一、UPS的驗收測試

為了確保數據中心UPS系統(tǒng)的性能符合正常運行的要求和保證運行后不至于出現(xiàn)一些難以預見的問題，UPS在投入數據中心正式帶載運行前，必須對UPS及其相關的系統(tǒng)進行系統(tǒng)化的測試，包括電氣性能，物理連接，工作環(huán)境等的檢查與測試。本文列出了可測試的相關參數，但是實際應用中，用戶可根據實際需要來選測相關條目，一般不需所有的參數都加以測試。

1、測試儀表

UPS系統(tǒng)調試過程中主要使用的測試和測量儀表包括：接地電阻測試儀、紅外測溫儀、電能質量分析儀、萬用表、蓄電池內阻測量儀等。

電能質量分析儀主要用于測量UPS的所有電氣參數。

紅外測溫儀主要用于測量電路連接點，電池的對外連接點、開關柜中斷路器開關連接點、以及各連接器件的工作溫度情況。

接地電阻測試儀用來測量各點的接地電阻值。

蓄電池內阻測量儀用來測量UPS所配置的蓄電池的內阻，并由此分析判斷電池內阻均衡度和蓄電池的好壞。

2、檢查與測試項目

1)   環(huán)境及外觀檢查

• 數據中心備用電源系統(tǒng)空間的清潔狀況

• 機房內部溫度

• 機房內部濕度

• 機房內部灰塵度及潔凈程度

• 機房內部地面和屋頂防水情況

• 機房樓板承重情況

2)   外部連接系統(tǒng)檢查

• 配電系統(tǒng)輸入輸出開關柜內部和外部接線是否牢固可靠

• UPS輸入輸出連線是否牢固可靠

• 開關柜安裝是否穩(wěn)固，相關操作機構動作是否靈活

• 配電柜中斷路器整定值設置是否準確無誤

• 配電柜內設備及電氣器件是否連接緊固

• 配電柜及柜內設施編號準確無誤

3)   UPS系統(tǒng)靜態(tài)測試檢查項目

◆UPS輸入參數檢查

• 輸入電壓

• 輸入電流

• 輸入頻率

• 輸入功率

• 輸入功率因數

• 輸入諧波失真度

◆UPS輸出參數檢查：

• 輸出電壓

• 輸出電流

• 輸出頻率

• 輸出功率

• 零地電壓

• 負載功率因數

• 輸出電壓諧波失真度

◆輸入過、欠電壓保護檢查

• 模擬輸入電壓超出允許變化范圍狀態(tài)，檢測UPS系統(tǒng)是否可以自動轉為電池供電

• 模擬輸入電壓恢復正常范圍狀態(tài)，檢測UPS系統(tǒng)是否可自動從電池逆變轉為正常工作方式

◆輸出過，欠壓保護檢查

檢測系統(tǒng)逆變輸出電壓超過設定過、欠電壓值時，系統(tǒng)是否告警，并轉為旁路供電狀態(tài)

◆過溫度保護檢查

測試內部溫度達到保護設定值時，系統(tǒng)是否報警

◆系統(tǒng)斷路器保護檢測

檢測系統(tǒng)的交流主輸入、旁路輸入和交流輸出斷路器保護裝置是否合格正常

◆風扇故障告警檢查

模擬風扇故障狀態(tài)，檢查系統(tǒng)聲光告警功能是否正常

◆設備自動退出功能檢測

UPS系統(tǒng)運行中，模擬故障狀態(tài)，檢查系統(tǒng)是否可以自動退出運行，不影響其他部件的正常工作

◆手動維修開關檢測

檢查UPS系統(tǒng)手動維修開關動作是否良好，在UPS系統(tǒng)進行維護時能保證不間斷給負載供電

◆監(jiān)控性能檢測

• 檢查UPS系統(tǒng)RS232或RS485/422、IP、USB等標準通訊接口工作情況

• 模擬運行狀態(tài)，檢測監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控性能：系統(tǒng)正常工作方式/電池逆變/旁路供電、過載、蓄電池放電電壓低、市電故障、功率模塊狀態(tài)（正常/故障退出）

