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科士达进行安装时应该注意哪几点

发布日期:2020-11-24 17:21:06

科士达进行安装时应该注意哪几点


一、用户为科士达UPS电源提供的输入市电其波动值一般要小于科士达UPS不间断电源标称的允许市电波动值,例如某型号科士达UPS电源标称允许市电输入电压波动在220V+20%,那么此项可要求用户市电波动在+15%,这样有利于科士达UPS电源正常运行;零地电压一般要求在不带负载时小于1.5V,带满载时小于2V,工程师也可根据现场情况及负载要求提出此值。

二、科士达UPS不间断电源为了消除共模干扰,零、火线对地之间都加了滤波电容,零、火对地都有电流,可能造成零、火线上电流不等,从而使带漏电的断路器跳闸。所以科士达UPS电源前级及负载回路不能装带漏电保护的断路器,以免造成科士达UPS电源及其负载意外掉电。这里要指出的是,用户配科士达UPS电源的主要目的是为了重要设备如计算机等的安全运行,而不是为了保障人员安全,所以也不应该对线路中带电部分如插座、断路器等频繁插拔、开合。

三、从安全用电角度出发,零线(尤其干线)不能断,即使要断也要零、火双断。

四、为了消除干扰,大多数科士达UPS不间断电源的输入零线与输出零线是隔离的或者是经过扼流圈的,所以在做科士达UPS电源时不能把科士达UPS电源输出(即负载)的零线接到输入配电的零线母排上。用户可将UPS输出(负载)零线接到单独一条零线排上。在科士达UPS电源内部输入零线与输出零线直通,就可以把输入零线与输出(负载)零线接到同一母排上。

五、科士达UPS电源输入断路器是专为单独控制科士达UPS不间断电源输入电源的通断的,所以科士达UPS电源输入断路器的下口不要再接其它的用电设备,以免影响科士达UPS电源输入电的正常通断。这里要说明一点,有些用户要求科士达UPS电源在市电掉电后,科士达UPS电源靠电池后备工作的时间很长,这样,科士达UPS电源所配的外接长延时电池的容量会很大,为保证这部分外接电池能够有足够的充电电流(一般为外接电池总AH数的10%),厂家会给科士达UPS电源另外配一只外接长延时电池充电器,此充电器的交流输入电源要与科士达UPS电源的输入电源同时通断,才能保证在有市电时,外接充电器对外接电池充电,市电断时,电池通过充电器立即向科士达UPS电源逆变器放电。所以这种充电器的交流输入电是要与科士达UPS电源的输入电接在同一断路器的下口的。

六、在为科士达UPS电源选配输入输出断路器时,首先要求断路器标称的额定电压要符合科士达UPS电源的额定输入输出电压,如单进单出科士达UPS电源可选单极(或N+1,或两极)额定电压为AC220V或250V的断路器,三进三出科士达UPS不间断电源可选三极(或N+3,或四极)额定电压为AC380V或415V的断路器。要注意断路器的额定分断能力ICU要符合UPS厂家的要求,一般小型UPS为10KA或6KA,大中型UPS都要求在30KA以上。

断路器的标称额定电流要大于科士达UPS电源的最大输入电流和输出电流,一般科士达UPS电源厂家会直接给出输入输出断路器的额定工作电流值或科士达UPS电源的最大输入输出电流值,如未给出,也可通过以下公式算出:

其中IINMAX为最大输入电流,单位A。

P为UPS标称容量,单位VA。

PFOUT为输出功率因数。

PC为充电功率,单位W,如PC值厂家未给出,可通过公式计算出:PC≈VC×IC,这里VC为UPS均充电压,单位V。IC为UPS均充电流(或最大充电电流),单位A。

