03EXIDE UPS.docx

1、03EXIDE UPS EXIDE UPS（150ES）操作维护手册电源维护中心目录一、 概述 （一） 简介（二） 技术指标（三） 工作方式（四） 前面板开关及各指示灯的作用（五） 系统操作（六） 各单元、板件名称及功能（七）告警信息含义二、系统原理及故障检查（一）控制电源（二）建立 “Bypass”方式给负载供电（三）检查整流器、电池接触器、逆变器的运行状况一、概述目录（一）简介 本系统由电池、固态充电器/整流器、逆变器、静态旁路开关、控制板及微处理器等构成。交流市电通过全波、6相整流后转换成直流供给逆变器，同时给电池充电。逆变器采用PWM方式，产生可调节的三相输出。逆变器输出通过接触器K1

2、连接到输出变压器的初级线圈（初级有两个绕组，另一个接旁路），供给负载。系统简图如下：（二）技术指标额定功率：125KVA，100KW额定输入电压：400VAC，3相，3线+地线输入电压范围：额定电压的+10%，-15%；输入频率范围：503Hz；输入功率因数：有输入滤波器时为0.95，无输入滤波器时为0.8；输入谐波失真：加输入滤波器时为10%；额定输出电压：400V，3相，4线+地线；输出稳压精度：1%；瞬态电压响应：从空载到满载之间转变，电压变化在5%之内；过载能力：125%为10分钟；静态转换时间：小于4毫秒；手动输出电压调整范围：额定值的5%；运行温度：0-+40；储藏温度：-20-+

3、60；额定电池电压：420V；电池额定浮充电压：2.25V；目录最大均充电压：2.40V；放电终止电压：满载为1.66V，空载为1.75V。（三）工作方式UPS有五种主要工作方式：1、UNIT NORMAL（正常工作方式）流程见上图虚线1，负载由逆变器供电，整流器将市电转换为直流电供给逆变器，同时对电池进行充电。2、ON BATTERY（蓄电池工作方式）流程见上图虚线2，当市电中断或失常时，负载由电池给逆变器供电。一旦市电恢复正常，整流器自动启动，向逆变器供电并为电池充电，这一切换过程不是瞬时完成的，在正常工作方式出现之前，UPS是逐渐地带上较多负载，直至全部。3、ON BYPASS（旁路方式

4、）在这种工作方式下，旁路电源经过UPS内部地旁路静态开关和内部变压器向负载供电。当由人工操作干涉之外的任何原因引起系统从正常方式切换到旁路工作方式时，逆变器将自动试图重新切换负载，在10分钟内最多为3次，当试图努力不成功时，控制电路将负载锁定在旁路。4、DOWNGRADE MODE（降级使用方式）在这种工作方式下，负载由逆变器供电，降级的原因有两个，一是蓄电池接触器K2断开，二是旁路不能使用。5、TRANSFER MODE（切换方式）切换有两种方式，切换到旁路及切换到逆变器。切换期间，旁路电源与逆变器电源的瞬态电位差应尽可能的小，否则会产生环流，危害设备的安全。（四）前面板开关及各指示灯的作用

5、开关：CB1：交流输入开关CB4：旁路电源输入开关S1：控制电源开关，控制系统启动所需要的逻辑电源。S2：蓄电池接触器K2电磁线圈的电源开关，人工控制电源的接通或关断。关断时直流电源不会输入到接触器线圈中，可防止后备电源的投入。指示灯：UNIT NORMAL：设备正常，旁路可用，此绿灯点亮；若旁路不可用，此灯闪亮。目录ON BATTERY：蓄电池放电时，此红灯点亮；当电池电压放至逆变器工作电压下限，且旁路不可用时，此灯闪亮。ON BYPASS：系统工作在旁路时，此红灯点亮；在正常工作方式不能使用时则闪亮。MINOR ALARM：当一些对运行无直接影响的报警存在时（如：过温、过载），此红灯点亮；

6、当蓄电池接触器K2处于断开状态下，此灯闪亮。SHUTDOWN IMMINENT：当系统出现以下条件时，此红灯闪亮， 1、当系统过载，且旁路不可用；2、蓄电池工作方式，蓄电池电压靠近下限，而旁路又不可用；3、过温引起UPS立即判断。TRIP：当负荷在旁路或卸载时，此红灯点亮；当正常方式不能使用时，此红灯闪亮HORN：当检测电路检测到UPS报警条件时则以半秒的速率发出报警声，在前面板发出卸载命令时，10秒内一直报警，在降级使用方式中，每4秒产生一声报警。EPO SWITCH：在紧急关机可以使用并未动作时此灯点亮。在产生紧急关机后，如果系统加电，此红灯闪动。前面板钥匙在中间位置时，通过F1、F2按钮

