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时间：2018-07-19

UPS故障因素及简单处理方法
在日常处理Smart-UPS报修申请的过程中，我们发现有许多UPS的故障现象是由于电池、市电、使用环境和使用方法等因素造成的，有相当一部分UPS本身并没有出现故障。如果能将这些因素找出来，判断出并非是由于UPS引起的故障现象，可以更快速的为客户解决问题。下面我们详细列出这些影响UPS运行的因素：

1.蓄电池

据资料分析，在返修的UPS中，由于蓄电池故障而引起UPS不能正常工作的比例大约占三分之一。所以，我们要特别注意蓄电池是否出现故障。

由于电池问题引起的故障现象大约有下面几种：

（1）UPS不能启动。

因为Smart-UPS是由直流启动的，所以当没有接电池、电池低电或电池有问题等情况下UPS就不能启动。下面还有几种类似的情况：

**种情况：新安装的UPS不能启动。

如果UPS是SUA1000ICH这种机型，请检查UPS后面板的电池连接插头是否连接。如果是SU3000RMI3U这种机架式的UPS,请打开前面板检查电池是否连接。

由于新的电池在存放的过程中会有自放电的现象，所以电池处在低电状态UPS不能启动。这时候需要将UPS与电池和市电连接好，按UPS前面板的Test按钮，虽然UPS面板显示灯不会亮，但这时UPS会给电池充电。充电一段时间后，再按Test键UPS就可以启动工作了。

*二种情况：UPS逆变工作了一段时间后，UPS不能启动。

同样是因为电池低电，需要给电池充电。

*三种情况：电池用了2年左右，UPS不能启动。

根据大多数客户的使用情况来讲，电池在使用了两年以后一般会出现或多过少的容量下降问题，如果电池不能起到延时的作用就需要更换新的电池。

*四种情况：单节电池的电压都很正常，但UPS不能启动。

这时虽然单节电池电压正常，但很可能是由于电池与电池之间的连接或电池与UPS之间的连接出现问题，比如：连接点不牢固或者是连接点有氧化现象，这时侯就需要祛除氧化物后重新连接。也可能是UPS与电池连线的保险断了，如果是保险断了换一个保险即可。或者，UPS与电池之间的连线很长、很细或中间有连接点，因此产生了很大的压降，导致UPS不能起动。

（2）市电断电后UPS不能转到逆变状态下工作。

让UPS在市电状态下工作，将万用表设在电压档，表笔接在UPS背面安德森插头的里面，直接测量到达UPS的直流电压。此时，一个人观察万用表显示，另一个人拔掉UPS的输入线，观察断电瞬间万用表的显示，如果电压值瞬间下降很多，说明电池部分有问题，如果能够排除连接上的问题，而且电池也已经使用两年左右了，就需要考虑更换电池组。

（3）UPS逆变时间短，达不到客户要求。

**，Smart-UPS长延时机型必须在安装之初就设置电池参数，如果没有设置电池参数就会出现逆变时间短这样的问题。

*二，已经设置了电池参数，但UPS的逆变时间仍然很短。您可以在UPS低电报警的时候，测量电池电压，如果测量值显示电池的确处于低电状态，那就需要更换电池。如果测量值显示电池并不是处于低电状态，那就需要您作充放电校验。注意在充放电校验中，电池要保证充满，放电时需要带50%左右的负载。

*三，安装了PowerChutePlus软件，因为软件的默认设置为：市电中断后5分种计算机关闭，所以需要您修改软件中的参数。

2.市电环境

（1）电网*。

如果电网内存在非常严重的*，比如电压下陷等电源*就有可能会造成UPS出现断电等故障现象。下面我们列举一些这样的市电*。您可以安装PowerChutePlus软件，通过软件的事件记录了解电网内是否存在电源*。如果在事件记录中看到很多的这样的记录，表明您的市电电网存在比较严重的*，这种*还会降低电池的使用寿命。如果条件允许，建议您更换一路市电输入或者改造电网。

PowerChutePlus事件记录可以记录的市电*：

UPSonbattery:Deepmomentarysag深度电压下陷

UPSonbattery:Largemomentaryspike深度高电压脉冲

UPSonbattery:Brownout持续低电压

UPSonbattery:HighinputLinevoltage高输入电压

UPSonbattery:Smallmomentaryspike轻度高电压脉冲

UPSonbattery:Smallmomentarysag轻度电压下陷

（2）UPS输入端安装了漏电保护器

当UPS开机时会造成漏电保护器跳闸，如果您需要安装漏电保护器，那么就需要将漏电保护器接到UPS的输出线上。

（3）UPS输入端的空气开关跳闸。

这种现象可能是因为UPS输入端的空气开关容量小造成的，因为UPS的启动电流比较大，所以要求其前端空气开关的容量要足够大。

（4）UPS逆变状态与在线状态频繁转换。

**，有可能是市电波动造成的。*二，如果您使用了发电机，那么就会发生这种情况。

操作方法：

1.Smart-UPS不能冷启动，但可以正常逆变工作。

这属于操作方法不对，正确的冷启动步骤为：按住Test键，大约4秒钟听到“嘀”声后立即松手，UPS即可冷启动。如果按的时间过长或过短，UPS都不能冷启动。建议您按照这个操作步骤多试几次。

2.UPS与计算机通讯不正常。

如果您没有使用APC原装的通讯线，就会发生这种问题。

3.SU5000UXI,SU5000INET,SU5000RMINET输入线的连接方法。

这三种机型在出厂时不带输入线缆，但有**的输入线缆接线端子。输入线缆连接步骤：找出UPS输入线缆的接线端子（对于SU5000INET其输入线缆接线端子在UPS背部的右上角，对于SU5000RMINET在UPS背部的左上角），它隐藏于盖板内，盖板由一螺丝固定，需要用改锥松动此螺丝并取下盖板连接输入线。

