UPS系统的维护管理

UPS系统的维护管理目录UPS原理与产品介绍UPS系统配置设备维护系统检查3转换开关精密交流配电柜直流电源直流配电接口通信设备计算机/网络设备柴油发电机组市电AC/DCDC/DCDC/DCDC/AC抗瞬态浪涌抑制器DCAC交流输入UPS系统内置电源天线塔连接器导管精密空调电缆蓄电池LANLAN动力环境集中监控系统蓄电池供电系统示意图UPS系统原理-为什么用UPS波形下限市电断电电压浪涌线路噪声瞬态尖峰频率漂移谐波失真……电网1.高可靠性不间断供电2.电网稳压、净化功能3.电池管理功能4.智能监控功能UPS系统原理-UPS的四大功能•保证动力的连续性•高质量供电、绿色电源•延长电池使用寿命•解决UPS维护问题6输出配电柜蓄电池UPSUPS系统原理-什么是UPSUPS-UninterruptiblePowerSystem不间断电源电网适应性“洁净性”显示精度输入性能负载适应性效率输出性能冗余特性电池管理放电功能后备时间输入配电柜UPS系统原理–UPS原理框图UPS系统原理–工频机采用工频变压器作为输出部件的UPS，俗称工频机。SCR整流+电池直挂母线+IGBT逆变+变压器逆变IGBT工作频率通常为2.4~5kHZ，必需内置输出隔离变压器。优点：输入输出隔离、抗干扰和冲击能力强、结构简单、抑制零地电压缺点：体积大，重量大、成本高、输入谐波电流较大、效率低UL33（20~60KVA）*IGBT整流Hipulse/HiU（80~400KVA）NXL（500~800KVA）利用高频开关技术进行整流和逆变的UPS，俗称高频机。IGBT整流+电池变换器+IGBT逆变逆变IGBT工作频率通常为20~44kHZ优点：功率因数高、谐波电流小、效率高、体积小、重量轻、成本低、电池管理功能强大缺点：输入输出不隔离、逆变器故障易影响负载、负载适应性差、零地电压高UPS系统原理–高频机NXa（30~200KVA）*已停产NXr（30~200KVA）APM（30~300KVA）APL（250~800KVA）面板及操作我司目前Liebert系列UPS，通过面板右侧的两个“InverterON”、“InverterOFF”按钮开关逆变器，命令生效需长按2秒。当单机或并机系统中所有UPS的逆变器均关闭后，系统会自动转旁路。本机编号与模拟电路图LCD显示和菜单键EPO按钮与控制按钮旁路指示灯整流器指示灯电池指示灯峰鸣器负载指示灯逆变器指示灯告警指示灯LCD菜单键逆变器启动按钮逆变器关闭按钮故障清除按钮故障消音按钮本机编号本机编号与系统示意图UPS系统原理–UPS分类按工作原理分：后备式UPS互动式UPS在线式UPS按供电体系分：单进单出UPS三进单出UPS三进三出UPS按电池位置分：电池内置式UPS（标准机型）电池外置式UPS（长延时机型）按多机运行方式分：串联热备份UPS（用于中小功率机器）直接并联UPS(用于中大功率）双母线并联UPS(用于中大功率)目录UPS原理与产品介绍UPS系统配置设备维护系统检查单机供电方案并机供电方案多母线供电方案可靠性99.9999%可靠性99.99%可靠性99%可靠性低可靠性高UPS系统配置系统配置–单机系统单机系统系统配置–串联热备份系统适用范围：中小功率机型优点：价格便宜，安装方式简单可靠。缺点：1、从机电池寿命缩短。2、对单机抗阶跃负载能力要求高。3、没有扩容能力。适用范围：大功率机型优点：1、可以组成很大容量的交流电源系统。2、多台UPS平均分摊负载，可以组成冗余系统，提高系统的可靠性。3、可以灵活配置系统的容量，便于扩容，并降低用户的初始投资。4、系统具有很好的可维护性。缺点：1、控制电路复杂。2、成本高。系统配置–并机系统1+1并机1+N并机系统配置–N+1集中旁路并机系统适用范围：Hipulse、HiU优点：1、巨大的系统容量。2、强大的过载能力。3、同并机系统。缺点：同并机系统。MMSMSS系统配置–多母线系统适用范围：所有机型优点：1、解决单母线运行方式存在的单点瓶颈问题。2、系统稳定性、可靠性高3、维修方便缺点：1、系统配置负杂2、成本高单机双母线并机双母线单机三母线系统配置–常见系统配置并机+主旁分离+外置维修旁路：中国电信（2005）741号IDC规范7.1.4UPS系统输入回路应避免单点故障，UPS系统整流器和静态旁路的输入开关应接在不同的输入端子上。系统配置–主旁分离1、UPS系统没有配置外部维修旁路，不利于设备维护。2、只有三相火线，却没有零线。当UPS进行改造割接时，若UPS的N断开，负载则会因缺零而导致损坏。3、外部维修旁路相序错误。当系统从UPS切至外部维修旁路时，会发生短路。4、UPS系统输入和外部维修旁路取自不同市电，或取自不同且无联动的配电柜。YD/T1051-2010：UPS输入、输出配电柜应考虑维修旁路设置。系统配置–外部维修旁路1、电缆截面积的配置，除和电流大小相关以外，还和布线方式、走线环境、通电时间等因素有关。（参考GB50217-2007电力工程电缆设计规范）2、对于各单组电池的开关和线缆，按照冗余一组的标准来配置。3、当电池间电缆大于95mm以上时，建议使用铜排。4、电池配置需使电池能耐受的最大电流大于UPS放电电流。系统配置–线缆选型1、上下级配电开关容量不匹配。2、开关整定不合理。3、小负载、细线缆，配大开关。4、总开关的整定，未考虑后端各个电源系统为电池充电的工况。市电停电后恢复，电池均充导致总开关过载跳闸。GB50054-2011：配电线路装设的上下级保护电器，动作特性应具有选择性。