公司新闻

为什么硕天UPS电源前端不能加漏电保护开关

　硕天UPS电源维修供电系统中，既要求具有漏电保护的功能，又要求电源具有不间断的能力。所以，有用户在每个供电系统中采用了一台3kVA高频在线式不间断电源和一台30mA的定时漏电保护断路器。在一个供电系统调试过程中，多次出现过下述现象：市电正常时，高频在线式不间断电源空载启动，当输出继电器动作，切断旁路，接通逆变电路时，市电断路器的漏电保护动作，从而切断了市电。似乎验证了目前的一种说法;　硕天UPS电源的前端不能加装带有漏电保护的断路器。为此，对其进行了探讨。

　　对　硕天UPS电源的一种漏电保护误动进行了探讨。其中包括对电源滤波器、漏电保护以及它们一起使用时过渡过程的探讨。最后提出了相应的解决方法。

　　1 　硕天UPS电源正常开机工作

　　市电正常时，高频在线式不间断电源空载启动，当　硕天UPS电源接到开机命令后，开机电路开始工作。主电路首先通过旁路输出。当CPU检测到逆变器工作正常后，发出控制信号，驱动输出继电器动作，切断旁路，接通逆变电路，完成　硕天UPS电源的开机过程。在我们研制的8个供电系统中，有7个供电系统的　硕天UPS电源开机工作一直正常。

　　2 　硕天UPS电源维修UPS的漏电保护动作现象

　　在我们研制的供电系统中，出现过引言中所述的现象，因此，无法利用市电供电。应该说明的是，这种　硕天UPS电源的漏电保护动作的现象并非在每次　硕天UPS电源启动时都出现。在8个供电系统中，只在一个系统中多次出现过。

　　3 　硕天UPS电源的漏电原因分析

　　3.不间断电源输出部分电路图

　　对上述现象，最初我们以为　硕天UPS电源的主电路板和控制板有问题，在更换新的主电路板和控制板后，现象依旧。后来分别更换了新的充电板和输入滤波板，仍然不能排除。最后，怀疑输出电源滤波器有问题。干脆拆掉输出电源滤波器，　硕天UPS电源就可以正常启动了。说明问题可能与输出电源滤波器有大。

In the power supply system of Shuotian UPS power supply maintenance, not only the function of leakage protection, but also the uninterrupted ability of power supply is required. Therefore, a 3 kVA high frequency on-line uninterruptible power supply and a 30 mA time leakage protection circuit breaker are adopted by users in each power supply system. During the commissioning of a power supply system, the following phenomena have occurred many times: when the power supply is normal, the high frequency on-line uninterruptible power supply starts without load; when the output relay acts, the bypass is cut off, and the inverting circuit is connected, the leakage protection action of the circuit breaker cuts off the power supply. It seems to confirm the current statement that the front end of the Shuotian UPS power supply can not be equipped with a circuit breaker with leakage protection. Therefore, it is discussed.

The malfunction of leakage protection of Shuotian UPS power supply is discussed. It includes the discussion of power filter, leakage protection and the transition process when they are used together. Finally, the corresponding solutions are put forward.

1 Shuotian UPS power supply works normally

When the power supply is normal, the high-frequency on-line uninterruptible power supply starts without load. When the Shuotian UPS power supply receives the start-up order, the start-up circuit starts to work. The main circuit first passes through the bypass output. When the CPU detects that the inverters are working normally, it sends out control signals, drives the output relay action, cuts off the bypass, turns on the inverters, and completes the start-up process of the UPS power supply in Shuotian. Among the 8 power supply systems we have developed, 7 power supply systems have been operating normally.

Operation Phenomenon of Leakage Protection in UPS Power Supply Maintenance

In the power supply system we have developed, the phenomena mentioned in the introduction have appeared, so it is impossible to use the municipal power supply. It should be pointed out that this phenomenon of leakage protection action of Shuotian UPS power supply does not occur every time when the Shuotian UPS power supply starts. In eight power supply systems, only one system has appeared many times.

Analysis of Leakage Causes of UPS Power Supply in 3 Suo Tian

3. Circuit diagram of output part of uninterruptible power supply

For the above phenomena, we initially thought that there were problems with the main circuit board and control board of Shuotian UPS power supply. After replacing the new main circuit board and control board, the phenomena remained. Later, the new charging board and input filter board were replaced respectively, which can not be ruled out. Finally, it is suspected that there is a problem with the output power filter. Simply remove the output power filter, Shuotian UPS power supply can start normally. The problem may be large with the output power filter.