ηAC-AC为UPS满载时交流输入至交流输出的效率(是科士达UPS电源带线性满负荷时输出有功功率与输入有功功率之比),为一常数。

PFIN为输入功率因数。

IOUTMAX为UPS最大输出电流,单位A。
 

UOUTMIN为UPS最小输出电压,单位V。在线式科士达UPS不间断电源是稳压输出的,所以UOUTMIN可取220V。某些在线互动式科士达UPS电源,当市电输入电压在一定范围之内时(如APCSmart系列为192V~250V),科士达UPS电源是直接将此电压输出给负载的,只有在市电输入电压超出此范围时,科士达UPS电源才将输入电压调整后(自动升压或降压12%)输出给负载,所以这种情况下科士达UPS电源最小输出电压应为科士达UPS电源不做调整时的最低输入电压。

一、科士达UPS电源怀疑“故障”

所谓怀疑故障,顾名思义,是指由于值机人员缺乏基本的分析能力和没有很好地阅读说明书导致的误会。有一些10kVA以下小容量的科士达UPS电源,大都没有采用液晶显示,而是用4~5只发光二极管LED竖向排列成“棒”状指示灯,以形象地表示电池电压或负载的百分比,这种按百分比表示的方法,在装机时未经进一步校准一般是不太精确的。而大多数用户的注意力都集中在指示的精确度上,但也有的出现了大误会。例如,在一次重要的飞机校飞中,一测控站突然惊呼科士达UPS电源带不上负载了!因为他发现负载指示灯都没有被点亮。这一非常时间惊动了上级领导和供应商,就在人们等待“维修”的时候,由该科士达UPS电源供电的设备扔在正常工作。一场虚惊的原因是值班员发现负载指示灯不亮。随机说明书上清楚地写着,当负载在30%以上时,最下面的一个指示灯才被点亮。

又如,某科士达UPS电源双机冗余并联系统正常运行时,值班员突然发现其中一台科士达UPS电源的控制板上有两盏灯点亮,而另一台的控制板上则只有一盏登点亮,这二者的差异引起了恐慌,于是急招厂家修理。原来双机并联时,主机亮两盏灯而副机只亮一盏灯,在产品说明书上已有说明。

二、科士达UPS电源知识性“故障”

知识性故障主要是由于一些机器管理员自持经验丰富而实际是既缺乏基本理论只是又缺乏实践经验所致。例如,有一双30kVAUPS冗余并联系统,后面带一通信机。通信机电源刚一捷通就烧坏冒烟了,换了一台又烧毁了,又换了三台,这才工作正常。于是通信机厂家提出此故障是由于科士达UPS电源三相输出电压的零点漂移而造成这一相电压过高所致,急招UPS厂家立即解决问题。经现场测量,科士达UPS电源的三相电压都为220V,三项电流不足10%,又何谈零点漂移呢?实际查明是通信机厂家的电源有质量问题。

在早起的传统双变换科士达UPS电源中,由于三相逆变采用了统一控制,因此在三相负载极端不平衡的情况下就会产生零点漂移,使三相相电压有很大差异。后来采用了对三相相电压分别控制与统一控制相结合的方法后,情况大有好转,可以使三相相电压的不平衡度小鱼2%。而近来的三相半桥逆变采用了分别控制,而且三相电压在统一相位的控制下各完全独立,及时在三相负载100%不平衡的条件下,也可以使三相相电压的不平衡度小于1%,这就为“非三进单出科士达UPS电源不可”的用户提供了选择的空间。

三、科士达UPS电源操作故障

①为了使科士达UPS电源安全可靠地开机运行,各种产品都有自己“特定”的一套操作程序。所谓“特定”,就是说各种品牌的科士达UPS电源的设计思路不同,在操作上也各有各的考虑,并将其写进了随机的“操作手册”。按照“手册”程序操作,就可完全保证安全,否则就可能或必然出问题。然而,有的操作员以为电源很简单,不看说明书就按照自己的理解任意操作,结果造成了损失。

②无意识操作。例如,在维修期间,拆卸某一连接很牢靠的器件时,不小心碰坏了临近的脆弱器件而未被发现,修理完毕后加电时造成了二次故障。

③带电检查故障时,测了表笔探头误将电路或器件两点碰短路,形成重复故障。

④连接外部电池时,误将极性接错,烧毁了逆变器;有的电池链接末端被拧紧或节耗电池后忘记了闭合电池开关,在市电一场时,科士达UPS电源因电池不能放电而停机。

⑤输入/输出线链接不牢,会造成交流电断电假象故障;供电局进行线路维修或该着时更改了原本的相序,因而导致科士达UPS电源不能启动或切换;科士达UPS电源加电后忘了启动逆变器,一直是旁路供电,市电出现故障时科士达UPS电源也停止供电。