◆UPS系統(tǒng)故障和運行狀態(tài)記錄

• 檢查系統(tǒng)采集和存儲運行參數功能：主輸入電壓、旁路輸入電壓、輸出電壓、輸出電流、輸出頻率、輸出電流、蓄電池電壓，充/放電電流，蓄電池溫度

• 檢查監(jiān)控中心對被控設備進行控制的功能是否正常

• 檢查設置參數的掉電存儲功能

◆系統(tǒng)告警性能檢測

• 檢查UPS系統(tǒng)在各種保護功能動作的同時，應能自動發(fā)出聲光告警，同時應能通過通信接口將告警信號傳送到近端、遠端的監(jiān)控設備上

• 檢查UPS系統(tǒng)具有告警記錄和查詢功能，告警記錄可隨時刷新

• 檢查告警信息在系統(tǒng)完全無電狀態(tài)下可以繼續(xù)保存

4)  UPS系統(tǒng)動態(tài)測試檢查項目

◆UPS帶滿載測試檢查項目

• 確認測試UPS設備運行正常，參數設置合理，負載情況良好

• UPS系統(tǒng)和負載連線安裝正確

• 測試設備和檢測儀表連接正確

• 輸入電壓

• 輸入電流

• 輸入頻率

• 輸入功率

• 輸入功率因數

• 輸入諧波失真度

• 輸出電壓

• 輸出電流

• 輸出頻率

• 輸出功率

• 零地電壓

• 負載功率因數

• 輸出電壓諧波失真度

◆UPS負載過載測試檢查項目

• 檢查負載超過額定負載時，設備是否告警

• 檢查負載超過逆變器帶載能力時，系統(tǒng)是否切旁路

• 輸入電壓

• 輸入電流

• 輸入頻率

• 輸入功率

• 輸出電壓

• 輸出電流

• 輸出頻率

• 輸出功率

• 負載過載率及相應切換特性

◆UPS負載切換測試檢查項目

• 檢測系統(tǒng)負載滿足測試要求，確認負載量值準確

• 根據負載切換測試要求調整UPS帶載量大小，一般測試負載量為：0%--30%--50%--80%--100%

• 負載切換過程中測量UPS輸出電壓值，電流值，相位值等技術參數

• 校核輸出參數恢復正常值所需時間

• 切換過程中測試輸出波形，滿足系統(tǒng)設計要求

• 負載正常切換過程中，UPS運行穩(wěn)定，無異常報警出現(xiàn)

◆UPS并聯(lián)運行效果測試檢查項目

• 并聯(lián)系統(tǒng)運行狀態(tài)及數據顯示值

• 并聯(lián)系統(tǒng)帶載量及負載均分情況

• UPS間環(huán)流大小及調整情況

• 并機過程是否正常

• 并機系統(tǒng)切換旁路測試

• 并機系統(tǒng)技術參數設置及校核

• 并機系統(tǒng)通訊和報警功能測試

• 并機系統(tǒng)帶載和過載測試

• 并機系統(tǒng)電池放電測試

• 輸入電壓

• 輸入電流

• 輸入頻率

• 輸入功率

• 輸出電壓

• 輸出電流

• 輸出頻率

• 輸出功率

5)  蓄電池系統(tǒng)檢查

◆電池外觀檢查

• 電池及電池柜外觀完好，線纜連接牢固，接線端子緊固牢固

• 電池及電池柜內部無漏液痕跡

• 電池柜系統(tǒng)接地良好

◆電池系統(tǒng)開關和配線檢查

• 電池組開關選擇正確

• 整定值設置合理

• 接線牢固

• 配線線徑和顏色符合設計要求

◆電池內阻測試檢查

• 對每只電池進行內阻測試

• 記錄電池內阻阻值

• 通過分析比較確認內阻阻值異常的電池

◆檢測電池組充放電特性

• 進行電池組浮充測試、均充測試、自動溫度補償測試、電池組放電及記錄功能測試

• 模擬故障狀態(tài)，檢測電池組充電功能

◆電池壓低保護測試

模擬UPS系統(tǒng)在電池逆變工作方式時，電池電壓降至保護點，檢測系統(tǒng)發(fā)出聲光告警，電池停止供電。

表UPS測試項目一覽表

圖1 

3、測試接線方法

各種儀表按照各制造商說明書使用很方便。這里僅就FULUKE 435電能質量分析儀的使用作為例子。也需按照說明書連接與操作，圖1給出了該測試儀與電源連接的示意圖例子。

圖 2

圖 3

4、數據中心UPS備用電源系統(tǒng)驗收測試報告

二、UPS日?；揪S護要求

為了使UPS電源能夠長期地工作在最佳運行狀態(tài)之中和及時發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的故障苗頭，以防止故障隱患擴大，從而確保數據中心的供電安全，同時提高UPS電源設備的利用率，我們必須使UPS工作在適宜的工作環(huán)境，做好日常維護和定期維護工作。

