【 故障现象】
UPS 报“逆变风扇故障”、“整流风扇故障”。实际检查发现,安装在辅助电源板上的风扇保险 F2、F5 烧,另压敏电阻 RV1 烧毁,水泥电阻 R89 烧毁与之靠近的电容 C3、 C4、 C5、 C6 烤坏,更换新辅助电源板后 UPS 工作恢复正常。但经过半个月后,再次出现同样的故障。坏件见图 50 所示照片。
图1 损坏器件
【 故障分析】
从损坏的器件看,主要是辅助电源板的输入部分,如图 2。
图2 电路图
从损坏器件的外观看,水泥电阻烧黑,压敏电阻裂开,电容烤坏。可以判断,应该输入有持续高压,导致辅助电源输入端器件通过电流过大,长时间发热而烧坏。还有一个可能,就是辅助电源板的输入端阻抗下降,导致电流增大,从而烧坏器件。现场我们测量了市电的输入电压波形,见图 3。
含谐波的电压波形
正常的波形
图3 市电输入电压波形
市电电压为 423V,稍高,但还是在 UPS 的整流器正常工作范围。市电的电压波形有高频的谐波,谐波频率很高。 输入的电压如果谐波成分比较丰富,那么在工频条件下能起到很好分压作用的电容 C3、 C4、 C5、 C6 在高频条件下阻抗大大减小,起不到限流和分压作用,从而会导致烧毁 R89、整流桥以及电容本身。为了证明我们的分析,现场我们换了一块新的辅助电源板重新上电测试,观察一段时间后发现辅助电源板上的水泥电阻 R89 的温度上升较快。然后我们把辅助电源板拆下来,进行了改造,把机器上两块辅助电源板中的一块板拆除 C5, C6,然后上电进行比较温升测试。
经过一段时间的检测,发现没有进行处理的辅助电源板上的水泥电阻 R89 的温升明显比改造后的辅助电源板上的高。实测证明了我们上面的分析是正确的。
【 故障处理】
针对用户现场的特殊电网环境,我们对辅助电源板进行了改造,拆除串联在在电网上的电容 C5 和C6。
【 案例小结】
1、该故障现象在钢铁厂较普遍,主要是钢铁厂的用电设备的谐波回馈电网较大造成,而且该谐波为高次谐波,用 Fluke 43B 的谐波测试还无法测量出来,最后是看波形判断出来的。
2、由于谐波问题造成 UPS 故障的案例较少,造成了我们这次维修思路上的盲点。 UPS 系统的维护属于系统性维护,维修时需扩大思路范围,供电环境,机房环境,负载情况,配电情况,用户因素都是我们需要考虑的,特别是碰上一些易修但反复的故障,更需要我们深入检查, 拓宽思路,同时也需要有扎实的理论知识,较好的分析能力,才能彻底解决问题。
3、需要考虑电容、电阻、电感的实际模型,充分考虑不同频率下,分立器件的阻抗特性。
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