　　　硕天UPS电源输出部分的电路图如图l所示.UPS的市电输入、断路器、漏电保护以及　硕天UPS电源的大部分没有画出。

　　3.2　硕天UPS电源维修原因分析

　　3.2.1　硕天UPS电源滤波器

　　该　硕天UPS电源设置输出电源滤波器的目的主要是要滤掉电源输出中的高频*，同时降低电源波形的止弦失真度。电源线中的*分为两种：

The circuit diagram of the output part of SUOTAIN UPS power supply is shown in Figure L. Most of the power input, circuit breaker, leakage protection and SUOTAIN UPS power supply are not drawn.

3.2 Reason Analysis of UPS Power Supply Maintenance

3.2.1 Shuotian UPS Power Supply Filter

The main purpose of the output power filter of the Shuotian UPS power supply is to filter out the high frequency of the power output and reduce the distortion of the power waveform. There are two types of * in the power cord:

　　——共模*，即在火线与地线间、中线与地线间存在的*，共模*在火线与中线中同时存在，大小相等，相位相同;

　　——差模*，即在火线与中线问存在的*，差模*在火线与中线中同时存在，大小相等，相位相反。

　　　硕天UPS电源维修由于电源线中往往同时存在上述两种*，因此，一般电源滤波器由共模滤波电路(L1、L2和Cy)和差模滤波电路(L1和L2的差值与Cx)综合构成。其中L1和L2为绕在同一磁环上的两个匝数相同、绕向相同的独立线圈，当电源频率分量经过时，由于磁通抵消，电感很小，易于通过。当共模频率分量经过时，由于磁通相加，电感很大，不易通过而被抑制。

　　共模电感L1和L2一般在零点几至几十mH.共模电容Cy一般要在漏电流较小的前提下，取较大值。差模电感一般在几十至几百μH，差模电容Cx要选择耐电压足够的陶瓷或聚酯电容器。市场上卖的电源滤波器一般是对共模*设计的，如果要对差模*起作用，应该另外增加两个独立的差模抑制电感。共模电感的磁性材料以金属磁性材料(1J8510.02mm)或非晶、超微晶磁性材料效果较好。差模电感的磁性材料以金属软磁粉末经绝缘包裹压制退火的磁性材料(国产ZW-1)效果较好，而不用开口铁氧体材料。

　　该　硕天UPS电源设置的20A电源滤波器的参数为：L1=0.7mH,Cx=0.47μF,Cy=4.7nF。

　　3.2.2漏电保护器

　　该供电系统设置漏电保护嚣的主要目的是要保护人身和设备的安全。因为，当系统中的电气设备绝缘性能下降时，不仅电气设备存在隐患，而且威胁到工作人员的安全。

　　3.2.2.l漏电流

　　1)稳态或静态漏电流是指在250V交流电压条件下，滤波器能安全工作所规定的最大漏电流。它由两部分组成，即电容电流Lc，绝缘电阻泄漏电流IL。

　　Ic=2πfUCy(1)

　　式中：f为电源频率;

　　U为加在电容上的电压;

　　Cy为共模电容量。

　　由式(1)可知，电容电流与电源频率、加在电容上的电压和共模电容量成正比。

　　IL=U/R1(2)

　　式中：　硕天UPS电源维修RL为泄漏电阻，它包括电容内的体电阻和电容外的绝缘泄漏电阻。

　　2)非稳态或动态漏电流是当输出继电器动作，接通逆变电路时，在等效电阻r、电感L和电容C串联电路接通正弦电源的过渡过程中产生的电流。在这种过渡过程中可能产生较大的振荡衰减的漏电流。其中，L=L1,C=Cy。其简化电路如图2所示。

　　式中：Um为电源电压的峰值; 　 ω为电源电压的角频率; 　 Ψ为电路接通时电源电压的初相角。

　　该电路的电流强制分量为

　　当电路中的电阻较小时，即，电路产生振荡，电容器上的电压和电流分别为

　　　硕天UPS电源维修忽略电阻的影响，将电路参数L=0.7mH，C=4.7nF代入上述公式中，由于电路自由振荡角频率远远高于电源角频率314rad/s，所以电路产生振荡。当Ψ=φ时，电路中产生的最大过电流有效值高达570mA以上。这可能引起30mA的大于O.ls的定时漏电保护器动作。实际上，电路接通时正弦电源电压的初相角Ψ为随机量.大部分并不等于电路交流阻抗的相位角φ，所产生的过电流不一定超过30mA;另外，电路中存在电阻，使电路中产生的过电流峰值降低和衰减，所产生的过电流也不一定超过30mA，电路中产生过电流的时间不一定超过0.1s。

　　实际情况是，在我们研制的8个供电系统中，只在一个系统中多次出现过　硕天UPS电源空载启动时，市电断路器的漏电保护动作，切断了市电的现象，但是，也不是每次　硕天UPS电源空载启动时都出现市电断路器漏电保护动作的现象