1、高危巡檢指引

1） UPS系統(tǒng)巡檢

• 檢查各UPS輸入、輸出開關是否在合閘狀態(tài)，合閘指示燈是否亮起

• 檢查UPS系統(tǒng)蜂鳴器有無聲音告警，系統(tǒng)有無其他雜音異?，F(xiàn)象

• 檢查UPS電源發(fā)出的噪聲是否有明顯的變化或異常狀況

• 檢查UPS控制面板上各顯示單元是否都處于正常運行狀態(tài)，運行參數是否都處于正常值范圍內，在顯示的記錄內有無任何故障和報警信息

• 尤其是檢查UPS逆變器模塊的三相輸出電流，如果發(fā)現(xiàn)它們的輸出電流值明顯偏離原來的正常值，應查明外接負載的變動情況。其中要注意是否有大的非線性負載和大的電感性負載接入

• 檢查UPS及電池房間的溫、濕度值是否在規(guī)定范圍內

• 檢查UPS柜體上的風扇運轉狀態(tài)，過濾網有無堵塞

圖 4

• 檢查UPS內部電容等部件有無異?，F(xiàn)象，有無局部過熱點，有無漏液、鼓包膨脹、異味等異常狀況

• 檢查接線端子、電纜、銅排等有無明顯過熱現(xiàn)象，是否有破損，連接是否牢固

• 檢查監(jiān)控系統(tǒng)中UPS單機各輸入、輸出狀態(tài)及參數是否正常（包括輸入電壓值、輸出電壓值、輸出電流均分情況、負載率等）。示意如下

 圖 5

• 檢查監(jiān)控系統(tǒng)中UPS并機系統(tǒng)狀態(tài)及各輸出參數是否正常（包括輸出電壓值、輸出電流均分情況、負載率、PF值等）。示意如下

圖 6

• 檢查電池開關是否在合閘狀態(tài)

• 檢查電池開關的電流整定值是否與實際運行負載率一致

• 檢查電池組的連接點是否有明顯過熱現(xiàn)象，檢查接觸是否嚴密，有無氧化

• 檢查電池有無異常，包括電池清潔狀況、有無變形、鼓包、漏液。電池房間有無異味、有無異常響聲等

  圖 7

2）前后級配電柜巡檢

• 檢查配電柜是否處于合閘狀態(tài)，部分旁路開關需要保持在分閘狀態(tài)

• 檢查配電柜上的各UPS輸入、輸出開關的電流與時間整定值是否與當前的實際運行情況一致

• 檢查配電柜柜體指示燈是否有異常閃爍，柜體有無異常聲音，柜內有無局部熱點

• 檢查各斷路器自動儲能控制開關是否在自動位置，檢查開關狀態(tài)是否已儲能

• 檢查各配電柜儀表電壓，電流，功率等讀數是否顯示正常，數值是否保持在設定范圍內，檢查各斷路器的參數整定值是否與設計值一致

• 檢查電容補償柜各核心供電回路參數（電壓、電流、功率因數、頻率），是否在正常范圍內，檢查柜內電容是否有突起或漏液現(xiàn)象，檢查電容等部件是否存在局部熱點

2、功能性檢查

• 檢查UPS輸入電源質量（包括輸入電壓、輸入頻率），檢查輸出電源質量（包括輸出電壓、輸出頻率以及輸出波形失真率等）

• 檢查UPS電源切換瞬間，斷電時間是否小于規(guī)定數值

• 檢查UPS電源切換瞬間，輸出瞬時電壓降是否小于規(guī)定數值

• 檢查UPS輸出諧波失真率是否小于規(guī)定數值

• 檢查電池組的浮充電壓值及充電電流值是否在設計范圍內

• 檢查電池組電壓值及單體電池電壓值是否在正常范圍內

• 檢查電池組備用時間，斷開主路輸入開關，檢查電池電壓下降至放電終止電壓前合上輸入開關，記錄UPS備用電池間

• 檢查電池組是否具有啟動瞬間輸出大電流的特性

• 檢查電池組內阻，當內阻超過規(guī)定值時，需對電池組進行均衡充電后放電處理或活化處理

• 檢查前后級配電柜斷路器開關手動斷合操作是否正常

3、模擬故障檢查

• 模擬市電輸入斷電，觀察UPS各種工作模式切換過程是否正常

• 模擬市電輸入斷電，記錄UPS電池組電壓隨放電時間的變化曲線

• 模擬市電輸入斷電以及電池組工作欠壓停止工作，觀察市電恢復后UPS的工作狀態(tài)

• 模擬UPS故障，觀察UPS旁路長時間供電是否正常

4、蓄電池管理與維護的相關注意事項

為了盡可能地提高蓄電池的利用率，使其盡可能接近設計壽命年限，減少設備資金的再投入，鉛酸免維護蓄電池在使用與維護過程中主要應關注以下三點：

首先是要注意UPS電源及其備用電池組的周圍工作環(huán)境溫度不宜超過30℃，當電池工作環(huán)境溫度超過35℃時，由于電池內部損耗增加，電池本身的“存儲壽命”將會縮短；反之，當環(huán)境溫度較低時，由于電池內部電解液的溫度特殊性將會造成蓄電池的實際容量下降。當環(huán)境溫度為0℃時，密封鉛酸蓄電池的輸出實際容量為標稱值的80%左右。