7、可以浏览菜单，监视系统参数及运行状态；钥匙与四个按钮“F1、F2、F3及HORN”配合使用，可以获得多个功能。具体情况如下：面板显示功能A0+F1INVERTER ON给逆变器加电A0+F2INVERTER OFF让UPS去电A0+F3FROM BYPASS当ON BYPASS灯点亮时，操作将把负载切换到逆变器；当ON BYPASS灯闪亮时，压下此按钮并保持10秒，将关闭旁路。A0+HORNTO BYPASS正常方式，且旁路可用，操作将负载切换至旁路。A2+F1AUTO自动完成开机过程。A2+F2EPO RESET紧急停机复位。A2+F3INCREASE VOLTS正常方式时，提高输出电压。A

8、2+HORNDECREASE VOLTS正常方式时，降低输出电压。（五）系统操作单机：自动开机1、 目录闭合S1、S2；2、 闭合电池开关；3、 闭合输入及旁路开关CB1、CB4；4、 给“AUTO”指令。“TO BYPASS”命令在旁路及逆变器都关闭时，可以打开旁路。手动关机 1、“TO BYPASS”；2、“INVERTER OFF”；3、断开CB1，等1分钟后，断开S2、S1。如果“UNIT NORMAL”灯闪亮，保持“INVERTER OFF”命令10秒，将卸掉负载。并机系统：自动开机1、 闭合一部机子的S1、S2；2、 闭合电池开关；3、 闭合CB1；4、 闭合CB4；5、 “AUT

9、O”；6、 另一部重复上述1-5步。系统操作“INVERTER ON”如果某UPS无输出，此指令将使本UPS输出正常交流。“INVERTER OFF”此指令将断开负载开关，再次按下，将关闭整流器和逆变器。“FROM BYPASS”当“ON BYPASS”灯点亮时，如果另一部UPS的旁路打开切负载开关闭合，此指令将关闭旁路断开负载开关。如果旁路打开，但负载开关断开，此指令将关闭旁路，闭合逆变器输出接触器。（六）各单元、板件名称及功能6.1 A1（Rectifier assembly）整流器模块 整流器单元利用其内部的电流互感器和电流互感器用来检测整流器的输入电压、电流。CPT1 给A1A1（GF

10、M）提供16V交流电源，给整流器风扇A1B1提供120V交流电源。A1A1（GFM）接收从A4A10（整流器控制板）来的控制信号去触发可控硅。此单元包含温度监测功能，当整流器温度达到85时，会发出过温告警并有LED显示，整流器将会关闭，当温度降到65时自动复位。整流器单元中还包括缓冲电路和变阻器。目录6.2 A1A1（Gate Firing Module）栅极驱动模块GFM卡位于整流单元内部，接收从A4A10（整流器控制板）来的控制信号去控制可控硅的通断。当GFM上加有16V交流电压时，此电压通过TB3的pins 14、15到达BR1（整流桥），经整流后获得20V左右的直流，直流电压通过U4进

11、行调整，供给GFM使用。GFM包括6个相同的电路板，每个电路板上都有两个LED，一个为红色，一个为绿色。绿色LED表示触发信号已提供给GFM，红色LED表示过温。6.3 A2（Inverter Assembly）逆变器单元逆变器单元中的基极驱动母板接收从A4A9（逆变器控制板）来的PWM信号，并将PWM信号分成三路，供给三个基极驱动板（每相一个）。基极驱动板放大PWM信号并提供给晶体管。每个晶体管模块由两个达林顿管组成，共有12个，每相由两个晶体管模块并联作为正向端，两个并联作为负向端。逆变器单元还包括一个CATCH网络，为额外的电流回到直流母线提供一个通路。逆变器输出电流通过三个CT进行监测

12、，有三个保险用来保护逆变器的安全。温度监测组件在逆变器散热片温度达到85时关闭逆变器，当温度降到65时自动复位。6.4 A2A1（Base Drive Motherboard）基极驱动母板 其接受来自A10的120V，20kHz的交流电源及A4A9来得控制信号，并将这些电源、控制信号分别送往三个基极驱动板。逆变器的输出通过此板进行校对。用来检测电压的电阻R1-R3（55ohm）在此板上，电流检测使用的整流桥（D1、D2、D3）及电阻（R4、R5、R6）也在这块板子上。 6.5 A2A2/A3/A4（Base Drive Board）基极驱动板三块板子的功能是相同的，可以互换。板子接收从母板来的

