索科曼UPS

1、工作原理

      索科曼MASTERYS IP 40KVA 3/3型，它是一种双冗余在线式UPS。在线式UPS（Uninterrupt Power System）一般采用双变换模式。当市电正常时，在线式UPS输入交流电，通过充电电路对蓄电池进行充电。同时，AC/DC电路将交流电转换为直流电，然后通过脉冲宽度调解技术，由逆变器再将直流电逆变成正弦波交流电供给负载，起到无极稳压的作用。而当市电中断时，蓄电池开始工作，此时蓄电池储存的电能通过逆变器变换成交流电并供给负载。因此无论是在市电供电正常时还是在市电中断由蓄电池逆变供电期间，逆变器始终处于工作状态，这就从根本上消除了来自电网的电压波动和干扰对负载的影响，真正实现了对负载的无干扰、稳压、稳频以及零转换时间。UPS的运行模式可分为市电逆变供电模式、旁路供电模式、电池供电模式及故障模式等四种。

      2、设备结构及特点

      索克曼MASTERYS IP 40KVA 3/3型UPS主要由整流模块、逆变模块、输入输出配电、监控系统、并机控制、防雷系统、风扇制冷系统、输入输出隔离滤波系统等组成。

      2.1  整流模块

      市电经整流器变成直流，然后再由逆变器将直流转换成纯净的正弦电压供给负载。

      2.2  逆变模块

      该逆变器为DC-AC单向逆变，当市电存在时，它由整流器取得功率后再送到输出端，并保证向负载提供高质量的电源；当市电故障时，由电池通过逆变器向负载供电。

      2.3  静态开关

      平时处在断开状态，当逆变电路发生故障，或者当负载有冲击性或过载时，逆变器停止输出，静态开关接通，由电网直接向负载供电。静态开关多为智能型的功率容量很大的无触点开关。如果静态开关的转换是由于逆变器故障引起，UPS会发出报警信号；如果是由于过载引起，当过载消失后，静态开关重新切换回到逆变器输出端。

      2.4  输入滤波器

      实质上就是EMI滤波器，一方面滤除、隔离市电对UPS系统的干扰，另一方面也避免UPS内部的高频开关信号“污染”市电。

      2.5  控制开关和操作面板

      2.5.1

 2.5.2  亮光条含义

光亮条对负载供电的情况提供一个直接的指示显示：

红 =当前无电源或临近停工。

黄 =电源存在但不稳定或临时。

绿 =电源安全且稳定。

3、操作方法

     3.1  运行模式说明

       3.1.1  市电逆变供电模式

      UPS安装完毕后，接入市电，合上输入空开，市电电压在规定范围内时，UPS会先工作在旁路状态，大约30秒后，UPS即自动进入逆变供电模式。负载由市电通过整流器、逆变器提供稳压稳频电源，同时充电器对电池进行充电。控制面板上的市电指示灯和逆变指示灯亮（绿色）。

      3.1.2  旁路供电模式

输入市电电压在120V～253V范围内，如果逆变状态出现过载超时、逆变器故障、过温故障、整流器故障等时，UPS将切至旁路工作状态，负载所需的电源由市电输入直接经旁路提供；充电器对电池充电。控制面板上的旁路指示灯亮（绿色）。

      3.1.3  电池供电模式

当UPS工作在市电逆变供电模式时，如出现市电掉电、市电电压或频率超限，UPS将切换至电池供电模式，即整流器和充电器停止运行，电池组放电，通过逆变器向负载提供电源。电池供电模式时，逆变指示灯亮（绿色），当电池电压低于告警点时，电池指示灯亮（红色）。

      3.1.4  故障模式

在市电供电模式下，若出现逆变器故障、机内温度过高等情况，UPS将转为旁路供电；在电池供电模式下，若出现逆变器故障、机内温度过高等，UPS将关机，输出中断。一旦UPS发生故障，面板故障指示灯变亮（红色），（电池、充电器故障除外）。

      3.2  上电前检查

      安装完毕后，为确保UPS的可靠运行，防止因安装不当造成UPS损坏或故障，UPS上电前应进行以下检查：

      3.2.1  UPS接线盒内交流输入空开和电池柜内电池空开均应置于关（OFF）位置。

      3.2.2  对照接线图检查UPS输入、输出、电池和充电器的电缆接线是否正确。

      3.2.3  检查电池连接极性是否正确。

      3.2.4  检查电池电压，UH11－0010LC的正常电压应在31-41V之间，UH11－0020LC的正常电压应在62-82V之间；如电压太低，应检查每节电池的连接是否正确。