其次是深度放電。密封鉛酸蓄電池的單體放電終止電壓值與其放電電流的大小有著規(guī)定的對應關系。如電池以10小時放電率放電，即電池標稱容量1/10的電流放電，規(guī)定放電電壓到單體電壓1.8時應停止放電，若此時仍使電池繼續(xù)放電，是池單體電壓過低時，便發(fā)生了上述過放電現(xiàn)象，也即深度放電。密封鉛酸蓄電池深度放電必然會使其有效循環(huán)次數減少，縮短電池使用壽命。如深度放電后不能及時進行充電則會更快加速電池的早期失效。

UPS電源的電池管理系統(tǒng)中通常都具有蓄電池組放電終止電壓保護功能。在智能化程度較高的電池管理系統(tǒng)中，其電池發(fā)電終止電壓保護點是隨電池組放電電流的大小而自動調節(jié)的。這樣可確保電池組在放電時間內，輸出負載量實時變化的工作條件下，電池放電終止電壓的實際保護點都高于電池所規(guī)定的放電終止電壓保護點。這樣即可使備用電池組的能量得到較充分利用，又不會使電池進入有害的深度放電狀態(tài)。

第三是定期對蓄電池組進行必要的維護。備用電池的維護一般分為新電池使用的初始維護與使用中或長時間放置電池的定期維護。新電池組使用前的維護教為簡單，將電池組與UPS電源連接后，UPS電源可空載運行，對備用電池組可設置10小時充電率的充電電流，環(huán)境溫度最好保持在25℃左右，按照產品說明書提供的浮充電壓值進行8~10小時的充電。充電完成后將蓄電池靜止放置2小時左右，將UPS電源轉為備用電池組供電運行，并在輸出端帶適量的負載，以使電池組的輸出電流打道0.1C～0.2C，將放電終止電壓設定在每個單體1.8V即可。經過一個沖放電循環(huán)后，一方面可觀察電池的充放電性能是否正常，另一方面可使新電池的初始容量接近其標稱容量。此后可將備用電池組再次充電，便可正式投入備用狀態(tài)。

對于與UPS電源連機開始運行或閑置的電池組一定要定期維護。定期維護主要包括以下兩個方面：首先是對處于長期備用浮充狀態(tài)的電池組定期進行放電、充電維護。充放電時間間隔一般為6～12個月，因鉛酸蓄電池不存在記憶效應，所以放出的容量不必等于標稱容量，一般放出標稱容量的10%～20%即可。在UPS電源備用電池組定期進行這種放電充電維護時，對于斷開UPS輸入整流器開關進行電池放電的方式，一定要采用可靠的措施確保在電池組放電維護時間內，負載不能中斷供電。對于一些電源保持時間很短的負載，可采用具有電池自檢功能的UPS電源對備用電池組進行自檢來完成定期充放電維護。具有這種先進功能的UPS電源無須斷開其內部AC/DC整流器的輸出，而是調節(jié)整流器的直流輸出電壓使整流器與備用電池組以并聯(lián)輸出方式為DC/AC正玄波逆變器供電。由檢測控制電路調整整流器的輸出電壓，使備用電池組以恒定電流放電。同時UPS電源會隨時顯示電池組的剩余容量。在進行這種操作時，如萬一發(fā)生因電池組中的末節(jié)電池損壞而造成電池放電失敗時，整流器的輸出電壓立即上升到正常工作狀態(tài)，用以保證正玄波逆變器的正常輸入，使負載得到連續(xù)不間斷供電。這種利用電池組自檢功能進行放電維護時，所放出的能量一般控制在10%～20%之間。

備用電池組的另一種維護是對電池組進行短時間的均衡充電。這是因為電池組在長期的浮充備用狀態(tài)下或經過多次循環(huán)使用后，由于其內部原因會出現(xiàn)端電壓、內阻不一致的現(xiàn)象。為了消除這種不均衡現(xiàn)象的故障隱患，進行均衡充電時每個電池的單體電壓可充到2.3V～2.4V，充電電流要限制在0.2C以內，在這種均衡充電狀態(tài)下5個小時左右而后轉入正常浮充狀態(tài)。密封鉛酸蓄電池的均衡充電維護應在環(huán)境溫度為20℃～25℃時進行，至于何時對電池組進行均衡充電，應根據電池組的實際使用情況而定。一般經過均衡充電后電池組中的電壓、內阻不平衡現(xiàn)象可得到改善，并可延長電池組的使用壽命。