⑥值班人员在机房或机房附近的值班室乱放食物,找来老鼠啃咬电缆或钻入机器内部导致故障。

⑦不合理的布线。例如,将无屏蔽的远程信号线与交流功率线并行靠近走线。导致该部分控制信号紊乱,造成故障。

四、科士达UPS电源延误故障

①机器已经告警,由于值班员的疏忽而未及时发现与处理,由此而导致后来的故障。换而言之,如果及时发现时处理就可以避免后来的故障。例如,在飞机双机并联科士达UPS电源系统中,负载被均分到两台机器上,有的科士达UPS电源有时会由于某种条件的巧合而导致一台逆变器关机,系统就自动被地将故障科士达UPS电源的负载转到另一台上,这是面板或监视器上会有显示告警。值班员及时或市电故障时间较长,另一台科士达UPS电源就会转旁路或提前断电。

②电池在非理想的情况下运行时,尤其在长期没有充放电的情况下,更要加强监视,一经发现容量有明显降低,就立即更换。因为电池时效的速度有快有慢,有的是瞬间的,今天测量是好的,很可能明天就彻底坏了。

③车载或舰载科士达UPS电源的保险丝和接插件在不停地震动中容易松动,从而造成故障。保险丝长期在通电的情况下运行,会发热软化过程的同时受震动弯曲下垂,如不及时更换,随时都可能断裂,造成故障。

五、维护不当或不及时导致的故障

①对科士达UPS电源的定期维护是必要的,还应有一套严格的管理程序。不按规定要求进行定期或不定期保养是导致机器故障的重要原因。例如,科士达UPS电源因长期不维护而导致机器工作不稳定、停机、不能启动和烧毁元器件等。代开机壳才发现,夹杂着导电离子的灰尘充满全机、覆盖了电路板、填满了绝缘的空气隙,混合着潮湿的空气破坏了电路的正常工作。用吹风机将这些异物清理掉就可一切归于正常。

科士达UPS电源维护完毕,工程师将市电输入开关闭合,而恰恰忘了启动逆变器,一旦市电停电,逆变器不工作而使电池无法放电,导致科士达UPS电源的输出同时掉电。

③电池运行期限已到,一部分电池明显失败,按规定应全部更换,而用户为了节约,就将“将就能用”的电池保留,只更换那些再也无法继续使用的电池。新电池的作用不但得不到充分发挥,反而导致机器连续出故障。

六、经验故障

经验故障是不可缺少的,是不可多得的财富。但经验有其相对性,即在一种科士达UPS电源上得到的经验不一定完全适合另一种,否则就会导致故障。

①以为具有单击操作经验的人员去启动一并联系统的科士达UPS电源,按照他以往的经验启动逆变器后再去搬动输出开关,结果将逆变器烧毁。他不知道在这集中机器上并机时是先闭合输出开关而后再去启动逆变器。

②有的维修人员在维修一种科士达UPS电源时,有几次输入保险丝断了,当场更换后就正常了。而恰恰在一次更换中引起了严重的连续故障。实际上导致保险丝熔断的原因很多,保险丝本身的质量不好会提前损坏,发热的保险丝在不停地震动中会断裂,输入整流器和滤波电容的穿通,逆变器一壁两个功率管的同时导通与几串等都会导致输入保险丝熔断。

七、交接故障

交接故障主要是管理人员的前后配合不好造成的。

①实际管理机器而未被培训的人员和到厂家培训的人员不是同一批人。

②前面值机人员对机器进行的工作没有向后来者交代。例如,前面值机人员移动机器位置时而将UPS的外接电池组断开,时候又未向后来者交代,结果造成了市电和科士达UPS电源同时停电的故障。

