UPS电源失效原因及维修方法浅析

UPS电源失效原因及维修方法浅析

杨延龄

乌鲁木齐石化热电部

摘要：不间断电源（UPS）作为一种重要的后备电源，在现代化电网中起着举足轻重的作用。针对 UPS电源在运行中出现的各类故障，从电池寿命预测、逆变器故障类型与原因分析、过载与短路原因分析、设备老化监测与排除等几个角度，对 UPS电源的维修与维护具有重要意义。

关键词：不间断电源；故障原因；维修措施

1绪论

UPS电源是现代社会的一个重要组成部分，它为各行各业的设备与系统提供了稳定可靠的电力供应。在长期使用及多种因素的作用下， UPS供电装置经常出现故障。当出现故障时，将直接影响到生产装置及系统的正常运转，甚至造成巨大的经济损失及安全事故。对 UPS电源失效原因进行分析，制定相应的维修措施，对确保设备、系统、人身、财产的安全起到了十分重要的作用。

2 不间断电源蓄电池老化、破损的原因与维修

2.1不间断供电蓄电池的工作原理及构成

在电力系统中，蓄电池是UPS的一个关键部件，它的主要功能就是在断电或者电网不稳定的时候，向负荷提供电力。UPS电源由多个单体电池组合而成，UPS电源中一般采用铅酸电池，镍氢电池，锂离子电池等构成。

2.2蓄电池的老化与损伤原因分析

在长期的使用过程中，UPS的动力电池难免会发生老化、破损等情况，从而引起供电故障或降低供电效率。

一是气温的高低。在较高的温度下，电池的使用寿命会大大降低，超过10℃时，其寿命将减少一半。二是充放电时间的长短。每一次深度放电都会导致蓄电池的使用寿命下降，当放电深度大于50%时，蓄电池的使用寿命就会受到影响；经常充电还能加速电池的老化。三是充电模式.过充或过放电，不合适的充电电压，过长的充电时间，过大的充电电流，都会降低电池的使用寿命。四是保养不到位。如果电池老化或损坏，不能定期检测、维修电池，将严重影响电池的使用寿命。

2.3养护维修措施

一是温度的控制；UPS电源应置于适当的温度条件下，尤其在夏天或炎热的情况下，需对 UPS电源电池的温度进行特殊关注，可采用空气调节或其它温控装置维持适当的温度。

二是要对充电和放电的频率进行控制。每一次深度放电都会导致电池的寿命变短，所以要尽可能地降低深放电的频率，并且要计划好充电和放电的时间。

三是要用好充电方法。建议选用原装的 UPS电源充电器，或其它符合电池充电规范的充电器，以免因使用不当而造成电池老化或损伤。

四是对电瓶进行定期的检修与保养。可以建立一个电池的检查和维修方案，比如定期检查，清洗，维修。对电瓶进行定期的保养，可以有效地延长电瓶的使用寿命，并使 UPS的供电保持良好的状态。

3不间断电源逆变装置的失效原因与维修

3.1不间断电源变换器的工作原理及构成

UPS电源中的逆变器是实现直流电到交流电的关键，它的工作原理是通过高频 PWM技术把直流电转化为高频交流电，然后通过滤波、稳压等方式获得纯交流电。该逆变器由高频开关管，输出变压器，滤波电容器，稳压电路等部分构成。

3.2维修应对措施

一是对 UPS电源中变换器的输出线路及控制回路进行定期检测与维修，并对老化、破损的元器件进行更换。二是选用高质量的逆变开关器件，以防止因老化、破损而造成的失效。三是加装了过载保护器和短路保护器，有效地防止了过载和短路现象的出现。四是定期做好 UPS电源的保养与检测工作，及时发现并消除可能存在的问题，保证 UPS供电的可靠性。

4 UPS供电过载、短路的原因与维修

4.1不间断电源的定义与分类

在 UPS供电中，负载过大是由于 UPS电源的负载过大而引起的。短路就是不间断电源输出回路发生的短路情况，在不间断的情况下，通过熔断器或其他保护电路来实现对 UPS供电及负载的保护。