　硕天UPS电源维修市场仍然正在受到来自产能过剩、政治和经济动荡、更少的冗余　硕天UPS电源计划、企业数据中心整合、以及企业数据中心将其IT资产管理外包给多租户数据中心和云服务的影响。这些因素的结合，超过了全球日益增长的数字化和计算需求，导致从2014年至2015年该市场萎缩了4.3%，且总营收还不到73亿美元。

　　这些因素导致　硕天UPS电源市场开始感到分岔的影响。企业组织开始不断从自有的数据中心撤离，并进一步将他们的IT管理外包给主机托管和云服务提供商。这一市场动态推动了数量更少、但规模更大的数据中心的创建。随着这种转变的发生，中小规模的数据中心的数量持续减少，我们正在看到UPS市场的中间段形成了一个“凹陷”。从长远来看，其结果导致了大型三相　硕天UPS电源将经历最大的增长的一个预期。虽然这种趋势仍然是一个长期的预测，但在过去的2015年中，在较小的kVA细分市场已经显示出了一些令人惊讶的力量。

　　从2014年到2015年，　硕天UPS电源维修全球额定功率为10.1-100kVA的UPS市场相对平稳，收缩了0.3%，而整体市场下跌更为严峻，降幅达4.3%.在发达地区，例如北美和西欧市场，其市场萎缩比一般市场的萎缩程度较小。从2014年到2015年，在有些国家，这一额定功率细分市场甚至出现了同比的增长。为什么呢?因为受主机托管和云服务提供商的推动作用，较之发展中地区，发达地区有更高比例的　硕天UPS电源总营收。随着这种转变的发生，“业务边缘”的表现相当不错。

　　企业业务边缘

　　尽管　硕天UPS电源维修企业组织正在将其IT管理外包给托管和云服务提供商，但他们仍然也将少数的关键任务的应用程序保留在了企业内部。平均而言，根据IHS的调研发现，需要保留在企业内部部署环境的应用程序占到了总的计算和存储需求的10–20%，当然，这一比例会因具体行业的不同而有所变化。这一10–20%的保留在企业内部的应用程序便是业务边缘，其正在对10.1–100kVA市场产生着积极的影响。由于这些应用程序都是涉及到企业的关键任务或是数据安全敏感的程序，故而需要保留在企业内部。因此，他们不仅需要从一款UPS系统进行备份，同时更为可能有一个更高的平均冗余，以确保最大的可用性和可靠性。一般来说，这种情况也意味着一个UPS更新周期。当一项业务转移到一家云或托管服务提供商时，其在企业部署的IT负荷将收缩。由于UPS在一个更高比例的IT负载运作更有效，使用一款超大的UPS(其在过渡到托管或云服务之前，已经在企业数据中心配置)可能导致低效的能源使用，进而造成上千美元的损失。因此，云计算和托管服务的增长不仅是导致了大型UPS系统的增长，同时也带来了较小的UPS采用的增长。然而这种增长并不是有机的;相反，其是中等规模系统的自身蚕食，从而导致了UPS市场的分岔。

　　硕天UPS电源维修消费者边缘

　　“消费者边缘”便是故事的另一面。这一术语指的是边缘的数据中心为消费者服务的应用程序，如海瑞思.随着数据中心变得更加集中，某些应用程序可能需要进一步细化地理范围，以提高最终用户的体验。这些应用程序甚至可以通过在中央数据中心不太严格的网络要求带来成本的节约。例如，在本系列文章的第一部分中所讨论过的海瑞思开放连接项目计划就是一个很好的例子。该公司与ISP合作，提供海瑞思开放连接设备，或称为“海瑞思盒子”，以便更接近最终用户，进而提高在特定地理区域的消费者的体验。虽然这种类型的应用程序并不是关键任务应用程序，但如果其位于一家ISP数据中心之外的话，对于硬件的物理位置的服务可能会更困难或更昂贵。据海瑞思公司介绍，该开放连接设备只需要750瓦。其他硬件可能驻留在一个海瑞思盒子中，但一个小的UPS结合此硬件则可以减轻对于评估任何损坏或在电源尖峰或中断后需要更换盒子的服务工程师的需求。海瑞思公司支付了该硬件的费用，所以其已经禁止直接电源连接到海瑞思盒子，以防备任何功率波动的情况，支持一款UPS.因此，硬件保护和服务成本可以推动在边缘应用程序的UPS附着率，即使他们不是关键任务应用程序。