八、环境故障

环境故障是用户不重视机器的运行环境或没有能力优化环境造成的。

①有的用户将科士达UPS电源放在了既无空调又无通风的环境中,夏季的室温高达40℃,又潮又湿,导致电池提前失效。

②有的地方供电条件很差,不但电压波动大而且还经常停电。工作在这种环境下的科士达UPS电源电池经常放电,用户未向供货商提出快充电的要求,使电池长期处于亏点状态,也会导致电池早期失效。

③在雷电多发地或工业电干扰严重的地方,用户在输入配电盘内未配置一定级别的防雷器或浪涌控制器,致使科士达UPS电源被损坏的现象时有发生。

九、选型故障

造型故障主要是用点者的一些糊涂概念造成的。例如,把科士达UPS电源的效率当成了功率因数,把输入功率因数当成了负载功率因数和把视在功率当成了有功功率等;认为科士达UPS电源负载功率因数越大越好,不懂得计算机之类的负载在目前不但需要有功功率更需要无功功率等。结果购回的科士达UPS电源容量不是太大了就是太小了,选小了的科士达UPS电源就会因频繁的过载而跳闸。

十、商务故障

商务故障主要是用户对供应商在价格和其他条件上的过分苛刻而造成的。

科士达UPS电源和其他机器一样,看起来有着同样的外壳、同样的内部电路环节等,但外壳的材料和元器件在质量上有着天壤之别,因此在造价上也相差很远。二者在一些功能和可靠性上不可同日而语。有些使用者不了解这些区别,而一味地要求不同档次的机器具有同等价格。供应商为了生意,不得不降低元器件的质量,结果使可靠性降低,故障率增加。甚至有的科士达UPS电源压价太狠,容量合同签的是100kVA而拿到的确实60kVA的机器,原因是某厂家对二者采用的是同一机壳。

②有的使用者要求供货商对寿命为3~5年的抵挡电池做3年的免费担保,这本来是一个不太合适的要求,因从某种意义上讲,相当于在不清楚用户使用环境的情况下的终身免费担保。为了生意,供货商当然应允,日后也照样履行合同。但由于不断的故障、不断地更换电池,使科士达UPS电源频频停机,给用户造成损失。

蓄电池的设计和生产工艺决定了蓄电池组的固有可靠性,蓄电池组的使用维护则是保证蓄电池组可靠性基础。通过科士达UPS电源维修工作中的统计可以得出这样的结论:对于后备式UPS电源,由蓄电池引发的故障超越了总故障的50%;对于在线式科士达UPS电源,因为它电路设计合理,特别是随着科学技术的发展,大多数都采用了集成化、模块化、智能化的科士达UPS电源,并且所配置的后备容量都比较大,因而由电源而引发的故障很少,相比之下由电池组所引发的故障上升到60%以上。可见,正确使用和维护好蓄电池是延长蓄电池组寿命、降低科士达UPS电源故障率的关键因素。简单地说,蓄电池有三个特点:规模大、造价高、消耗性强。能做的只是想方设法去延长蓄电池的使用寿命,事实上也就增加了数据中心的可用性。这里介绍数据中心设备经理们拓展其数据中心科士达UPS电源蓄电池使用寿命的四项措施。

大多数数据中心中,科士达UPS电源都可以在20分钟内将蓄电池充溢。这被称之为高负荷充电,相比较低负荷充电而言,高负荷充电的电池板更薄、数量更多,但是高负荷蓄电池的使用寿命往往更短。选购科士达UPS电源蓄电池时还会有许多其它因素需要考虑,比如说平均寿命、电压规范、前端控制、附带利息及其它一些考虑因素。此外,数据中心经理们还要考虑到其它一些潜在问题,比如说电池密封和内部连接等问题。错误的装置及维护会缩短蓄电池的使用寿命。所谓良好的维护措施,就是要给蓄电池提供良好的通风条件,温度尽可能控制在77华氏度左右,同时确保到达所有电池组中蓄电池的空气温度都在3华氏度左右,此外,还应该确保电池组中的一些蓄电池的老化速度不会比其它电池快太多。这是为什么呢?将不同使用时间和内电阻大小不同的蓄电池混合使用会加速其老化过程。对蓄电池进行定期检查可以解决诸如注液电池连接松散及密封不良等多种问题,而这些问题会导致设备被腐蚀,甚至是酿成火灾。