4.2电力系统过载、短路故障原因分析

4.2.1超载的原因剖析

一是负荷量。在不间断电源的输出负荷大于额定负荷时，系统将出现过载现象。负载超载可以由负荷需求增加，负荷瞬间增加，并联 UPS负荷不均衡等因素造成。二是过流能力。过流是在不间断电源供电的情况下出现的。过电流可能是由短路或不正常的负载引起的。三是不间断供电造成的。UPS电源由于其内部元件的失效、电池的老化等因素，都会造成 UPS的供电负荷过大。

4.2.2电力系统短路故障原因分析

一是外因。由于外界原因，如 UPS电源输出线短路， UPS电源输出插头和插座的接触不佳，都会引起短路。二是内因。由于内部原因，如 UPS电源输出线上的元件失效，逆变器输出端的开关管受损等，都会引起系统的短路。三是负荷问题.当负载出现短路时，还可能引起 UPS供电的短路。

4.3维修预防措施

一是负荷的合理分配。在选用不间断电源时，应结合实际负荷要求，选用合适的额定功率。另外，在使用不间断电源时，应密切关注负荷的变化，防止突然增加。

二是对并联不间断电源的负荷均衡进行校验。当多台 UPS电源并列工作时，必须保证每台 UPS电源之间的负荷均衡，防止某一台

UPS电源因负荷过大而过载。

三是对 UPS的供电进行经常性的检修。定期检测 UPS的电源，如有异常应立即解决，避免因内部元件失效、电池老化而造成的负载过大。

四是对输出线进行核查。对 UPS电源的输出端进行定期检测，看有无磨损，老化，松动，锈蚀，尤其是便携式 UPS电源，要注意输出线的磨损和破损。

五是要做好 UPS的日常工作。对 UPS电源进行定期的检查与保养，主要内容有：电源内外的清洗，电源内部元件的损坏，逆变器输出的开关管有没有损坏。

六是加装了超载防护装置。在 UPS中加装过负荷保护器或不间断电源输出保护器，可以降低由于短路引起的 UPS供电故障。该装置能迅速切断线路，防止 UPS供电及其它设备受到损害。

5不间断供电装置的老化原因与维修

5.1不间断供电装置老化的含义及作用

UPS供电装置的老化严重影响了其工作性能与可靠性，降低了系统的运行效率，降低了系统的使用寿命，严重时还会危及到设备的安全性。器件老化是电子器件的共性问题，不仅会造成功率输出不稳定，故障率增加，能量消耗增加，安全隐患增大，还会降低设备的可靠性、使用寿命、兼容性及性能。

5.2设备老化原因分析

一是可以持续很久。随着装备服役年限的增长，其零部件会逐渐磨损和老化，从而导致其性能退化，直至故障。二是对应用的要求。若长时间处于粉尘、腐蚀性气体等苛刻的工作条件下，则会加快设备的老化速度。三是装备的品质问题。装备的品质对装备的老化速率也有很大的影响，装备品质差的装备往往会发生老化。四是保养不到位。对设备进行不定时的维修，如设备未清洗，没有及时更换已老化的零件，都会造成设备的老化。五是开关频繁。频繁切换会造成器件回路温度的大幅波动，易造成元器件的老化。六是供电质量的问题.电压波动，电流脉动，电压凹陷，电压凹陷，电压凹陷等电能质量问题将对设备造成冲击，加快设备的老化。提出解决问题的方法。

5.3维修应对措施

一是对设备进行定期的维修，对设备进行定期的清洗，更换老化的零件。二是要严格掌握操作条件，尽量避免长时间处于粉尘、高温、高湿度等苛刻条件下操作。三是选用优质设备，延缓其老化。四是尽量不要频繁启闭，尽量降低回路的温差，提高装置使用寿命。五是利用稳压器和 UPS等设备，防止因电压波动，电流波动，电压跌落，电压跌落，电压跌落等现象而对设备使用寿命产生不利影响。

6结语

不间断电源作为一种新型的电源，在现代电网中占有举足轻重的地位，是保证电网安全稳定运行的关键。在日常工作中，要注意对 UPS电源进行维修，及时发现、排除故障，保证电网安全、稳定地运行。

参考资料

[1]凌广平，《UPS动力电池》的应用与保养[J].电子检测，2021,18.

[2]周越.不间断电源系统的研制及可靠性分析.光源与照明.2022.7.

[3]范若鸣.不间断电源的处理及运行管理.

[4]邵长暖. UPS在 UPS中的失效原因分析.机械与技术，2020,30.