城市轨道交通信号及通信电源系统维护 5.2 UPS维护

知识点3 UPS在城市轨道交通中的应用及供电方式
二、UPS在城市轨道交通中的应用
⑴信号系统 信号系统在车站、控制中心和车辆段均设置有UPS。 ⑵通信系统 通信系统在车站、控制中心和车辆段均设置有UPS。 ①在车站设两套，一套为专用系统UPS，另一套为公共设备系统UPS。 ②在控制中心设置一套UPS，为中央级设备进行供电。 ③在车辆段设置一套UPS，为培训、维修设备及交换机等进行供电。 ⑶综合监控系统 综合监控系统在车站、控制中心和车辆段均设置有UPS。 ⑷BAS、PIS、AFC系统 在车站设置以上系统的UPS，在车辆段主要设置BAS的UPS。 ⑸屏蔽门系统 在车站屏蔽门控制室设置一套UPS，后备时间满足本车站站台所有屏蔽门、安全开门、安全关门 的要求。
知识点4 UPS的使用与维护
二、UPS使用及维护注意事项
⑴不能按照UPS的额定容量来使用UPS，长期满载或过度轻载都会影响UPS的使用寿命。 ⑵不应频繁启动或关闭UPS电源，否则会引起启动失败。 ⑶注意防雷击，保证UPS的有效屏蔽和良好接地。 ⑷应注意UPS的使用环境变化，环境温度过高将极大地缩短蓄电池的使用寿命，温度和湿度对 UPS主机本身的寿命也有很大影响。 ⑸UPS主机应定期清洁保养，勿沾染灰尘，延长设备使用寿命。 ⑹UPS进出风口要保持通畅，定期检查设备各连接线，并防止碰撞或松动以及潮湿。 ⑺UPS初次使用或长期闲置后使用，应先对蓄电池进行长时间充电后再使用。 ⑻不要使UPS长期处于浮充状态而不放电，长期处于浮充状态会造成蓄电池内阻增大或永久性 损坏。 ⑼尽量避免蓄电池的过放电，蓄电池放电亏损将可能导致蓄电池永久性损坏。 ⑽平时维护保养时，应仔细查看蓄电池是否有变形、裂纹及漏液痕迹。
小修 中修
年检
同二级保养内容。 全面检查各部件，插 件检查。 全面检查各部件，各 部件、元件检查。
⑶UPS紧急关机与恢复： ①紧急关机：面板上的紧急关机按钮长按2秒，系统将关闭整流器、逆变器并迅速切断负载供电和旁路， 且电池停止充放电； ②恢复：按下故障清除按钮或UPS完全断电后再重新上电。
知识点4 UPS的使用与修 程维护 周期
维设备的外观检查。
集中站：日
三、UPS电源的供电方式
表5-2 UPS集中供电与分散供电比较
项目5 任务2 UPS维护
知识点4 UPS的使用与维护
目录
一、UPS的性能指标 二、UPS使用及维护注意事项 三、UPS的操作 四、UPS的检修
知识点4 UPS的使用与维护
一、UPS的性能指标
⑴输入特性 ①输入电压：UPS的输入电压单相是220V、三相是380V，电压范围基本可允许 ± 10%的变化范围。UPS允许输入电压的变化范围表明UPS对市电电压变化的适 应能力如何。UPS所允许的输入电压变化范围越宽表明对市电的适应能力越强。 ②旁路允许电压范围：典型为10%以内。 ③输入频率：输入频率是50HZ，频率变化范围在±5%变化都应适应。 ④输入保护：输入电源故障或输入电源超出规定范围时，UPS转到电池供电， 保证负载供电的连续性，后备式小于4ms，在线式应无间断。
1）正常工作模式：在主路市电正常时，UPS一方面通过整流器、逆变器给负载提供高品质交 流电源；另一方面通过整流器为电池充电，将能量储存在电池中。 2）电池工作模式：当主路市电异常时，系统自动无间断地切换到电池工作模式，由电池通 过逆变器输出交流电向负载供电。。 3）旁路工作方式有两种：一种能自动恢复到正常工作模式；另一种需人工干预才能回到正 常工作模式。 4）维修工作模式：对UPS系统及电池进行全面检修或设备故障维修时，可以通过闭合维护开 关，将负载转向维修旁路直接供电，以实现对负载不停电维护。
知识点3 UPS在城市轨道交通中的应用及供电方式
三、UPS电源的供电方式
⑴集中供电
集中供电方式一般是指由单台大功率UPS或两台 以上并联的中大功率UPS向车站所有设备系统提 供高质量的电源。
⑵分散供电
分散供电则是根据各设备系统的需要分别配备 适合的中小功率UPS。
知识点3 UPS在城市轨道交通中的应用及供电方式
