UPS维修手册标准.docx

1、UPS维修手册标准1. 范围本标准确定了广州地铁一号线电力监控系统（以下称SCADA系统）的不间断电源柜（以下称UPS柜）设备的维修和操作方法。本标准适用于广州地铁一号线所有的UPS柜设备的维修和操作。2. 概述本维修手册适用于广州地铁一号线全线运行。UPS 系统(Uninterruptiable Power System)可以提供持续、不间断的、独立和安全的电源，用以保证系统关键设备的持续运行，不至于电源突然中断时而导致系统瘫痪。2.1. UPS系统功能UPS系统可以完成的功能有： 防止主电源的各种干扰 主电源故障时，进行电源切换 主电源故障时，以相近的幅度和频率进行模拟供给2.2. UPS

2、系统特征UPS系统特征： 由于面向DP设计以及安装空间需要小，可以近机房安装 高性能（有效率达89%），散热小 低噪音，可靠性高 配有晶体管逆变器及良好的动态性能 触摸设计 液晶显示2.3. UPS系统的构成UPS系统主要由3个部分组成： UPS柜 蓄电池柜 配电柜3. UPS柜介绍UPS 41系列主要给单相负载提供电源。其中，UPS 41系列包括：型 号410541074110411541204130额定输出（kvA）57.510152030其中广州地铁的UPS系统采用B4107 (7.5 kvA)UPS 41系列还可作频率转换器（50/60）使用，除静态旁路开关（SBS）和手动旁路开关的功

3、能除外，其他相关设备功能说明对UPS 41系列所有型号同样适用。3.1. 机械设计 带液晶显示的操作板固定在UPS的前面面板上 UPS柜电缆从低部引进 当UPS切换到手动旁路开关（Service bypass）时，可以对UPS内部进行维修 低噪音风扇低速转动散热 冷气流通过UPS门盖漏槽流入，从上面板或后面板漏槽逸出，但只有当后面板的漏槽被墙堵住，才使用上面班逸出气体。3.2. UPS 柜构成UPS主要包括5个部分（如下图）： 整流器 DC链回路，用来连接蓄电池 逆变器，DC电压逆变为交流 静态旁路开关(SBS)，给负载快速 提供一个单相交流电源 手动旁路开关，用来手动隔开UPS设备，切换过程

4、中不影响负载电源的供给3.3. UPS部件简介如下图： UPS电路总图A01晶体管整流器；Q20蓄电池开关A02逆变器；Q50旁路开关C1DC电容；Q51SBS输入开关C2滤波电容；T1输出变压器F20逆变器电阻丝；V51/52晶体管开关（逆变器输出）F51SBS电阻丝；V53/V54晶体管开关（SBS）L1电感；U1、V1、W1三线电源输入L4蓄电池电阻丝；U2、N2SBS电源Q10整流器输入开关；U3、N3负载x)跳线；PE保护接地3.3.1. 整流器通过开关Q10把三相AC主电源连接到整流抗流器L1上（参考UPS电路总图）。它把主电压转换为直流电压。整流器的控制和规律包括以下主要功能：

5、电压的容许误差为1 电流极限，防止整流器过负荷 电压和电流升高慢，电源不会起伏3.3.2. 直流电源回路其电容器C1可减少直流电压的自然起伏，抗电器L4可减少在电池回路里起伏的电流，起到保护电池的作用。此外，有过压/欠压监视电路保护电池UPS的原理实际上是要保持直流回路的电压，当主电源有故障时可用电池供电给逆变器，使逆变器保持输出电压不变3.3.3. 逆变器电源部分的主要部件是晶体管桥电路、变压器T1及电容器C2（参考UPS电路总图）。这种形式的转换开关是通过电子的循环检测，交替地提供单相电压到直流连接回路的母线上。变压器的漏电感和电容器组成了一个过虑电路，输出一个低失真系数的正弦输出电压。输

6、出电压是通过逆变器的脉冲宽度调制的来控制的。由于高脉冲频率，调整会大大受到影响（即时值的调整）。这也影响到输出电压的波形。用户的非正弦电流反馈的影响受到补偿。3.3.4. 静态旁路开关（SBS）晶体管开关V53/54是SBS的主要部件晶体管开关可负责给负载提供不间断电压和连续电流。在下面几种情况时，主回路自动切断负载的电源供给，SBS将自动给负载提供不间断电源： 逆变器过负荷 短路 逆变器故障 当逆变器断开3.4. UPS系统的几种运行模式3.4.1. 正常运行模式：正常运行模式的运行条件及其他 有可靠的主电源且逆变器在接通的状态。整流器把三相主电压转换为直流电压，然后又转换为单相电压，这是为