      3.2.5  UPS输入接地必须可靠，否则将产生安全隐患并影响防雷效果。可通过测试输入接地点和大地之间的阻抗来检查接地是否良好。

      3.2.6  确认输入零线与火线连接极性正确，零地电压应低于10V。

      3.2.7  检查负载接地是否正确，确认输出无短路现象，且负载总容量未超过UPS额定负载能力。

      3.3  上电检测

      3.3.1  合上电池和市电空开，给UPS输入市电。如果市电电压在正常范围内，此时UPS自动进入自检。待自检完成后，UPS进入旁路供电模式，面板市电指示灯亮。

      3.3.2  大约30秒后，UPS自动切换到逆变供电模式。此时市电指示灯和逆变指示灯亮。

      3.3.3  给UPS加负载。一般建议负载量不超过额定负载的70%，这样可以保证突来的短时额外负载不会影响UPS的运行，同时还可大大延长UPS的使用寿命。

      3.3.4  断开市电输入空开，模拟市电掉电，UPS应能切换到电池供电模式并正常运行。

      3.3.5  测试关机功能：按开/关键超过4秒钟，UPS应关闭，停止输出，所有LED均熄灭。再按开/关键超过4秒钟，UPS将进行电池启动过程，逆变LED闪烁，约30秒后，UPS进入电池供电模式，有正常输出，此时，逆变指示灯亮。

      3.3.6  闭合市电输入空开，恢复市电供电，UPS应切换到市电逆变供电模式。

      3.3.7  机器正常后，锁UPS门以及电池柜的门。 

      3.4  启动

      3.4.1  闭合输入配电柜内的输入开关、旁路开关。

      3.4.2  设置开关Q6到1。

      3.4.3  闭合开关Q2。

      3.4.4  等待机器出现报警，报警为A00、A59后，闭合电池开关。

      3.4.5  在其中任意一台机器的面板上操作，从系统＞按ENTER＞1 报警＞按下翻键＞3 控制命令＞按ENTER进入＞3.1 立即控制命令＞按ENTER进入＞开机程序＞按ENTER进入＞按下翻键把否改为是＞按ENTER。

      3.5  关机

      3.5.1  在其中任意一台机器的面板上操作，从系统＞按ENTER＞1 报警＞按下翻键＞3 控制命令＞按ENTER进入＞3.1 立即控制命令＞按ENTER进入＞按下翻＞关机程序＞按ENTER进入＞按下翻键把否改为是＞按ENTER（关机需要120秒延时）。

      3.5.2  设置开关Q6到0 。

      3.5.3  断开开关Q2 。

      3.5.4  断开输入配电柜内的输入开关、旁路开关。

      3.6  手动开到旁路运行

该操作在设备的普通维护情形下进行，不从负载处取消电源，或在设备发生严重的故障的情形下等候修理的时候。转换到手动旁路，在UPS 输入和输出之间创建直接连接，完全地除去了设备控制部分。

      3.6.1  从模拟面板在COMMANDS > IMMEDIATE COMMANDS 命令> 直接命令菜单设置“ECONOMY MODE”“经济模式”命令。

      3.6.2  等候命令被执行(在高级的模拟面板上: 旁路线在M1显示on，当在基本的模拟面板上:LED L4和L5 ON) 。如果不发生如上情形，暂停操作(辅助市电不适合负载)。

      3.6.3  设置开关Q6到位置2 。

      3.6.4  断开Q1和/或外部电池开关(电池电路打开) 。 

      3.6.5  断开开关Q2。

      注意：如果有一个外部手动旁路，在激活这个开关之前执行上述做法。

      3.7  回到普通模式

      3.7.1  闭合开关 Q2(输入由市电提供) 。3.7.2  闭合开关 Q1和/或外部电池开关(电池电路闭合) 。3.7.3  在模拟面板从命令菜单激活起动程序。3.7.4  检查警报 A06不存在(如果警报存在，在继续之前解决问题) 。3.7.5  设置开关Q6 到位置1 (输出由逆变器提供) 。

在模拟面板从命令> 直接命令菜单设置“NORMAL OPERATION” “一般操作”命令。

      3.8  紧急关机(ESD)

      如果必需迅速中断由UPS 提供的连续电源 (紧急停机)，这可通过断开开关Q6 到位置0（零）。

      注意：UPS输出只能通过用Q6 电子断开。如果UPS 从手动旁路运行及市电存在，通过紧急按钮停机不会中断电源对负载供电。在紧急情况下，所有UPS 电源上游必须是断开的。

      3.9  UPS电源的放电操作

      3.9.1  UPS每三个月(如果没有断市电）做一次放电。

      3.9.2  为防止触电，连接和断开智能负载的电流线和电压采集线到蓄电池上时必须佩戴绝缘手套进行操作。

      3.9.3  严格按照《低压电气设备维护作业管理规定》、《电气装置使用、作业及安全管理规定》进行作业。

      3.9.4  放电时蓄电池与UPS主机断开。

      3.9.5  打开智能负载机前，要先接好电源线。

      3.9.6  接通电源开机后，在智能负载的主菜单中设置好待测蓄电池的各项参数。

      3.9.7  设置好各项参数后，接电压采集线。

      3.9.8  接好电压采集线后，放电测试前，一定要正确插入U盘。

      3.9.9  在智能负载的主菜单中选择“开始放电”，即可按设定的电流值大小进行恒流放电了。放电过程中，仪器如果满足“总电压下限到；单电压下限到；放电时间到”中的任一条件，H-2030P智能负载就会自动停止放电，从而保护蓄电池不致于被过放电。放电测试中间，也可手动在仪器的主菜单“停止放电”上确认，进而在任一时间内手动中止放电。

