可以选择转到旁路，或者把UPSA所带的负荷转到UPSB。保证系统的安全性。

（3）UPS的开关驱动机构有一定的寿命，不能够频繁的操作，在发现有异常后需要及时更换。

4．改进措施

系统采用两套“1+1”并机与STS构成互动热备份系统，而“1+1”并机的弱点还是明显的存在，如需提高系统的可靠性，可以把前端的“1+1”并机改成主从热备份，主机带负载，备机空载，备机接入主机的BYPASS（旁路）输入端，将原“1+1”并机系统的其中一台或者直接增加一台UPM来做备机。这种系统灵活性高，不受品牌限制，而且安装简单，无需额外调试，不增加额外辅助电路，不增加购置成本。可作n+1热备份，可分期扩容。当然，也会存在瞬时过载能力低、两机老化不一致、和备机电池长期不处于浮充状态和影响电池寿命等缺点，但是系统的可靠性和安全性将比原系统将大大提高。

第二篇：UPS不间断电源选型原则

www.xiexiebang.com UPS作为电力守护者，为各个行业的关键负载设备提供稳定、不间断的电力供应，使其免受过载、短路、浪涌冲击等电力危害，保证业务的正常运营。随着云应用和云托管的高速发展，连接和数据存储设备的保护更是至关重要。1．UPS选型应考虑的问题？

(1)考虑UPS使用的供电系统，后端负载性质。国内供电系统可分为TN、TT、IT三种形式，在TN系统中又分为TN-C、TN-S、TN-C-S，对于UPS系统常规采用TN-S即三相五线制系统。对后端负载来说，计算机设备允许有10ms以下的供电间断，质量好的后备式UPS就可满足需要，但受限于一些原因，后备式UPS的容量基本为3KVA以下。对重要服务器网络系统，在运行过程中是不予许存在中断的情况发生，要选用稳定可靠、不间断输出的在线式UPS。

(2)考虑UPS系统的性能和使用的运行环境。如后端负载在启动时存在较大的冲击电流、后端负载为工业设备等情况下建议采用工频UPS。如UPS用于数据机房中，后端负载为常规服务器、交换机设备，则工频与高频UPS都可适用。这时应考虑机房安装、机房承重、设备运输、产品性价比等因素来权衡选择。

(3)考虑UPS产品推出的时间年代，各厂家在针对市场的变化以及技术的更新下都会在2~3年推出相应的换代产品。这时选择UPS产品不光要看产品性能参数，也应关注产品服务保障，产品应用案例，厂商整体实力等。2．UPS额定容量的选择 ？

首先要清楚后端负载的标称容量、动态容量及将来是否扩容等情况，然后根据需要选配UPS。一般情况下将负载容量定在UPS额定容量的50％～80％左右较为适宜，同时兼顾UPS的效率和利用率，并使UPS留有一定余量，以便在后期需要时，可以进行扩容。

3．UPS后备电池供电时间的选择 ？

在GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》中对于机房等级分为A、B、C三级，亦对三个等级中不间断电源系统电池备用时间做出要求。A、B两种机房要求15min（柴油发电机作为后备电源时），C级机房根据实际需要确定。在大多数情况下，网点、企业分支等机房中并无配置备用电源，用户需根据实际情况选择合适的备用时间。在如今的供电环境中，出现市电故障的概率已经大大降低，建议配置的后备时间不超过2h（过长的时间蓄电池组过多，UPS本身存在一定的充电功率限制），如若用电环境较差，则建议增加备用电源或改为双路供电系统等其他方式。且数据机房一般的生命周期在4~5年（大多数厂商蓄电池的质

www.xiexiebang.com 保期为3年），互联网、金融、电信等行业周期更短，这个时候机房会进行更新升级，设备亦会存在更换的情况。

第三篇：UPS不间断电源的工作方式

UPS不间断电源的工作方式

1、正常运行方式

不断电系统的供电原理是当市电正常时，机器会将市电的交流电转换为直流电，而后对电池充电，以备电力中断时使用；这里跟各位强调的是不断电系统并不是停电时才会动作，像是遇到电压过低或过高、瞬间突波等，足以影响设备正常运转的电力品质时，不断电系统均会动作，提供设备稳定且干净的电力。