项目5 任务2 UPS维护
知识点1 UPS认知
目录
一、UPS的结构 二、UPS的功能 三、UPS的分类 四、逆变器 五、UPS的工作模式
知识点1 UPS认知
一、UPS的结构
UPS系统主要由整流器、逆变器、旁路/逆变静态开关、五个开关组成， 这五个开关是主路输入空开、旁路输入空开、维修旁路空开、输出空开 以及蓄电池开关等。如下图所示。
知识点1 UPS认知
三、UPS的分类
1)按供电体系（按输入/输出方式）不同，可分为：单进单出(单相输入/单相 输出)、三进单出(三相输入/单相输出)和三进三出(三相输入/三相输出) ； 2)按输出功率不同，可分为：小功率（<10kVA）、中等功率（10~100kVA）和 大功率（>100kVA）UPS； 3）按工作方式不同，可分为：后备式、在线互动式及在线式UPS； 4）按输出波形不同，分为：方波UPS、梯形波UPS和正弦波UPS。 5）按逆变工作延时时间不同，UPS可以分为标准机型和长延时机型。
知识点1 UPS认知
四、逆变器
Inverter－逆变器，是将直流电（DC）转换成交流电（AC）的变换器。逆变 器的性能各有不同，输出的交流电波形有阶梯波与正弦波（SINE WAVE）两种， 失真系数（THD）也因逆变器其性能各有不同。常见的逆变器结构如图所示。
知识点1 UPS认知
五、UPS的工作模式
内部部件检查，检查 目测，手动
连接件。
各连接件应连接牢固且密贴性好，连接线无断线，无接触不良，表皮无破损、UPS接地良好。
表5-3 UPS检修周期 、内容、方法及标准
二级保 半年检
养
内部部件检查，全面 检查各部件。
内部部件检查，检查 UPS内部元件。
电气测试，正常工作 状态下和电池供电状 UPS的输入输出电压。
220V
市电
输入EMI
维修开关 旁路输入空开
市电输入空开
整流/PFC
±380V
逆变 切换开关
输出EMI
220V
负载
充电器
电池组
知识点1 UPS认知
二、UPS的功能
1）隔离作用：瞬时断电、谐波干扰、电压及频率波动等都会影响负载的正常 工作，UPS可以将这些电网干扰进行有效隔离，使电网电压异常时（欠压、过 压等）UPS仍维持对负载的供电。 2）稳压作用：当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时 的UPS就是一台交流市电稳压器；当市电偏低或偏高时，通过UPS内部稳压线 路稳压后输出。 3）电压变换作用：当市电中断（事故停电）时， UPS立即将机内电池的电能， 通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载正常工作。 4）频率变换作用：根据实际的需求可以实现电源输出频率的变换，频率的稳 定则由变换器来完成，频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定程度。 5）提供后备时间：在电网电压工作正常时，给负载供电，同时给储能电池充 电；当电网停电时，UPS能为负载提供一定的后备能量，后备时间为10min、 30min、60min或更长。
知识点4 UPS的使用与维护
三、UPS的操作
⑴开机操作： ①闭合UPS在电源屏上的输出空开； ②闭合UPS旁路输入开关； ③闭合UPS市电输入开关； ④闭合UPS电池开关； ⑥闭合UPS前面板开关（长按2秒），使逆变器指示灯闪烁，UPS处于逆变工作状态。
⑵关机操作： ①断开UPS的所有输出负载； ②按住UPS前面板开关（长按2秒），逆变器指示灯熄灭； ③断开UPS市电输入开关； ④断开UPS旁路开关； ⑤断开UPS蓄电池开关。
城市轨道交通 信号及通信电源系统维护
项目5 蓄电池及UPS维护
项目5 任务2 UPS维护
5
任务2 UPS维护
知识点1 知识点2 知识点3
知识点4
UPS认知
UPS的工作原理
UPS在城市轨道交通中的应用 及供电方式
UPS的使用与维护
项目5 任务2 UPS维护
知识链接