13、PWM信号（120VAC，20kHz）和DC neutral，PWM信号从J1的pins9、10和pins21、22送来，为9-12V不同的脉冲信号。PWM信号被放大后提供给晶体管，120V交流电作为隔离电源去驱动晶体管，DC neutral 用来比较和建立直流中点从而确定逆变器输出交流的参考中点。6.6 A3（Static Switch Assembly）静态开关 CPT1给A3A1提供16V的交流逻辑电源，给风扇A3B1提供120V的交流电源并给GFM提供逻辑电源。GFM接收从A4A9来的信号，去控制可控硅。输入交流电源通过可控硅输出，不经过滤波和调整。此单元包含温度监测组件，当静态开关温

14、度达到85时，会发出过温告警并有LED显示，静态开关将会关闭，当温度降到65时自动复位。静态开关单元中还包括缓冲电路和变阻器。目录6.7 A3A1（GFM）栅极驱动模块GFM位于静态开关内部，其接收A4A9的控制信号，去驱动可控硅。U1提供22kHz的脉动直流。GFM上有一个红色LED，一个绿色LED，绿色LED表示触发信号已提供给GFM，红色LED表示过温。6.8 A4（Card Cage Assembly）此单元一般只使用5个插槽，在顶部有一个冷却风扇，其电源来自A4A11（Card Cage Motherboard）。6.9 A4A6 Communication Board）通信板 此板

15、拥有自己的微处理器，与A4A8模拟板通过带状线进行通信。6.10 A4A7（Central Control Board）中央控制单元中央控制单元是整个系统的大脑，其处理各种信息发布各种指令。其包含微处理器、时钟、告警菜单、NVRAM和EPRAM，还可以控制外围设备，DCUV检测也通过此板进行。6.11 A4A8（Analog Board）模拟板模拟板提供模拟测量，其通过一个特定端口连接到CCU以完成所有的模拟功能。模拟板检测获得的数据及4个告警，然后将所有告警传送给主控板。6.12 A4A9（Inverter Control Board）逆变器控制板逆变器控制板产生PWM信号，PWM信号送给逆

16、变器单元用来调整逆变器输出电压及相位角。本板还可以传送命令去启动或关断静态开关。还有三项告警检测功能：ACUV、ACOV、DCOV。6.13 A4A10（Rectifier/Actuator Board）整流器/激励器板本板控制整流器可控硅的触发和关断，还控制所有开关和接触器的通断。其包含的硬件可以对输入电源、旁路、负载、逆变器的相位和频率及输出过零点的偏差进行检测。6.14 A4A11（Card Cage Motherboard）本板包括两个标准的S-100接口，其检测电源电压并产生电源故障告警，当告警产生后，它的一个红色的LED将熄灭。6.15 A5/A5A1（Front Panel/ F

17、ront Control Board）前面板6.16 A6/A7（DC Capacitor Pans）直流电容盘作为整流器输出的滤波电容，每个盘包括16个电容，有4个70A的保险。当保险熔断时可以通过其右上方的辅助保险看出来。6.17 A8/A8A1（Crowbar Assembly/Board）短路部件短路部件的作用是保护逆变器的安全，它包括直流电流检测，快速熔断器（A8F1）和可控硅。当检测电路检测到逆变器过流时，会使可控硅导通，A8F1熔断，切断了电流通路。短路板包含电流检测电路和可控硅驱动电路。目录6.18 A9（AC Output Filter Assembly）输出滤波单元输出滤波

18、单元有较多的功能，其主要功能有：1、将T2来的240V交流电整流成240V直流，用作辅助电源；2、检测直流母线472V电压；3、提供472V的主电源；4、将472V的直流电源变换成125V直流电源，供K1、K2使用；5、其中的PT用来检测逆变器；6、安置F1、F2，逆变器风扇A2B1使用的电源通过F1、F2；7、对逆变器输出的PWM信号进行滤波，并连接到输出接触器。6.19 A10（Logic Power Supply）逻辑电源逻辑电源有两个输入，一个由AC相电源通过T2经A9的整流桥整流后得到240V直流作为辅助电源，另一路以472V直流作为主电源。逻辑电源可以产生4种输出：1、+120VA