当市电正常供电时，市电经滤波回路后，分为两个回路同时动作，其一是经由充电回路对电池组充电，另一个则是经整流回路，作为逆变器的输入，再经过逆变器的转换提供电力给负载使用；由此可知，在线式不断电系统的输出完全由逆变器来供应，因此不论市电电力品质如何，其输出均是稳定而不受任何影响。

2、电池工作方式

一旦市电发生异常时，将储存于电池中的直流电转换为交流电，此时逆变器的输入改由电池组来供应，逆变器持续提供电力，供给负载继续使用，达到不断电的功能。UPS不间断电源系统的电力来源是电池，而电池的容量是有限的，因此不断电系统不会像市电一般无限制的供应，所以不论多大容量的不断电系统，在其满载的的状态下，其所供电的时间必定有限，若要延长放电时间，须购买长时间型不断电系统。

3、旁路运行方式

当在线式UPS超载、旁路命令（手动或自动）、逆变器过热或机器故障，UPS一般将逆变输出转为旁路输出，即由市电直接供电。由于旁路时，UPS输出频率相位需与市电频率相位相同，因而采用锁相同步技术确保UPS输出与市电同步。旁路开关双向可控硅并联工作方式，解决了旁路切换时间问题，真正做到了不间断切换，控制电路复杂，一般应用在中大功率UPS上。如果在过载时，必须人为减少负载，否则旁路短路器会自动切断输出。

4、旁路维护方式

当UPS进行检修时，通过手动旁路保证负载设备的正常供电，当维修操作完成后，重新启动UPS，UPS 转为正常运行。极低的维护率，MTTR为15万小时，极大地提高UPS不间断电源可用性。

第四篇：UPS不间断电源火灾预防

UPS不间断电源预防电气火灾

山特UPS河南总代理 山特UPS河南总代理山特UPS郑州总代理松下蓄电池河南总代理爱克赛UPS河南总代理汤浅蓄电池河南总代理艾默生河南总代理SANTAK河南总代理UPS河南售后维修由于UPS电源要为数据中心提供不间断的电源服务，持续的工作对机器的耗损也很大，所以在应用的过程中，需要预防电气火灾的发生。机房数据中心在建设时，一般都会做好消防防范措施，也要对UPS不间断电源整套设备与IT设备进行可隔离措施，不过电气之间一旦发生火灾，还是会牵连了到的。我们应该采取相对的预防措施。

首先是蓄电池运输后验货问题

蓄电池是UPS电源的应用关键，在UPS电池安装过程中，接线柱紧固是一个繁琐的重复劳动。一些大型数据中心，容量大、要求后备时间长，电池数量就会是数以千计的，每节电池就有2个接线柱，这么多的工作只靠1～2名工人来完成，疏忽就会难免，如若现场有没有很好的对施工质量把控，就很有可能遗留一个或几个接线柱未紧固的隐患。因开机调试电池充放电电流都不会很大，此类隐患在UPS开机调试运行过程中并不能及时得以体现。在使用过程中随着负载量的增加UPS输出电流随即增大，如果再次出现市电中断UPS电池放电情况则极有可能引起电池起火。所以，在安装过程中应有专人对电池安装质量进行把控。蓄电池组跨接线接线端子压接问题，与电池接线柱一样，电池跨接线接线端子压接也是一个繁琐的重复劳动，在工作中随着体力下降、注意力下降等原因会出现个别接线端子压接不紧，或压接过度导致断芯情况。压接不紧的在安装过程中随着接线柱螺丝动作会渐渐脱出接线端子，导致虚接；断芯导线载流能力下降，两种情况在大电流放电下可能会使线缆、接线端子过热，发生线缆起火情况，还有可能造成接线柱温度升高，电池起火。所以，应对所有接线端子压接进行二次排查。

