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UPS不间断电源设备的使用与维护要点

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  • 为了保证网络硬件设备(应用服务器、路由器、交换机、硬件防火墙等)运行过程中减少因浪涌、低压、干扰、雷击和断电等供电环节对各类设备造成的的影响或毁坏
  •   1.引言
      
      为了保证网络硬件设备(应用服务器、路由器、交换机、硬件防火墙等)运行过程中减少因浪涌、低压、干扰、雷击和断电等供电环节对各类设备造成的的影响或毁坏,提高网络硬件设备工作的可靠性和可维性,许多单位在局域网关键节点(如网管中心)配备了UPS电源。由于UPS二十四小时工作在高电压、大电流、空气潮湿的恶劣环境中,因此有着较高的故障隐患,加上部分操管人员不能全面地掌握使用技巧和正确的维护方法,更会降低UPS使用的可靠性,甚至危及其负载安全。为此笔者总结多年在网管中心工作中有关UPS电源设备的工作实践和维护保养经验,对UPS的使用技巧、维护方法和故障排除等进行了归纳和总结,希望能对大家有所借鉴和帮助。
      
      2.UPS使用技巧
      
      UPS主要有在线式和后备式(离线式)两种:在线式UPS电源工作时始终通过内部的逆变电路为用户提供稳定的电力供应,无论市电电压是否稳定。当市电停电时,由蓄电池提供能源;后备式UPS电源能够在断电后为用户提供5-10分钟的供电,以便用户完成存盘等紧急的工作,一般体积小巧,蓄电池和逆变电路是做在一起的,适合于家庭用户。
      
      UPS的电源输出方式有方波和正弦波两种:正弦波输出的UPS电源适合阻性和感性负载,适用的范围越宽,其价格要高一些;方波输出的UPS电源一般只适合阻性负载,其携带负载的能力低,当负载过重时,其电压衰减会很大。
      
      单位局域网中一般配置在线式正弦波输出的UPS。理论和大量的应用实践表明,不论采用哪种类型的UPS,其故障约有60%是使用或管理不当造成的,因此,全面地掌握UPS的使用技巧,是延长UPS使用寿命,提高系统可靠性的重要环节。
      
      2.1严格遵守开关机程序和要求
      
      UPS的开关机操作看似简单,却十分重要,不按照规范化的程序实施,开关机时过大的电冲击极易损害UPS及其负载,我们对此应引起足够的重视。
      
      2.1.1开机程序
      
      开机总的原则是先启动UPS,等UPS工作正常和稳定后再依次接入负载。在线式UPS应按以下顺序开机:储能电池开关→自动旁路开关→输出开关依次置于“ON”;按启动面板“开”键,UPS系统启动,“逆变”指示灯亮,延时约1分钟后,“旁路”灯熄灭,UPS转为逆变供电,完成开机。经空载运行几分钟后,按照负载功率由小到大的开机顺序启动负载。
      
      2.1.2关机程序
      
      UPS不允许带载关机。应先关闭其负载,让UPS空载运行几分钟,待机内热量排出后,再按与开机相反的顺序关闭UPS。
      
      2.1.3开关频度
      
      不能频繁开和关UPS。从UPS的电路特点和工作过程可知,UPS电源不能作短暂的开、关动作。经验上最好在关闭15秒以后再开启,否则很易损坏UPS或使UPS处于既无市电输出又无逆变输出的不正常状态。
      
      2.1.4冷启动和开关间隔
      
      在有市电的情况下,应禁止“冷”启动,即把市电断开使用UPS电源启动,此时启动电流很大,容易损坏UPS;若关机后需要重新启动时,一般需要等1分钟左右才能再次开启。
      
      2.2UPS所带负载功率
      
      一般UPS厂家建议:UPS电源的最大启动负载最好控制在80%的UPS额定输出功率之内,但对正弦波输出的UPS电源,当其负载少于30%的UPS额定输出功率时,输出波形又要发生变化。实践证明:绝大多数的UPS电源将其负载控制在标称功率的30%~65%之内为最佳。在局域网系统中使用时,一般应将UPS的负载量控制在其额定功率的50%~80%左右,最高不超过85%。不要把一些根本就没有必要进行电源保护的设备都连接到UPS上,这样只能额外加重运行负担,缩短使用寿命。
      
      2.3严格控制负载类型
      
      在UPS的输出端不要接入感性负载,如风扇、空调、打印机及其它通过大功率降压变压器工作的用电设备。因为这些感性负载的启动电流往往会超过额定电流的3~6倍,从而引起UPS瞬时超载;也不宜带可控硅负载、可控硅桥式整流或半波整流式负载等。
      
      2.4工作温度
      
      UPS的电池对温度要求较高,标准使用温度为25℃,平时尽量不要超过+15℃~+30℃。温度太低会使储电池容量下降,温度每下降1℃,其容量约下降1%。电池的放电容量会随温度升高而增加,使电池寿命降低,若长期在高温下使用,温度每高10℃,电池寿命约降低一半。因此UPS要远离热源并配备空调设施或安装在通风散热良好的地方。
      
