博乐市气象局 博乐 833500
摘要：气象业务系统自动化设备运行离不开稳定持续的电源供应。UPS电源在气象业务系统中是必不可少的一部分，本文针对在日常业务使用UPS过程中出现的实际问题，通过分析UPS电源的功能原理，对其日常维护和故障排除提出了一些经验、建议，以便各兄弟单位更好地保障气象业务系统的安全运行。
关键词：气象业务；UPS功能；维护；故障排除
1 引言
在基层气象台站综合气象业务中，所有仪器设备市电电源之间都加装有UPS电源，如大气探测、自动站监控、通讯网络、预测预报、预警发布、气象服务、视频会商系统等设备均需连接UPS，以备停电时使用。要求各设备运转稳定，监测、预警平台等能够保持畅通以应对突发事件。市电电网提供的220V交流电有时会产生断电、雷击尖峰、浪涌、频率震荡、电压突变、电压波动、频率漂移、电压跌落、脉冲干扰等情况，直接导致气象业务系统中的电子设备不能正常使用，造成网络不通、数据丢失甚至烧毁设备仪器。这就要求配备UPS电源来提供稳定持续的220V交流电满足多种设备的需要。
2 UPS电源的保护功能
市电电网瞬间停电时，立即由UPS电源系统将蓄电池直流电源转换成交流电继续为负载供电，避免因停电而带来的不便和损失。
2.1 停电保护作用
市电电网瞬间停电时立即由UPS电源系统将蓄电池的直流电源转换成交流电继续为负载供电，避免因停电而带来的不便和损失。
2.2 稳压作用
市电电压容易受电力输送线路的距离和品质影响，离变电所较近的用户电压较高，离变电所较远的用户电压则会偏低较低。电压过高或过低都会影响用户仪器设备的使用质量和使用寿命，较严重时则会损坏设备，给用户造成重大损失。UPS电源系统的使用则可以为用户设备提供稳定的电压电源，保障设备的正常运行和延长使用寿命。
2.3 突波保护作用
通常UPS电源系统会有尖端放电设计吸收突波，避免因突波问题影响设备的使用效率和寿命，为设备提供保护。
2.4 高低电压保护作用。
当市电电压时高时低，UPS电源内的稳压器（AVR）使市电电压保持在可使用的安全范围，确保设备可以正常运行。当高低电压超过可使用的范时，UPS电源则将启动蓄电池供电，保障设备的持续运行。
2.5 谐波失真保护作用
电力经由输配电线路传送至使用端时，电压波形失真，基波电流发生变化产生谐波。谐波会影响设备的使用，通过UPS电源则能为设备提供稳定高品质的电源，有效提高设备的运行效率和寿命。
2.6 稳定频率作用
频率就是市电每一秒变动的周期，50Hz就是每秒50次。提供市电的发电机运转时，受到用户端用电量的突然变化而造成转速的变动将使转换出来的电力频率不定，通过UPS电源转换的电力可提供稳定的频率，确保仪器设备的正常工作。
2.7 瞬间保护作用
市电有时会发生电压上涌和下陷或瞬间压降，这样的问题会影响设备的精准度，严重时会损坏精密设备使用户遭受损失。UPS电源系统可以提供稳定的电压，从而保护设备。
3 日常维护
在使用不间断电源系统的过程中，人们往往片面地认为蓄电池是免维护的，而不加重视。然而，资料显示，因蓄电池故障而引起UPS主机故障或工作不正常的比例约为1/3。由此可见，加强对UPS电池的正确使用与维护，对延长蓄电池的使用寿命，降低UPS系统故障率，有着越来越重要的意义。
（1）定期充电放电。
UPS因长期与市电相连，在供电质量高、很少发生市电停电的使用环境中，蓄电池会长期处于浮充电状态，时间久就会导致电池化学能与电能相互转化的活性降低，加速老化而缩短使用寿命。因此，一般每隔2～3个月完全放电一次（至少应每年进行一次），放电时间可根据蓄电池的容量和负载大小确定。一次全负荷放电完毕后，按规定再充电8 h以上。
（2）定期检查和更换废电池。
在持续运行和使用UPS的过程中，因实际环境的差别，部分电池会出现性能下降、储电容量或者损坏的情况，维护人员应当定期对每只电池进行检查测试，排除损坏的电池。及时更换新的电池，购买时应力求购买同厂家同型号的电池，禁止防酸电池和密封电池、不同规格的电池混合使用。
（3）防尘和定期除尘。