蓄电池接线柱安装问题，在电池安装过程中，接线柱紧固是一个繁琐的重复劳动。一些大型数据中心，容量大、要求后备时间长，电池数量就会是数以千计的，每节电池就有2个接线柱，这么多的工作只靠1～2名工人来完成，疏忽就会难免，如若现场有没有很好的对施工质量把控，就很有可能遗留一个或几个接线柱未紧固的隐患。因开机调试电池充放电电流都不会很大，此类隐患在UPS开机调试运行过程中并不能及时得以体现。在使用过程中随着负载量的增加UPS输出电流随即增大，如果再次出现市电中断UPS电池放电情况则极有可能引起电池起火。所以，在安装过程中应有专人对电池安装质量进行把控。

从上面总结的情况来看，多数UPS不间断电源火灾是由蓄电池引起的，所以我们必须要重视蓄电池的安装以及应用问题，从而更好的避免电气火灾。（郑州爱克赛科技有限责任公司）

第五篇：牵引电动机定子接地故障分析及改进措施

牵引电动机定子接地故障分析及改进措施

-------机车公司电机车间

袁峰

摘要： 分析牵引电动机定子接地故障产生的原因,制定了相应的改进措施,提高电机运用的可靠性．

关键词：ZQDR－410电动机；定子故障；分析；改进措施

一、前言

ZQDR－410型牵引电动机(以下简称410电机)是东风4型内燃机车的主要大部件之一..其质量的好坏直接影响整部机车的运用．但由于电机本身存在诸多先天不足，以致使一些惯性故障仍然没有得到有力的控制．需要特别提出的是，铁路几次大提速，DF4机车面临更为严峻的考验．因为东风4车410牵引电动机的先天缺陷多在机械方面，随着机车速度提高，电机的振动较以前更大，尤其是机车提速后，运行速度恰好处于电机的共振范围，整机和各部件振动明显加剧，导致电机的运用条件更为恶劣，发生故障的机率大大增加．

二、质量原状分析

牵引电机定子故障的主要表现两个方面：1磁极接地；

2、联线及引出线烧损，下面做一下具体分析： １、磁极接地

造成磁极接地主要有以下几个原因：

（１）、磁极螺栓松动。磁极螺栓松动从根本上说是主、从动齿轮啮合不良和轮对冲击产生的高频振动引起的。加上电机本身的一些固有缺陷（如主极凸台过高、每只附极只靠两个螺栓紧固）使线圈和铁芯间发生相对位移或线圈与凸台接触，最终线圈对地绝缘被磨破造成接地。

（２）、机座凸台边缘有未清除的毛刺、残渣将主附极线圈（主要是主极线圈）绝缘刺破而接地。

（３）、主极铁芯于线圈之间一体化不良。由于线圈公差尺寸很大，这就使线圈内框与铁芯的间隙大小不一，有的磁极装配靠适形毡不能把线圈撑紧，这就使磁极线圈在运用过程中容易与凸台产生相对位移，最终导致电机定子接地。

（４）、线圈变形。电机运用条件恶劣和拆解手段不够先进是造成线圈变形的主要原因。另外，在线圈检修过程中修理匝间短路以及换线鼻子时也容易使线圈变形。在磁极进行装配时，线圈高度方向的扭曲变形是最有害的质量隐患，这种变形必然导致线圈与铁芯长边方向的间隙不均，铁芯尖角处与线圈内框距离变得更小，在电机运用一段时间后铁芯就会和线圈接触，最后因线圈绝缘被磨破而接 地。

２、联线及引出线烧损

造成联线及引出线烧损主要有以下几个原因：

（１）、联线材质过硬。联线在长期的使用过程中，铜排的硬度逐渐增大，抗振性能不断降低。加上C2、H2引出线在铜排水平方向有硬弯，极容易产生应力集中，在恶劣的外部条件下逐渐出现裂纹，使有裂纹的部位接触电阻增大而烧损。