      2.5供电条件
      
      为了确保UPS使用安全,与UPS相连的配电柜应使用空气开关。UPS输入端的电源电压、波形、频率、幅度等也必须满足要求,否则容易造成UPS工作异常或损坏。
      
      3.UPS维护要点
      
      由于UPS大都配备免维护密封式蓄电池,因此许多操管人员误以为UPS不需要维护,从而忽视了相应的维护保养工作。应该指出,这种观念和做法是不正确的,免维护并不等于不需维护,按照正确的方法维护UPS,可以减少故障率,延长其使用寿命,提高供电质量和工作可靠性。
      
      3.1UPS主机维护
      
      应尽量使UPS工作在清洁的环境中。因为空气中漂浮的有害灰尘进入UPS,会对其内部器件造成腐蚀或短路,从而影响UPS的正常工作甚至损坏UPS。对于环境较差的机房,应每半年或一年对UPS内部进行除尘和检查,以防止尘埃聚集或大功率器件散热片松动,使机内温度升高影响UPS正常工作。
      
      3.2负载连接
      
      UPS的连接是一个十分重要的环节,处理不好不仅会危机UPS及负载安全,而且会馈入噪声和干扰。由于组合电池组电压很高,存在电击危险,因此装卸导电连接条和输出线时应有安全保障,防止电池接线柱以及连线之间发生短路,使用的工具应绝缘良好,特别是输出接点应有防触摸措施。UPS接入电路时应严格按照规定的极性,以及零线、火线、地线顺序和标识等进行连接,对于三相UPS还应确保相序准确。
      
      3.3蓄电池保养
      
      应定期对蓄电池进行充放电保养。蓄电池的过渡放电和蓄电池长时间开路不用,都会使蓄电池内阻增大,而使充放电性能变坏。
      
      3.3.1不同情况下UPS蓄电池使用注意事项
      
      对于长期处于只充电不逆变电的UPS电源,应每隔1~2月要进行人为的中断市电,采用逆变供电(具体时间为UPS给定电池供电时间的80%),以便激活电池;
      
      对于经常性市电中断用蓄电池供电的UPS电源,应经常对蓄电池给予充分充电;
      
      对于半个月以上没有用的UPS电源,在重新开机前,最好先不加负载,让UPS对蓄电池充电8~20个小时后再用;
      
      如果UPS电源因电池放电电压过低而自动关机,来电再开机时,一般应轻载运行,这样有利于延长蓄电池的使用寿命。
      
      据有关数字的统计表明,因蓄电池故障而导致UPS不能正常工作的比例约为30%,因此正确使用及维护好蓄电池至关重要。
      
      3.3.2设定浮充电压
      
      主机中设置的参数在使用中尽量不要随意改变,特别是对电池组的参数,会直接影响其使用寿命,但随着环境温度的改变,对浮充电压要做相应调整。通常以25℃为标准,环境温度每升高或降低1℃时,对于12V蓄电池来说,浮充电压应增加18mV。
      
      3.3.3控制充放电参数
      
      不论是在浮充工作状态还是在充电、放电检修测试状态,都要保证电压、电流符合规定要求。要防止电池短路或深度放电,放电深度越深、循环寿命越短,通常放电量不应超出容量的30%~50%。
      
      3.3.4充电时间
      
      当蓄电池每次放电完毕后,可利用内部充电回路进行浮充。为保证蓄电池重新置于饱和充电状态,一般需要的充电时间为10~12小时。充电时间不够会使蓄电池处于充电不充分状态,使蓄电池实际可供使用的容量远远低于标称容量。
      
      3.3.5定期放电
      
      通常情况下,每3~6个月需要对UPS进行一次检查,测量其电池的端电压和内阻。如果单个电池的端电压低于其最低临界电压或电池内阻大于80mΩ时,应进行均衡充电或更换电池。如果市电长期不停电,需要定期人为断电一次,让UPS带负载放电。这样就可以使UPS电源在逆变状态下工作一段时间,以激活蓄电池的充放电能力,延长其使用寿命。
      
      3.4备件替换
      
      禁止用不同安时数、不同品牌的电池替代原电池;更换主机内部配件时应尽量采用原型号,决不允许用技术指标较低的配件做替代品。
      
      4.结束语
      
      UPS在整个局域网系统中发挥着极其重要的作用,但平时如何正确地使用与维护保养却并没有引起足够的重视。在此必须强调:UPS绝不是一个孤立的附属设备,当其出现故障时不仅自身无法正常工作,还可能殃及其负载,等到负载出现大面积故障乃至烧毁事故时则悔之晚矣。因此我们必须始终对之给予足够的重视,在掌握其工作原理的基础上,正确地操管和维护保养好UPS,减少其故障率、延长其使用寿命,使其更好更安全更可靠地为我们的局域网服务。