UPS是不间断电源(Uninterruptable Power Systern)的英文简称，是能够 提供持续、稳定、不问断的电源供应的重要电气设备。它是一种含有储能 装置，以逆变器为主要元件，稳压稳频输出的电源保护设备。它可以解决 现有电力的断电、低电压、高电压、突波、杂讯等现象，使信号、通信系 统运行更安全可靠。
知识点4 UPS的使用与维护
一、UPS的性能指标
⑵输出特性 ①容量：在UPS中是用伏安（VA)表示的，UPS的负载性质因设备的不同而不同，即UPS不但需 要向负载提供有功功率（瓦），而且需要提供无功功率（乏），所以就用视在功率（伏安、VA） 来表示。在UPS容量的选择要留有余量，建议负载容量不超过UPS额定容量的70%-80%为佳。 ②输出电压：根据负载的要求选用输出电压是单相的220V或三相的380V UPS。 ③输出电压稳定度：输出电压稳定度是指在额定输入电压下，输出电流在0－100%变化输出电 压偏离额定值的百分数。 ④输出频率：大都是50HZ±10%，对于在线式UPS，输出频率在一定范围内要跟踪输入频率。 ⑤输出波形：常见UPS有方波和正弦波输出两种。 ⑥过载能力：在无故障情况下，UPS允许有瞬间过载发生。当超过UPS允许的范围时，必须进入 保护状态，逆变器停止工作。 ⑦整机效率：UPS输出功率与输入功率的比值称为整机效率。 ⑧输出电压谐波失真度：典型3%以内。
巡检
散热系统检查。
非集中站： 设备运行，检查控制
周巡检
面板的显示
设备清洁检查。
目测 目测 目测 目测，手动
维修标准 机柜方正，安装牢固，表面无破损。 风扇转动时没有噪音，保持一定风量以起到散热作用。 显示正常且处于正常（双转换）方式供电状态。无报警信息。 设备表面干净、清洁、无灰尘。
同日常保养内容。
知识点2 UPS的工作原理
二、在线互动式UPS
在线互动式UPS，是指在输入市电正常时，UPS的逆变器处于反向工 作给电池组充电，在市电异常时逆变器立刻投入逆变工作，将电池 组电压转换为交流电输出，因此在线互动式UPS也有转换时间。
知识点2 UPS的工作原理
三、在线式UPS
在线式UPS在市电正常时，由市电进行整流提供直流电压给逆变器 工作，由逆变器向负载提供交流电，在市电异常时，逆变器由电池 提供能量，逆变器始终处于工作状态，保证无间断输出。其特点是， 有极宽的输入电压范围，无切换时间且输出电压稳定精度高，特别 适合对电源要求较高的场合，但是成本较高。
目测，手动 部件接口的螺丝应坚固，无松动
电路板外观无变形。电容外观完整，无发胀、爆裂、漏液。磁性元件外观完整，无过热。各类 目测，手动
保险安装牢固，接触良好。
目测，手动
输入输出电压为交流380V。 测电流时注意不要短路。
检查UPS的运行模式 转换。
目测，手动
正常（双转换）方式、自动（静态）旁路、手动维修旁路之间可正常切换。 断电能自动转到电池供电状态，并不影响设备使用，供电正常能恢复正常状态。 正确操作下，各种状态的转换不会影响设备正常使用。
项目5 任务2 UPS维护
知识点2 UPS的工作原理
目录
一、后备式UPS 二、在线互动式UPS 三、在线式UPS
知识点2 UPS的工作原理
一、后备式UPS
后备式UPS在有市电时仅对市电进行稳压，逆变器不工作，处于等 待状态，当市电异常时，后备式UPS会迅速切换到逆变状态，将电 池电能逆变成为交流电对负载继续供电，因此后备式UPS在由市电 转逆工作时会有一段转换时间，一般小于10ms。
项目5 任务2 UPS维护
知识点3 UPS在城市轨道交通中的应用及供电方式
目录
一、城市轨道交通对UPS的要求 二、UPS在城市轨道交通中的应用 三、UPS电源的供电方式
知识点3 UPS在城市轨道交通中的应用及供电方式
一、城市轨道交通对UPS的要求
(1)可靠性高，能适应较为封闭的运行环境，以确保各设备系统全天 候、稳定、可靠的运行； (2)安全性高，保护全面，不易造成人为设备故障； (3)电源质量优，整机效率高，能源消耗少； (4)绿色环保，避免污染电力环境及自然环境； (5)便于近、远端管理，有标准的通讯接口及开放的通讯协议； (6)尽量少占资源，节省安装空间。