（２）、旧线规格、质量不一。为降低牵引电机定子接地故障率，许多机务段对联线进行了改造，但由于技术水平不同，加之全路没有一个统一的规范，致使入厂车联线品种多样，良莠不齐。特别是经压制成的铜编织线，在厂修后屡次发生烧损故障。

（３）、紧固件质量不稳定。联线螺栓和接头板的质量对电机定子可靠性也至关重要，车间就曾因为螺栓断和接头板质量不好发生多起主附极与联线街头处烧损的段外故障。因为接线处紧固不良必然造成线圈线鼻子与联线随电机振动而分合，产生的电弧使接头处烧损。（4）、联线绑扎不牢。用蜡线绑扎联线和引出线很难绑紧，浸漆后有蜡线松弛现象，并容易因材质变脆而使机械强度大大降低，对联线起不到应有的固定作用。

（5）、联线与蚂蝗钉之间有绝缘缺陷。这种情况主要发上生在部分内部联线的蚂蝗钉过长的入厂410电机上，由于工字板不能将联线与蚂蝗钉完全隔开，在410电机运用过程中联线与蚂蝗钉逐渐贴紧，磨破绝缘后造成联线烧损、定子接地。

三、技术改进措施：

机车的运用状况更加恶劣是410电机定子故障的源头，410电机的设计缺陷导致这种故障频频发生。因此，要满足用户的要求就必须深入调查，合理分析。大胆地对410原设计进行改进。为降低410定子故障进行质量攻关，并取得了较好的效果。现总结如下： １、磁极接地

（1）、针对磁极螺栓松，车间一方面开始对其实施专检，另外对浸漆班交出的定子进行检查并及时热紧，由于电机在运用中抱轴处所受到的振动力最大，所以在410电机抱轴处的主极螺栓边焊接挡块，阻止螺栓受振而转动。

（2）、改进机座检修工艺，加强对凸台的检修力度，清除凸台边缘的毛刺、残渣，并用手锉将凸台边缘锉修一遍。

（3）、强调线圈套极的一体化效果，对宽度方向尺寸较大的线圈适当增加适形毡的层数，使磁极装配成为一个牢固的整体。另外，要求铁芯两端上紧塞紧块后要用适形毡边角料将线圈与铁芯间的空隙堵死，塞紧。

（4）、对于线圈变形，一方面要求解体班进一步提高拆解完好率，另一方面自制多种检测工具，提高线圈的检修水平，防止不合格品流入下道工序。对于变形较小又无法修复到原形的线圈可用三层黄金薄膜加一层外包的方法增大线圈内框尺寸，使之符合套极的要求。（5）、更换磁极线圈的外包绝缘材料。用热烘收缩带取代原来的无碱玻璃丝带，使线圈的机械性能得到了很大的提高。

（6）、定子由原工艺的普通浸漆改为采用真空压力浸漆。提高定子的绝缘强度和机械强度。

2、联线烧损

（1）、将引出线改为软联线。改变原设计的扁铜线或铜编织线结构，全部使用丁晴橡胶电缆线，两端套铜管压接制成，以吸收振动。（2）、为防止螺栓断造成主附极与联线接头处烧损，M8×25螺栓全部由普通4．８级改为８．８级高强度螺栓，使车间内紧固螺栓断现象得到了杜绝。车间还多次与接头板生产单位结合，使接头板质量也有了很大的提高，并一直比较稳定。（3）、为使联线绑扎牢靠。车间改用了无纬带对联线进行绑渣，机械强度较蜡线有了很大的提高，联线的可振动幅度大大降低。（4）、在联线固定方面，车间除了将原来的长蚂蝗钉进行了必要的改造外，还在C2和H2引出线振动最大处各增加了一个蚂蝗钉，有效地提高了电机运用的可靠性。

（5）、将480电机主极间联线由原设计的两根50平方铜编织线全部更换成3根，提高电机载流量，并执行先浸漆后装联线的工艺，防止联线因吸绝缘漆而变硬。

经过以上两项技术改进的措施，定子故障率有了明显降低。