气候干燥的地区，空气中的灰粒较多，机内的风机会将灰尘带入机内沉积、当遇空气潮湿时会引起主机控制紊乱，造成主机工作失常，并发生不准确告警，大量灰尘也会造成器件散热不好，一般每季度应彻底清洁一次。在对UPS主机除尘时，必须在停机状态下进行，对于UPS负载上长期不能断电的系统，应将UPS切换到旁路供电。UPS停机后须等待5-20分钟，待UPS的电容放电后再开机除尘。除尘之后需仔细检查各个接插件有无松动和接触不良、元器件有无相互短路现象，以确保除尘时元器件不受到损坏。
4 维护注意事项
（1）需严格遵守操作规则，在与电池组接线时需佩戴相应等级的防护用品，使用绝缘工具，防止触电事故发生；
（2）放电测试主回路和控制回路均需设置相应电压、电流等级的断路器，以防发生异常时及时切断电源，保障测试人员及设备安全。
（3）接线时先将负载侧各接头接好并检查安全后方可与电池组相应的正、负极连接；接线应牢固，不可虚接，以防电池放电工作时接头出现打火、过热等现象。
5 故障排查
5.1 有市电时UPS输出正常，而无市电时蜂鸣器长鸣，无输出
故障分析：从现象判断为蓄电池和逆变器部分故障，可按以下程序检查：
（1）检查蓄电池电压，看蓄电池是否充电不足，若蓄电池充电不足，则要检查是蓄电池本身的故障还是充电电路故障。
（2）若蓄电池工作电压正常，检查逆变器驱动电路工作是否正常，若驱动电路输出正常，说明逆变器损坏。
（3）若逆变器驱动电路工作不正常，则检查波形产生电路有无PWM控制信号输出，若有控制信号输出，说明故障在逆变器驱动电路。
（4）若波形产生电路无PWM控制信号输出，则检查其输出是否因保护电路工作而封锁，若有则查明保护原因；
（5）若保护电路没有工作且工作电压正常，而波形产生电路无PWM波形输出则说明波形产生电路损坏。上述排故顺序也可倒过来进行，有时能更快发现故障。
5.2 蓄电池电压偏低，但开机充电十多小时，蓄电池电压仍充不上去
故障分析：从现象判断为蓄电池或充电电路故障，可按以下步骤检查：
（1）检查充电电路输入输出电压是否正常；
（2）若充电电路输入正常，输出不正常，断开蓄电池再测，若仍不正常则为充电电路故障；
（3）若断开蓄电池后充电电路输入、输出均正常，则说明蓄电池已因长期未充电、过放或已到寿命期等原因而损坏。
5.3 UPS开机后，面板上无任何显示，UPS不工作
故障分析：从故障现象判断，其故障在市电输入、蓄电池及市电检测部分及蓄电池电压检测回路：
（1）检查市电输入保险丝是否烧毁；
（2）若市电输入保险丝完好，检查蓄电池保险是否烧毁，因为某些UPS当自检不到蓄电池电压时，会将UPS的所有输出及显示关闭；
（3）若蓄电池保险完好，检查市电检测电路工作是否正常，若市电检测电路工作不正常且UPS不具备无市电启动功能时，UPS同样会关闭所有输出及显示。
（4）若市检测电路工作正常，再检查蓄电池电压检测电路是否正常。
5.4 在接入市电的情况下，每次打开UPS，便听到继电器反复的动作声，UPS面板电池电压过低指示灯长亮且蜂鸣器长鸣
根据上述故障现象可以判断：该故障是由蓄电池电压过低，从而导致UPS启动不成功而造成的。拆下蓄电池，先进行均衡充电（所有蓄电池并联进行充电），若仍不成功，则只有更换蓄电池。
6 结束语
随着气象业务系统的不断发展进步，各种自动化、电子化设备将不断增加，各种信息设备功能升级，对供电系统的质量要求越来越高，不间断电源系统已经成为基层气象台站的标准配置，UPS的使用将更加广泛。了解其原理，正确地使用、维护、保养会减少故障率，延长使用寿命，使UPS能更好地保障气象业务系统的运行。
参考文献：
[1]刘春雪，魏新华.气象业务中电源设备的维护[J].黑龙江气象，2011，28（2）：34-35.
[2]邵有为，张毅.UPS电源设备维护及蓄电池充电电路分析[J].数字技术与应用，2010，（8）：157-158.
[3]孙博.UPS电源设备的原理与使用维护[J].通信.防雷技术·电源技术，2010，27（3）：68-70.
[4]梁桂彦，刘春雪.对气象业务中电源设备维护的讨论[J].林业勘察设计，2010（3）：101-102.
[5]邵有为，张毅.UPS电源设备维护及蓄电池充电电路分析[J].数字技术与应用，2010（8）：157-158.
作者简介：
赛都拉•自毕不拉（1981.10）男，维吾尔族，新疆博乐市人，本科学历，工程师，从事综合气象业务工作。