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电池性能下降导致市电停电瞬间UPS负载即掉电

发布日期:2012-10-25

【UPS故障实例】

XX客户使用UPS电源高频系列40KVA的UPS电源单机一台,UPS配置100AH的电池一组,自开机运行以来一直使用正常,已有4年多。某一日,客户打来电话,反馈刚刚市电停电后,UPS没有起到保护负载的作用,负载直接掉电,客户称根本没有感觉到延时,即使有,也不会超过2秒钟。客户感觉应该是UPS的问题,由于负载掉电问题重大,和客户边电话沟通边赶往现场。

【UPS故障分析及解决】

到达现场,此时市电已经恢复,UPS工作在正常的市电逆变供电状态,且机器上无任何表示设备异常的声光告警,由于负载重要,因此客户要求先尽量不要操作设备,等到晚上负载可以停机后再对UPS设备进行检查。因此只能先做些辅助性的工作,现场从UPS中导出历史记录,发现确实如用户所说,市电停电后UPS基本没有起到支撑负载的作用,仅延时2秒钟,逆变器即因为母线电压低而封锁,负载也随之掉电。这是一条很有用的信息,说明负载掉电是由母线电压低引起的。现在我们来分析一下,由于高频系列的机器,从设计的角度来说,电池组是直接挂接在母线上的。在市电正常的情况下,由整流器后面的母线为电池组进行充电,均充或者浮充;在市电异常或者市电停电的情况下,由挂接在母线上的电池组为逆变器提供能量,此即为电池放电的过程。既然历史记录中显示市电停电后母线电压低,那么也就是说当时电池组的电压低,才导致的负载掉电,看来电池组的嫌疑不能排除。于是开始对电池组进行简单的测量,先简单排除电池连接可靠性的问题,连接无异常,再测电池组电压,404V,(正常情况下30节12V电池的浮充电压应该是405V左右)基本正常,但目前电池组挂接在母线上,这个电压值说明不了什么问题,除非断开电池空开单独测量电池组电压,但这个操作暂时还不允许,就先对电池组内的单体电池一节节进行电压测量,测过一遍,没有低于13V的,基本上都是正常的。但是根据刚才的分析,电池应该是有问题的,既然电压测不出问题,于是改用电池内阻测量仪测内阻,这下有4节电池立刻露出原形。虽然其他电池单体的内阻也是参差不齐,但大部分内阻值都集中分布在6~10毫欧,少数几只在10~20毫欧之间,有问题的这四节电池内阻均超出内阻测量仪的量程,即超出了300毫欧,可见电池性能确实不行了。用户对测试结果认可,但表示仍需要晚上做进一步的实验确认。

等到晚上负载可以停机时,用户找来用于测试用的假负载做模拟停电测试,提前已经把万用表表笔挂在电池组的两端,用于实时在线监测电池组的端电压变化。假负载接好后,人为断开UPS的前级输入空开,模拟市电停电,断开空开瞬间,只见万用表的电压读数直接从404V跌落到186V左右,随之而来的是负载掉电,UPS面板上当前告警显示"母线电压低关机",此时万用表电压读数也有了回升,完全复现了用户描述的当时市电停电时的现象。后面又对UPS主机做了详细的各种检测,未发现异常。至此,问题原因查明,是电池组内个别电池单体性能变差导致的负载掉电。

【总结】

电池组是UPS系统的重要组成部分,因此电池组的性能对于UPS系统的可靠性起到至关重要的作用,需要我们在日常维护中重点关注。一般来说,UPS配套的蓄电池和通信电源配套的蓄电池使用的配方不同,因此其寿命也就不同,通信电源一般使用长寿命的配方,其使用寿命可达8~10年,但UPS蓄电池一般更侧重短时间内大电流深度放电的能力,其寿命普遍为3~5年,因此不能一概而论地对待。从日常维护的角度,用户应该制定月度、季度、年度的维护计划,定期对UPS蓄电池的各项参数进行测量记录,并加以比较,从中就能发现蓄电池性能慢慢下降的趋势,一旦发现有性能严重落后的蓄电池,应当尽快予以更换处理,才能最大程度地保证UPS系统的安全性和可用性。

 

 

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