管理者们还应该随时关注蓄电池的放电状态。如果一台空电池在48小时内没有被充电,这台电池基本上会报废。对蓄电池过度放电会导致重复充电问题,而过度放电也会降低蓄电池的使用寿命。

受到腐蚀等因素的影响,蓄电池的内电阻会逐渐增大,当其增加量达到30%之后,就该对其进行替换了通过容量测试,这个问题很容易被发现,就像大多数制造商所讲的那样,当一台蓄电池容量降到原始容量的80%之后,就应该更换了用户在对其蓄电池性能和容量进行测试时,应该基于IEEE规范,最好是IEEE1180或IEEE450UPS临时处于浮充状态而没有放电过程,相当于处在贮存待用”状态。如果这种状态继续的时间过长,则会造成蓄电池因贮存过久而失效报废。这主要表示为蓄电池内阻增大,严重时内阻可达几欧姆。室温(20%3下,存储一个月后蓄电池可供使用的容量为其额定值的97%左右,如果贮存6个月不用,使用容量则变为额定容量的80%如果贮存温度升高,可使用容量还会进一步降低。

因此建议用产最好每隔一个月有意的中断市电输入,让科士达UPS电源工作于由蓄电池向逆变器提供能量的状态。但这种操作不宜时间过长,负载额定输出的30%左右时放电10分钟即可。

蓄电池的使用寿命与它被放电的深度密切相关。科士达UPS电源所带的负载越轻,市电供电中断时,蓄电池的可供使用容量与其额定容量的比值越大。当科士达UPS电源因蓄电池电压过低而自动关机时,蓄电池被放电的深度就比较深。实际应用中减少蓄电池深度放电的方式是:当市电供电中断,改由蓄电池向逆变器供电时,当科士达UPS电源报警时,说明蓄电池已处于深度放电状态,应立即进行应急处置,关闭科士达UPS电源如果不是迫不得已,一般不要让科士达UPS电源一直工作到因蓄电池电压过低而自动关机。对于科士达UPS电源临时处于市电低电压供电状态或频繁停电的用户来说,为防止蓄电池因临时充电缺乏而过早损坏,应充分利用用电谷时(如深夜时间)对蓄电池充电,以保证蓄电池在每次放电之后有足够的充电时间。一般蓄电池被深度放电后,再充电之至额定容量的90%至少需要10-12h尽量使蓄电池处于充沛电状态。

蓄电池的使用寿命与它被放电的深度密切相关。科士达UPS电源所带的负载越轻,市电供电中断时,蓄电池的可供使用容量与其额定容量的比值越大。当科士达UPS电源因蓄电池电压过低而自动关机时,蓄电池被放电的深度就比较深。实际应用中减少蓄电池深度放电的方式是:当市电供电中断,改由蓄电池向逆变器供电时,当科士达UPS电源报警时,说明蓄电池已处于深度放电状态,应立即进行应急处置,关闭科士达UPS电源如果不是迫不得已,一般不要让科士达UPS电源一直工作到因蓄电池电压过低而自动关机。

对于科士达UPS电源临时处于市电低电压供电状态或频繁停电的用户来说,为防止蓄电池因临时充电缺乏而过早损坏,应充分利用用电谷时(如深夜时间)对蓄电池充电,以保证蓄电池在每次放电之后有足够的充电时间。一般蓄电池被深度放电后,再充电之至额定容量的90%至少需要10-12h尽量使蓄电池处于充沛电状态.科士达UPS电源用的免维护密封铅酸蓄电池不能用可控硅式的快速充电器进行充电。这是因为这种充电器会造成蓄电池同时处于既瞬时过流充电又瞬时过压充电的恶劣充电状态。这种状态会使蓄电池可供使用容量大大下降,严重时会使蓄电池报废。采用恒压截止型充电回路的科士达UPS电源时,注意不要将蓄电池电压过低维护工作点调的过低,否则在充电初期容易发生过流充电。最好选用既具有恒流又有恒压的充电器对其进行充电。