7、了使负载有稳定的电流和频率。电池只吸收很少的分散电流。如果SBS端的输入电压和频率在定义范围内时，逆变器与主电源运行同步：主电压 Un10%主频率 fn1%这些值由负载对主电源的要求而定，与UPS输出精度为1相反。 切断逆变器逆变器可通过人工断开，SBS供给负载电流且没有中断，并提示为“ready”而整流器保持在接通状态。主电源正常工作范围整流器在额定范围380V10至41510内正常工作，电池电压仍可达到38010。当电压低于Un15时，整流器切断，无法正常工作，那么认为UPS主电源运行失败。SBS的工作范围在Un10（可调整）。 主电源过压整流器和SBS的输入装有声音接口隔离器和相与N之间

8、的电位器，DC联接电路中的LC过虑器可以保护设备过压。 主频率变化范围主频率在50Hz5或60Hz5变化时，并不会影响整流器正常工作。考虑到某些敏感负载的要求，逆变器只能在fn10%内才能实现同步工作。更大的变化范围依赖于时钟操作。3.4.2. 蓄电池供电模式： 主电源供电失败，蓄电池由充电状态变为供电状态主电源供电失败后，蓄电池立即给逆变器提供电压；切换到蓄电池供电模式时，负载电压不受到影响。如果停止部分负载运行，电池的供电时间可以增加。LC显示面板上可以列出蓄电池还可以供电的时间长短。在主电源恢复正常以前，若蓄电池供电停止，逆变器将会自动中断运行。 主电源供电恢复，蓄电池由供电状态变为充电

9、状态供电正常后，主电源通过整流器整流输出直流电压，给逆变器提供电压；同时对蓄电池充电。整流器电流限制在允许范围值内。蓄电池充电电压调节到电池的正常需要。此时应注意蓄电池说明书，蓄电池在工厂调试时有192个电池，如果安装有不同数目的电池或者电池厂家提供不同的充电电压时，设备必须调整。3.4.3. 特殊条件下的运行 (如下图) ： 非线性负载UPS连接的负载很少是正弦曲线的，而是周期的方波或脉冲形状的，这样就导致电压变形。UPS 41系列使用特殊方法排除了电压失真，保证了UPS在非线性负载且未超过额定负荷的情况下能连续地工作。 动态负载变化当个别负荷或负载组接通或断开时，负载会突然发生变化。由于逆

10、变器的优秀的动态性能，负载的变化仅引起对输出电压微少的短时的变化。即使负载有100的突变，输出电压也不会脱离额定电压的4，恢复时间小于3毫秒。 过载、短路逆变器可持续输出1.5倍的额定电流达2分钟之久，而且可以保持额定的输出电压不变；如果超过了这个范围，电流限制器会切断并且降低电压。假如在负载电路中短路，有关逆变器的短路电流的输出设定参考“技术数据”的有关内容。SBS在以下情况下提供不间断电源：单逆变器输出电压低于Un10时单负载电流操超过1.5/n时当负载不超负荷或者相关的负载过流保护设备已经跳闸，UPS系统自动切换到主电源运行模式。 过热为了保护设备，设备内部有很多部件装有限温开关，一旦超

11、出了规定的温度时，设备自动切断并且SBS接管并提供不间断电源。系统装有大量散热装置，部分散热器故障并不会影响UPS系统的正常运行。 逆变器故障内部的监视电路切断逆变器时，SBS立即转换提供不间断电源。设置控制以便在紧急情况下SBS开关转换到“no-ready”主电源。 DC连接回路中直流电压故障电池电压或连接回路电压受到一定限度的监视：如果超过440V直流，逆变器断开低于344V直流，电池欠压报警当连接电压为316V直流时，逆变器断开，当连接电压大于377V直流时，逆变器又重新工作。3.4.4. 节能模式如果UPS支持在短期内（如周末）不需要，在控制面盘上可关闭逆变器，SBS再一次接管从而提供

12、不间断电源。整流器对电池不断地充电。3.4.5. 手动旁路开关运行模式当手动合上手动旁路开关Q50时，负载电源的供给短时会受到影响。当手动合上手动旁路开关Q50合上后，此时可以持续给负载提供电源；同时，维修人员可以对UPS 柜内部设备进行维修和保养。3.5. 给负载供电的几种电源形式3.5.1. 主电源（Main1)，如下图主电源共有二种形式：380V AC和220 AC，其中Mains1是380V AC，Mains2是220V AC。正常时整流器把Mains1三相主电源转换为直流电源；然后经过逆变器的逆变。又把直流电源转换为单相电压，这样主电压和频率的波动受到缓解，并使输出给负载的电压和频率

13、稳定，保证了负载有稳定的电流和频率。3.5.2. 蓄电池如下图。当主电源（Main1)供电失败时，蓄电池从充电状态变为供电状态，对负载供电。当主电源（Main1)恢复供电时，整流器会自动启动，继续对逆变器供电；同时，蓄电池停止供电，又恢复到充电状态。3.5.3. 电源（Main2)如下图只有逆变器等部件故障或者蓄电池和Mains1三相主电源同时不能工作时，才自动切换到Mains2电源。3.6. 操作面盘简介控制面盘可以比较容易地对UPS柜操作和监视。它能显示UPS柜的当前运行状态。当发生故障或警告信号时并有声响报警。控制面盘共有二种型号：标准控制面盘和多功能控制面盘。其中，广州地铁采用多功能控