19、C 20kHz；2、+8V逻辑电源；3、-16V逻辑电源；4、+16V逻辑电源。直流输入降压成4.72V直流后送到逻辑板进行检测。+120VAC 20kHz电源和直流中性点电压被送到基极驱动母板。逻辑电源被送到A4A11、A11A1、A5A1。6.20 A11（Breaker Panel）开关盘包括：CB1整流器输入开关，CB4旁路开关，S1逻辑电源开关，S2电池接触器开关，K2电池接触器，保险F1-F7/F8，检测PT、CT，电池电流检测DCCT，变压器T2，变压器T3、T4，A11A1 机器接口板，A14远端接口板，负载端子，滤波电容。6.21 A11A1（Machine Interfac

20、e Board）机器接口板机器接口板接收从A4A10整流器控制板来的指令，去驱动一个中间继电器来闭合、断开开关和接触器。接口板还有主要、次要告警继电器，负载分担继电器，带载母线电压检测（R19、R20、R21）及并联系统解列和远端紧急关机的功能。6.22 A13（Cabinet Fan Assembly）机顶风机风机由T1供电，经过保险A11F2/F3/F4。6.23 A15（Contactor Assembly）接触器单元此单元包括逆变器输出接触器和电容。6.24 A15 （Video Display Unit）VDU显示单元（七）告警信息含义ANALOG BOARD FAILURE模拟板1

21、0V的参考电压超出范围或模数变换时间超过70微妙。ANALOG BOARD FAILURE TRIP由于模拟板可能存在故障，引起UPS关机。AUTO MODE COMMAND操作人员采用了自动方式。目录BATTERY CONTACTOR CLOSED/OPEN电池接触器内部的辅助触点通过机器接口板将通断信号发送给整流器控制板，引起告警队列中产生此告警。BATTERY CONTACTOR FAILURE接触器状态信号每32毫秒被确认一次，在一秒内如果接触器没有响应“断开”的指令即产生此告警。BATTERY CONTACTOR OK“断开”指令发出后，在设定的时间内有正确的响应。BYPASS AC

22、OV DETECTED旁路AB、BC相的电压通过降压变压器降压后送到模拟板，与设定值进行比较，当旁路电压超过设定值时发出此告警，设定值一般为额定值的+10%。BYPASS ACOV OK旁路电压经比较后未超过设定值。BYPASS ACUV DETECTED旁路电压降到设定值以下。BYPASS ACUV OK旁路恢复正常，设定值为额定值的-10%。BYPASS BREAKER CLOSED/OPEN旁路接触器的辅助触点将通断信息发送给整流器控制板，在告警队列中产生此告警。BYPASS BREAKER OK通断指令发出后得到正确的响应。BYPASS BREAKER SHUNT TRIPPED旁路开

23、关断开。BYPASS NOT AVAILABLE无旁路电源或旁路电源指标超限。BYPASS UF/OF DETECTED当旁路电源频率超过设定值（0.5，1Hz可选）时产生此告警。BYPASS UF/OF OK旁路电源频率恢复正常。CHARGE CONTROL BOARD FAILURE当充电器不能维持直流母线电压时产生此告警。CHARGE IN CURRENT LIMIT软件检测到输入电流超出设定值及直流进行补偿时产生此告警。CHARGE IN CURRENT LIMIT TRIP-CHECK FOR DC SHORTUPS在开启充电器过程中因限流而关闭。CHARGE HARDWARE SH

24、UTDOWN充电器因同步丢失而关闭，可能是由于CHARGE OVOI或CHARGE STATUS BIT FAILURE引起。目录CHARGE LOGIC POWER FAILURE当整流器控制板出现逻辑电源故障和自动关闭时产生此故障。CHARGE OT TRIP充电器因过温而自动关闭。CHARGE OVERTEMP DETECTED感温器因过温而动作（闭合），并将信号发送到整流器控制板。CHARGE OVERTEMP OK当温度传感器断开并发送给整流器控制板时，出现此告警。CHARGE OVOI当模拟板检测到直流电压和交流电流超过设定值时产生此告警。CHARGE RAMPING TIMEOU

25、T在给定的时间内充电器不能输出所需的电压。DC OVER VOLTAGE DETECTED直流信号在模拟板上转换成数字形式后，每16毫秒被检测一次，如果直流电压超过设定值（14.815%）时产生告警。DC OVER VOLTAGE OK直流电压恢复正常。DC UNDER VOLTAGE直流电压低于设定值。EMERGENCY POWER OFF负载被断开，输入开关、电池接触器、旁路开关、输出开关断开，整流器、逆变器、静态开关被关闭。HARDWARE SHUTDOWN旁路不可用且软件未发出关机指令，由硬件原因产生关机。HARDWARE RTANSFER TO BYPASS程序未发出转换指令，而逆变