　硕天UPS电源维修|蓄电池组寿命短问题分析及解决方法电动自行车以其轻便、环保、经济实用，深受广大用户喜爱，近年来获得了飞速发展。据有关资料统计，国内2006年产量已达2000万辆，国内保有量约5000万辆，且市场广阔，发展前景非常好。但在实际使用中，电池组寿命较短，行驶里程下降较快，其统计平均寿命仅为一年左右，远远未达到其额定寿命，这是电动车使用中长期存在的一个大问题。目前电动车的四大电气部件——电机、电池、控制器、充电器的技术开发和生产制造都是比较成熟的，因而电池组寿命短成为电动车使用中最突出的一个问题，这不但影响了电动车的使用性能，增加使用成本，从长远看，也在一定程度上影响和制约了电动车的进一步的发展和应用。

　　　硕天UPS电源维修目前电动自行车所用的电池一般为铅酸蓄电池，今后若干年内也不会有根本性的改变。铅酸蓄电池的制造技术已经比较成熟，对于在使用中存在的寿命短，远远低于其额定寿命的问题，除提醒用户注意使用得当外，还必须从技术上加以解决。为此，我们针对电动车使用工况各异，电池组频繁充放电的特点，对此问题进行具体分析，确定解决此问题的方向和途径，以求尽快研究出解决这一难题的方法，取得根本性的技术突破，从而彻底解决这一问题。

　　　硕天UPS电源维修对于电池性能的恶化以致损坏各种情况的分析表明，电池发生脱粉，失水，极板拱曲、断裂，以至极板短路等故障，其主要原因都是过充过放。充电末期，电池极化电压增大，电解水现象产生气泡，内部损耗增大，温升提高，过量充电会损伤电池;放电末期，有效化学物质反应将尽，内部微孔堵塞，电池内阻增大，此时的过度放电也会损伤电池，因此，过充过放都是应该尽量避免的。

　　电动自行车采用串连蓄电池组，使用时要频繁地反复进行充放电循环，由于材料和制造工艺上的差异，在使用期间，电池组电池之间必然会产生容量和性能差异，即电池的不均衡。充电时，容量较小、性能较差的电池会产生过充电现象;而在放电时，容量较小，性能较差的电池又会产生过放电现象。不断的过充过放使得差电池的容量愈来愈小，性能愈来愈差，这种频繁的恶性循环过程，加速了差电池的损坏，从而使得整个蓄电池组性能恶化，这是影响电池组使用寿命的主要原因。在电池组维修更换的实践中，绝大多数情况下，电池组的损坏实际上只有一只电池(极少数是2只)损坏，这也证明了上述分析是正确的。

　　木桶理论指出：　硕天UPS电源维修木桶的最大水容量是由其最低的一块木板高度决定的。与此类似，串联蓄电池组的最大放电量(可用容量)是由电池组中性能最差的一只电池的容量决定的，最差一只电池的电量放完，电压大幅度下降，电动车即会停止运行，此时电池组内好电池中剩余的电量也无法利用，电动车的行驶距离缩短，这是串联电路的性质决定的。

　　不论电池组在出厂时如何进行精密配组，其在使用过程中，电池之间的不均衡是绝对的，是一定会发生的，由于不均衡引起的差电池的过充过放，恶性循环，加速损坏，以致使整个电池组可用容量大幅降低是影响电池组寿命的主要原因。因此如何从技术上解决电池间的不均衡问题，对电池在使用过程中进行实时在线均衡调节，达到均衡的目的，从而有效地防止过充过放，是解决电池组寿命短这一问题的关键。

　　　硕天UPS电源维修电池的硫化也是影响其寿命的因素之一，蓄电池长期充电不足，放电后长期未充电，电动车长期不用，电池失水致使硫酸密度增大，过量放电都会使电池发生硫化，致使电池有效活性物质减少，内阻增大，电池容量降低，性能恶化，这一般是因为使用不当所引起。由于多数电动车用户专业知识不够，使用中情况各异，以致使电池硫化现象不同程度地存在，影响电池组的使用寿命。针对这一情况，很多厂家生产电池修复仪、电池修复液，对已硫化的电池进行事后处理和修复，近年来，这种维修技术发展很快，甚至成为一个产业，主要的就是解决电池硫化问题。但费工费时也只能程度不同地解决这一问题。根据这一情况，治标不如治本，事后处理不如事前预防，治其未病才是上策，最好的解决办法是在电池的整个使用过程中(充电、放电全程)，对电池进行在线实时处理，从根本上防止硫化现象的发生，即使对于特殊情况下(如长期不用)发生的硫化亦具有修复功能，这样就能很好地解决硫化问题，同时也大大减少电池组的维修工作量，降低使用成本。

　　综上所述，　硕天UPS电源维修在实际使用中电池的不均衡引起差电池的过充过放，加速损坏是电池组寿命短的主要原因，电池的硫化也是影响电池组寿命的因素之一。运用现代微电子技术、自动控制技术对电池组使用过程进行实时在线动态均衡调节，对电池的硫化进行预防性的实时在线活化处理，就能很好地解决上述问题，从而从根本上解决电池组寿命短的难题。