YD/T1970.4-2009：前后级配电开关容量的额定值或整定值、功能等应满足负载的正常要求。系统配置–开关配置目录UPS原理与产品介绍UPS系统配置设备维护系统检查设备维护有序的日常维护完善的应急预案良好的文档管理UPS维护标准YD/T1970.4-2009：设备维护-洁净度YD/T1821-2008通信中心机房环境条件要求5洁净度、新风量要求YD/T1970.4-20091、环境中应无明显灰尘，尤其是导电性质的粉屑（如金属粉、S物质、C物质、导电纤维、强电离物质等）。2、UPS和机房应保持清洁，定期清洁UPS的表面、散热风口、风扇及过滤网等。设备维护-性能指标三相电流是否平衡纹波电压是否过大；电容均压是否平衡。三相电流是否平衡；是否为标准值。原边的三相电流是否平衡；直流分量是否过大。电压谐波/不平衡度/相位差是否过大；并机系统的输出不均流度是否过大。1、遵守行业标准要求，约5~6年对UPS进行大修，将母线电容、滤波电容进行更换。2、购买厂家维保，以对设备内部电容进行定期检查，及时发现隐患、排除问题，避免事故的发生。设备维护-电容问题UPS维护技术要求YD/T1970.4-2009：设备维护-线缆松动YD/T1970.4-2009通信行业UPS标准GB50462-2008电子信息系统机房施工及验收规范1、建议对系统内的所有接线端子一年紧固一次。2、在日常维护巡检中，需关注线缆与端子的可靠性。当发现问题后，立即对其进行处理。设备维护-电池异常1、内阻大。2、明显漏液、爬酸腐蚀、鼓胀等。3、放电时，电压下降快。4、放电时，电池明显发热。5、放电时，各组电池电流不平均。YD/T799-2010：蓄电池放电时，各蓄电池之间的端电压差应不大于0.20V(2V)、0.35V(6V)、0.6V(12V)。同组蓄电池内阻偏差应不超过15%。不同的电池由于内部性能有差异，混用会影响整组电池的正常运行，对部分电池造成损害，缩短使用寿命。YD1051-2010：不同厂家、不同型号、不同容量、不同时期（出厂日期相差1年以上的认为是不同时期）的蓄电池严禁串、并联使用。QB-W-018-2008：单台UPS的电池要求是同一批次的，不允许新旧混和使用。设备维护-输入功率因数在IEC以及IEEE标准中，功率因数λ都被定义为有功功率P跟视在功率S的比值。影响输入功率因数的因素：1、UPS类型和拓扑结构2、电流谐波3、负载率以0.85为标准值的用户中，功率因素若由0.84降到0.6，则电费直接上升15%，而若功率因素提高至0.94以上，则电费降低1.1%输入功率因数影响：1、效率；2、电费功率因数0.850.860.870.880.890.90.910.920.930.94-1.00电费减%00.10.20.30.40.50.650.80.951.1功率因数0.840.830.820.810.80.790.780.770.760.750.740.730.72电费增%0.511.522.533.544.555.566.5功率因数0.710.70.690.680.670.660.650.640.630.620.610.60.59及以下,每降低0.01,电费增加2%电费增%77.588.599.5101112131415GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波:YD/T1095-2008通信用不间断电源UPS标准:设备维护–谐波谐波，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了基波频率的电量，其余大于基波频率的电流产生的电量。谐波次数是谐波频率与基波频率（n=fn/f1）的比值。电流谐波的产生：由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变。电压谐波产生原因：1、发电源2、输配电设备3、大型用电设备4、谐波电流ActivepowerP有功功率HarmonicD谐波功率谐波可以理解为啤酒中的泡沫：Beerwithoutmoussedoesn’texistButwedon’tneedmoussetodrinkbeer谐波危害：1、视在功率增大，增加损耗；2、电缆温度升高，加速绝缘老化；3、N线电流增大；4、损坏电容；5、变压器降容；6、负载自污染；7、扰乱发电设备运行；8、影响开关脱扣器、继电设备等设备工作。中大功率UPS，通常定义额定输出容量时会标明负载功率因数滞后0.9的条件。也就是说，在其它某些负载功率因数下，UPS有可能无法输出额定的标称功率。这主要与UPS逆变器输出的滤波器呈容性有关。设备维护–输出功率因数大多数厂家会给出在承带不同功率因数的负载时，UPS能够输出的功率。目录UPS原理与产品介绍UPS系统配置设备维护系统检查系统检查-重视系统中每一个节点系统检查-后台监控可能存在的监控问题：1、后台监控通讯中断，信息无法及时更新。2、后台监控没有配置关键点数据。3、后台监控参数设置错误。严重影响维护工作；可能误导维护人员。系统检查–开关整定系统检查–系统联调对新UPS进行测试，将其对应的ATS从市电切换至油机后，老UPS系统宕机。系统检查–输入配置油机供电，UPS系统正常带载时没有异常；转旁路后，油机却保护停机，负载掉电。发电机设置的无功保护范围为15%，计算出可接受无功功率最大229KVAR。现场实际负载的无功功率为124KVAR，UPS自身的无功功率为171KVAR，共计294KVAR。系统检查–油机匹配谢谢！