26、器控制板上的硬件自动切换负载，产生的原因有逆变器故障或DCOV、ACOV。INPUT ACOV DETECTEDAB、BC相输入电压经降压变压器降压，送到模拟板整流、统计。每16毫秒被检测一次，当输入电压超过设定值（+10%）时产生告警。INPUT ACOV OK输入过压恢复正常。INPUT ACUV DETECTED输入电压低于设定值（-15%）。INPUT ACOV OK输入欠压恢复。INPUT ACOV TRIP输入欠压引起充电器关闭。INPUT BREAKER FAILURE输入开关辅助触点状态每32毫秒被检测一次，如果在一秒内输入开关对“断开”命令没有响应，则产生此告警。目录INPU

27、T BREAKER SHUNT TRIPPED软件识别到输入开关断开。INPUT LODE SHARE RELAY OFFINPUT LODE SHARE继电器吸合。INPUT LODE SHARE RELAY ONINPUT LODE SHARE继电器断开。INPUT OF/UF TRIP因输入电源频率超限引起充电器关闭。INPUT OF/UF DETECTED输入电源的AB相被用来提取频率信息，当输入电源频率超过设定值（3Hz）时产生此告警。INPUT OF/UF OK输入电源频率恢复正常。INVERTER ACOV逆变器输出电压的平均值被转换成相应的直流电平并与参考量进行比较，如果逆变器

28、输出电压超过参考量的10%，逆变器控制板将产生一个处理器中断信号以确保UPS在4毫秒内响应ACOV告警并进行转换。INVERTER ACOV DETECTED逆变器输出电源通过电压互感器，电压信号被送到逆变器控制板，其平均值送到模拟板进行模数转换，每16毫秒此电压信号被检测一次，如果超过设定值则进行逆变器交流过压检测。INVERTER ACOV OK逆变器输出过压恢复正常。INVERTER ACOV TRIP逆变器因输出过压而关闭。INVERTER ACUV逆变器输出电压低于参考值的10%。INVERTER ACUV DETECTED逆变器输出电压设定下限进行逆变器交流欠压检测。INVERTE

29、R ACUV OK 逆变器输出欠压恢复正常。INVERTER ACUV TRIP逆变器因输出欠压而关闭。INVERTER CONTACTOR FAILURE接触器辅助触点的状态信号通过机器接口送到整流器控制板，每32毫秒被检测一次，如果在一秒内接触器没有响应一个“断开”指令或五秒内未响应一个“闭合”指令都会产生此告警。目录INVERTER CURRENT LIMIT TRIP逆变器因限流超过10个周期而关闭，若旁路不可用，负载将被卸掉。INVERTER BLEEDING DC LINK VOLTAGE当UPS关闭后，逆变器为存储在直流电容中的直流电压提供一个放电途径。INVERTER OT T

30、RIP逆变器因过温而关闭。INVERTER IN CURRENT LIMIT软件检测到逆变器电流超过额定值的126%并且通过提高逆变器电压进行补偿。INVERTER RAMP ERROR-CHECK FUSES充电器和逆变器由于逆变器故障或直流短路而关闭，逆变器无输出。INVERTER RAMPING TIMEOUT逆变器在10秒内无符合要求的输出。INVERTER TURNING ON逆变器等待锁相环路及直流平衡电路稳定以便正常输出。NVRAM FAULT说明NVRAM内信息丢失，UPS需重新校对，引起此故障的原因是由于CCU板上的电池故障或RAM故障。OK TO CLOSE BATTERY

31、 CONTACTOR当直流电压升高到472V后，电池接触器闭合。二、系统原理及维护目录（一）控制逻辑电源 电路运行过程： 闭合UPS输入电源，打开机柜前门，闭合S1，等待几秒后，下列LED和指示灯将变亮：1、“TRIP”灯闪亮2、A10的绿色LED 3、A4A11上的红色LED4、A2上的6个红色LED (每个驱动板上两个) 如果已建立旁路工作方式，此时VDU有显示，前面板的“ON BYPASS”将闪亮。当UPS输入电源开关闭合后，C-A相的400V交流电压通过F5、F6加在变压器T2 的初级，降压后得到240V的交流，提供给S1。当S1闭合后，240V的电压经过A9中的D1进行全波整流，整流后的直流电压送到A10的插头J3上，A10启动、初始化