14、制面盘。3.6.1. 标准控制面盘1. 逆变器的合/分键用于合/分逆变器。操作后必须按“ENTER”键确认2. “ENTER”分/合逆变器后，“ENTER” 键确认3. 声响报警关闭键用于确认声响报警。以下任何一项发生时都会发出声响报警：直流电压低于355V整流器或逆变器故障主电源故障4. 当静态旁路开关接通时，“Bypass operation” 指示灯亮5. 正常运行模式工作时，“Normal Operation”指示灯亮6. 以下任一项发生时，“Fault” 指示灯亮。电压或频率错误过热逆变器故障风扇故障直流过压过载3.6.2. 多功能控制面盘多功能控制面盘给用户提供了友好的操作和监视界

15、面（如下图）。其LED显示和4行液晶显示LC显示了UPS的运行状态并可给出错误和警告信号的声响报警。1 LED显示，具体内容如下图“LED显示”所示2 LC显示，具体内容如下图“LC显示”所示3 声响报警关”按钮4 “LED测试”按钮5 “逆变器合/分”按钮6 “Enter”按钮7 “远程控制”控制按钮8 剩余电量的转换显示9 本系统没有使用该功能 LED显示2 主电源13 整流器接通（绿色）/故障（红色）4 整流器运行5 整流器运行/电池运行6 逆变器运行（绿色）/故障（红色）7 逆变器运行8 电池9 直流回路失压警告10 逆变器过流11 SBS电源12 SBS准备13 SBS自动（绿色）/

16、手动（红色）14 旁路手动电路运行 LC显示1 电池电压2 整流器运行：有效的供电时间 电池运行：有效的供电时间3 有星号时：充电或正常运行没星号时：电池运行4 逆变器电压5 逆变器的输出频率6 在输出端电压7 在输出端负载电流8 SBS输入电压9 SBS电流3.7. UPS工作性能参数3.7.1. 输入参数额定电压：3/N AC 380-10%AC 415+10%额定频率：50Hz5%或者60Hz5%功率因数：约0.83.7.2. 输出参数额定电压：1/N AC 220,230或240额定频率：50Hz或者60Hz负载电流波峰因数：最大为2.5最大非线形负载；100%过载能力：若负载电流为额

17、定电流的1.5倍,工作时间可为2分钟；若负载电流为额定电流的1.25倍,工作时间可为15分钟短路电流：若短路电流为额定电流的2倍,工作时间可为2秒；若短路电流为额定电流的1.7倍,工作时间可为20秒3.7.3. 蓄电池回路蓄电池最大数量：180192蓄电池建议数量：192充电电压：388 V436 V4. 蓄电池柜介绍该类蓄电池型号是铅酸性电池,而且是免维修的,蓄电池柜贴近UPS柜安装,蓄电池柜的尺寸与UPS柜近似。蓄电池柜由32个电池组构成,每个电池组电压是12V；电池组之间以及电池组连接器之间是相互绝缘的。蓄电池的工作运行时间在UPS柜的LC显示屏上有显示；另外, UPS柜还装有EPROM

18、模块,用来设定运行时间(标准运行时间10分钟和30分钟除外)。蓄电池柜还包括一个熔断丝,可以用作短路保护以及切断蓄电池柜和UPS柜之间的电路。4.1. 蓄电池参数蓄电池最大数量192电池组额定电压12(2V/个)蓄电池额定电压384(2V/个)蓄电池充电电压432(2.25V/个)环境温度范围0-40最适宜的环境温度20-25蓄电池额定寿命3-5年或者8-10年5. 配电柜介绍配电柜主要给SCADA系统的中央控制室设备供电,保证设备持续不断的电源供给.具体的供电分配图参考有关资料. 6. UPS系统安装UPS系统安装图如下图：注意！当安装一个新的UPS柜前，请打开UPS 柜，取走红色的运输时固定用的金属拖架。7. 常用操作说明 接通UPS1. 接通主电源开关Q10,即启动整流器。2. 合上蓄电池开关Q20。在激活外部电池时，检查电池终端的极性C/D。3. 接通逆变器电源，启动逆变器并连接到负载(在UPS柜的控制面盘操作)。4. 合上SBS的断路器Q51。5. 检查输出电压是否正常。 断开UPS1. 接通主电源开关Q10,即启动整流器。2. 合上蓄电池开关Q20。在激活外部电池时，检查电池终端的极性C/D。3. 接通逆变器电源，启动逆变器并连接到负载(在UPS柜的控制面盘操作)。4. 合上SBS的断路器Q51。5. 检查输出电压是否正常。