我的电源怎么了？UPS系统故障实例分析

摘要 结合两例具有代表性的UPS系统故障,通过对故障过程、故障原因的详细分析,总结出需要吸取的经验教训。在此基础上,提出设计和维护UPS供电系统的一些建议。

UPS供电系统在移动通信网络的现有动力系统中占据主要地位。UPS供电的终端用电设备都是重要的通信设备,诸如BOSS系统、经分系统、数据服务器等。随着软交换、IP技术的发展,UPS的应用范围还将进一步扩大。因此,UPS供电系统的安全性、稳定性对于建立高品质的电信级通信网络有着至关重要的作用。

1、两例UPS系统故障介绍

1.1 UPS系统宕机故障

(1)UPS系统故障现象
维护人员进行例行柴油发电机(发电机容量为1650kVA)带载试机工作。在市电中断切换至柴油发电机供电过程中,有一套400kVA UPS系统发生输出中断故障。维护人员赶到后,将该套系统重新开机恢复供电。经检查,UPS没有发现板件故障,而且此期间该机房其他动力设备运行正常。

(2)UPS系统故障过程分析

查看并联UPS的事件记录,发现其中1号机的机内时钟比2号机快了约十几秒。

(3)UPS系统故障原因分析

市电与柴油发电机的切换开关采用普通四极ATS是该起故障的主要原因。

四极ATS切换存在零线中断问题，这种中断对于采用DSP控制的UPS等需要零线来钳位的设备有时候是十分严重的。本次故障发生瞬间，各种控制逻辑电源板异常中断，很有可能是零线中断造成的，因为故障后对逻辑电源板检测没有发现问题。

两台UPS主输入和旁路不是来自同一电源,是该起UPS系统故障的另一个因素。

UPS1主输入INPUT来自1#变压器,UPS2主输入INPUT和两台UPS旁路BYPASS来自2#变压器。在做市电油机切换过程中,第一台是在电池供电状态,第二台是在柴油发电机供电(或市电)状态。对于无线并机,二台UPS的旁路电源不相同,一台有市电,一台无市电。由于第二台UPS有市电,会对市电中断的第一台UPS蓄电池进行充电,同时承担100%的负载,所以出现三相电源限流的可能性较大。也有可能在此瞬间,二台UPS严重不同步,环流加剧,引起保护。

柴油发电机运行不稳定也是引发本次故障的一个方面,这点可以从UPS告警记录中多次监测旁路没有用得到验证。

(4)吸取教训

①低压配电系统在选用ATS时,一定关注零线是否中断。

关于低压配电ATS选用四极还是三极这个问题在我国已经讨论多年了,一直未有定论。就本次故障来说,四极带零切换ATS对UPS系统来说风险非常大,建议还是选择三极ATS。对于现有四极ATS系统可以把原有部分四极空开换成三极或者对N极进行短接处理。但最好还是选用零线先合后分的四极ATS,可以做到市电和油机在转换完成后零线完全分开,而在整个转换过程中这两个零线是相通的,不中断。