电池温度影响电池可靠性

温度对电池的自然老化过程有很大影响。详细的实验数据表明温度每上升摄氏5度,电池寿命就下降10%,所以科士达UPS电源的设计应让电池保持尽可能的温度。所有在线式和后备/在线混合式科士达UPS电源比后备式或在线互动式科士达UPS电源运行时发热量要大(所以前者要安装风扇),这也是后备式或在线互动式科士达UPS电源电池更换周期相对较长的一个重要原因。

电池充电器设计影响电池可靠性

电池充电器科士达UPS电源非常重要的一部分,电池的充电条件对电池寿命有很大影响。如果电池一直处于恒压或“浮”型电器充电状态,则科士达UPS电源电池寿命能最大程度提高。事实上电池充电状态的寿命比单纯储存状态的寿命长得多。因为电池充电能延缓电池的自然老化过程,所以科士达UPS电源无论运行还是停机状态都应让电池保持充电。

科士达UPS电源电池电压影响电池可靠性

电池是个单个的“原电池”组成,每一个原电池电压大约2伏,原电池串联起来就形成了电压较高的电池,一个12伏的电池由6个原电池组成,24伏的电池由12个原电池组成等等。科士达UPS电源的电池充电时,每个串联起来的原电池都被充电。原电池性能稍微不同就会导致有些原电池充电电压比别的原电池高,这部分电池就会提前老化。只要串联起来的某一个原电池老人性能下降,则整个电池的性能就将同样下降。试验证明电池寿命和串联的原电池数量有关,电池电压就越高,老化的就越快。

科士达UPS电源容量一定时,设计时应尽可能让电池电压最低,这样科士达UPS电源电池寿命就越长,对于电池电压一定时,应选择数量少电压原电池串联的电池,不要选择数量多电压低的原电池串联的电池。有些厂家科士达UPS电源的电池电压比较高,这是因为容量一定时,电压越高,电流就越小,就可选用较细的导线和功率较小的半导体,从而降低科士达UPS电源成本。容量1KVA左右的科士达UPS电源的电池电压一般为24 ̄96V。

电池纹波电流影响电池可靠性

理想情况下,为了延长科士达UPS电源蓄电池寿命,应让电池总保持在“浮”充电或恒压充状态。这种状态下电状态,充满电的电池会吸收很小的充电器电流,它称为“浮”或“自放电”电流。尽管电池厂商如此推荐,有些科士达UPS电源的设计(很多在线式)使电池承受一些额外的小电流,称为纹波电流。纹波电流是当电池连续地向逆变器供电时产生的,因为据能量守恒原理,逆变器必须有输入直流电才能产生交流输出。这样电池形成了小充放电周期,充放电电流的频率是科士达UPS电源输出频率(50或60Hz)的两倍。

普通后备式、在线互动式或后备/铁磁式科士达UPS电源不会有纹波电流,其它设计的科士达UPS电源会产生大小不等的纹波电流,这取决于具体的设计方法。只要检查一下科士达UPS电源的结构图就能知道该科士达UPS电源能否产生纹波电流。

如果在线式科士达UPS电源的电池在充电器和逆变器之间,那么电池就会有纹波电流,这是普通的“双变换”科士达UPS电源

如果用截止二极管、继电器、变换器或整流器把电池与逆变器隔离开,那么电池就不会有纹波电流。当然这种设计的科士达UPS电源不总是一直“在线”,所以这种科士达UPS电源被称为“混合后备/在线式”科士达UPS电源

总结

蓄电池是科士达UPS电源系统中最不可靠的部分,但是科士达UPS电源设计得好坏直接影响到电池的可靠性。让电池一直保持充电状态(即使科士达UPS电源停机)能延长电池的寿命,尽量避免选用电池电压高的科士达UPS电源。有的科士达UPS电源设计会使电池产生纹波电流,造成电池不必要的过热。大多数科士达UPS电源使用的电池都差不多,但科士达UPS电源设计不同会大大影响电池的寿命。

文章关键词:科士达UPS不间断电源
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