      3.9.10  测试完后，先关智能负载，然后拆除蓄电池组一端所有的测试线，再拆除仪器一端的线。

      3.9.11  每台UPS放电操作后，将U盘上的数据拷到软件的数据库，并进行分析比较。

      3.9.12  每台UPS进行放电操作后，在电气设备管理台帐上进行登记。

      4、常见故障及处理

      4.1  市电输入开关置于“ON”，面板无显示，系统不自检

      4.1.1  输入电源未接入，检查UPS是否有输入。

      4.1.2  输入电源电压、频率超限，用万用表检查输入电源的电压及频率。

      4.2  市电正常，但市电输入指示灯不亮，UPS工作在电池供电模式

      4.2.1  输入电源线连接不良，确保输入电源线连接妥当。

      4.2.2  输入保险丝熔断，查看多功能板上输入保险是否熔断。

      4.2.3  输入空开故障，请测量接线端子排上外置充电器配线位的电压是否正常，如果不正常，则需要检查UPS的输入配线回路，如果正常，则属UPS故障，请与维护中心联系。

      4.3  UPS未报故障，但输出无电压

      4.3.1  输出电缆连接不良，确保输出电缆连接妥当。

      4.4  开机键按下后，UPS不能启动

      4.4.1  按开机键时间太短，持续按开机键4秒钟以上。

      4.4.2  负载过载，去掉所有负载，重新开机。

      4.5  市电指示灯闪烁

      4.5.1  市电电压超过UPS输入范围，如果UPS正工作于电池模式，请注意电池后备时间。

      4.6  UPS工作一段时间后自动转旁路，且无故障指示

      4.6.1  负载过载，卸除部分负载。

      4.7  故障指示灯亮，电池指示灯闪烁

      4.7.1  电池故障或电池电压低，检查电池接线和电池电压。

      4.7.2  充电器故障。

      4.8  电池放电时间明显低于标准时间

      4.8.1  电池没有充满，市电正常时给电池充电8小时以上，重新测试放电时间。

      4.8.2  电池容量损耗严重，需更换电池。

      5、维护保养

      5.1  设备日常维护要求

5.2  UPS功能检查

      5.2.1  检查UPS的工作状况：如市电正常，UPS应工作在市电逆变供电模式；如市电异常，UPS应工作在电池供电模式。且两种工作状态下均无故障显示。

      5.2.2  检查UPS的运行模式切换：在蓄电池正常，且连接正确的情况下，断开输入空开以模拟市电掉电，UPS应切换到电池供电模式并正常运行；然后再闭合输入空开，UPS应切换回市电逆变供电模式并正常运行。

      5.2.3  以上两项检查过程中，注意UPS的LED显示是否与其实际运行模式一致。

      5.3  电池维护

      5.3.1  电池柜右侧应保留20mm空隙，以保证右侧透气孔通风良好；

      5.3.2  根据现场的安装环境，尽量将电池柜安装在太阳照射比较少的地方。降低电池的使用环境温度可有效地提高电池寿命；

      5.3.3  每次巡检时，应该检查电池的外观并测量其电压。在电池充饱的情况下，UH11－0010LC的电池组电压应在39.5-41.0V的范围内，UH11－0020LC的电池组电压应在79-82V的范围内，环境温度越高，该电压值就越低。

      5.3.4  对于不经常停电的地方，每次巡检时，还应通过切断输入空开，使UPS工作在电池放电状态。放电直至电池组电压低于（12*电池节数）V，这样可以激活久充不放电的电池，提高电池的使用寿命。

      5.3.5  当UPS长期不用，电池连续三个月未充电时，需充电一次，每次不得少于12小时。在高温环境下，连续两个月未充放电时就需充电一次，每次不得少于12小时。

      6、注意事项

      6.1  在投用UPS前，请确保UPS有着良好的接地。

      6.2  为防止触电，连接和断开智能负载的电流线和电压采集线到蓄电池上时必须佩戴绝缘手套进行操作。

      6.3  电池的寿命随环境温度的升高而缩短。UPS室保持适宜的温度和湿度可以有效地延长电池的使用寿命。一般情况下，环境温度不超过25℃。

      6.4  当电池损耗严重时，应更换UPS电池，此操作必须由授权技术人员执行。

6.5  为确保电池的使用寿命，应对电池进行正确的检查和维护，每月对UPS电源进行维护工作，保持蓄电池清洁；电池箱应水平无倾斜，箱体无破损，表面应清洁。

6.6  UPS不间断电源的寿命，不仅与正确的接线、负载功率的匹配有关，还与正确的开关机顺序有很大的关系。欲使UPS电源经久耐用，在功率单位一致的前提下，负载的额定功率应为UPS电源额定功率的80%以内，大了会减少UPS电源的寿命，较小了又会使UPS电源的效率降低。另外在每次开启UPS电源时，先要确认其线连接正确无误后，首先给UPS供电，使其处于旁路工作状态，然后再逐个打开负载，这样就避免了负载电流对UPS的冲击，使UPS的使用寿命得以延长。关机顺序可以看做是开机顺序的逆过程，首先逐个关闭负载，再将UPS关闭。