4.Smart-UPS在线工作时风扇频繁启动。

这种情况是由于UPS机内温度比较高造成的，您可以安装PowerChutePlus观察UPS内部温度，一般是机内达到40摄氏度的时候风扇启动。这样的设计是为提高UPS的使用寿命和运行可靠性。

其它因素：

1.Smart-UPS时常有过载报警。

请检查是否有打印机连接到UPS上，不建议您将打印机接在UPS后面，因为打印机在作打印的时候工作电流会突然增大许多，可能会造成UPS过载而断电。同样不建议在UPS后面接电源插座，因为可能会发生由于电源插座瞬间短路而造成UPS过载。

2.Matrix5000,Matrix3000的液晶显示板显示：NoBatteryCommunications

这是因为没有配置SmartCell或SmartCellXR原装电池包的缘故。这条信息只是显示“没有电池通讯”,不会影响UPS的正常工作。

通常UPS供电系统采用冗余拓扑，其可靠性水平较高。根据调查机构UptimeInstitute提供的数据，TierIV级数据中心每年发生的事故小于一个，每一年的停机时间上于0.8小时。而人们往往会问这样的问题：“这么高的可靠性，企业要付出什么样的代价？”和“人们到底需要什么样的数据中心？”或者简单地说，“如何才能将数据中心的规模和功能与其供电系统进行正确的匹配？”

适合的冗余度和可靠性

随着数据中心市场多样化，某些领域和应用程序只需要很少的关键电源保护（例如，Uptime Institute处理云计算社交媒体或搜索引擎的一级数据中心）。而其他的可保证100％的正常运行时间的服务级别协议（SLA）的托管数据中心的要求更高一些，例如，运行视频流媒体，电子商务和金融/股票交易这些关键任务应用的数据中心，其数据中心评级可为TierIII/IV级。还有一些对正常运行时间和可靠性有着更高要求的数据中心，其评级可为TierII或TierIII级。

Uptime Institute对于每个数据中心等级的排名，通常对应UPS供电系统采取冗余拓扑的级别。这些拓扑结构可以采用多种不同的配置来实现。较佳的UPS系统的选择取决于重要的因素，包括冗余、负载功率（千瓦或千瓦）、故障隔离，负荷分担，资产利用率，容量扩展和所有权的CAPEX和OPEX测得的总拥有成本（TCO）。

N系统拓扑

N系统是较基本的关键供电拓扑结构，其中“N”是用千瓦衡量的负载能力。这种供电系统其实并没有冗余的UPS模块，因此UPS供电系统的可靠性不高。

图1 N系统拓扑

N系统的拓扑结构也有多个“单一”的故障点，每年故障事件为一到两个，因此这是不太可靠的拓扑结构。而这个单一的故障点被定义一旦失效，那么整个系统就将停止工作。而对于某些风险低的业务，如内部信息技术（IT）等，其故障对一个企业或大型集团的用户并不会产生太大影响，这种拓扑结构才能说是有效的。

N系统的拓扑结构的主要优点是配置和运营成本低（不含与非计划停机相关的成本）。另一个优点是这种系统的资产利用率高。一个N系统拓扑结构的UPS模块，其设计负载可以达到全负荷额定值的80％到90％。

N+1系统拓扑

“N+1”系统拓扑为了提高可靠性，添加了冗余组件。“N”是与总负载相等的载荷能力，“1”是指在UPS供电系统中一个额外进行冗余保护的UPS。这些系统通常为UPS模块并联结构，但这种拓扑仍然有多个单点故障的风险，如UPS模块的输出并联总线。“N+1”系统并没有冗余分配路径，因此如果有单点故障的话，每年也许会有发生一个事件。

图2“N+1”并联冗余UPS供电系统拓扑

而“N+1”并联冗余拓扑通常适用于那些提供基于互联网服务的低依赖性企业。

“N+1”系统的拓扑结构，具有较少的冗余元件和较高的利用率，其初始成本和运营成本较低。而其较高的利用率取决于负载的模块或发电机的数量。其满负荷额定值为UPS功率模块总和的80％到90％，而系统会增加额外的模块和发电机。例如，一个UPS系统由2个功率模块组成，那么正常情况下，一个功率模块分担40％到50%的负载量，而一个“N+1”系统由5个模块组成，那么每个模块的负载量较高只能达到25％。

块冗余系统拓扑

该并联的电源架构的另一个变化是块冗余系统拓扑结构。这种方法采用一种经济的方式来提高系统的可靠性，而*一个完整的2N系统。它依赖于静态转换开关（STS）和UPS模块的即时处理，以实现有效的载荷，而冗余的UPS具有承担和转移负载的能力，这可以在大多数的块冗余拓扑中实现。然而，STS开关也是一个单点故障。虽然这个系统中UPS模块的利用率得到提高，但其带载率也只到70％～75％。

图3 块冗余系统拓扑

共享冗余（4N/3）系统拓扑结构

共享冗余4N/3系统的拓扑结构与块冗余拓扑非常相似，在多条路径分布着不同的负载，并且所有UPS模块都被加载。而4N/3和3N/2系统都是共享冗余拓扑的较常见形式，并且这些拓扑的UPS利用率水平通常在60％～70％的范围内。如在3N/2拓扑中，其UPS的较大负荷的利用率可以理解为2兆瓦的负载除以3兆瓦的UPS容量，其效率等于67％。

　图4 4N/3共享冗余系统

如图4所示，这种拓扑结构还需要额外的电缆和配电基础设施，这增加了初始资本和安装成本，并使系统在节省成本上更加困难。此外，该系统在UPS输出配电方面仍具有单点故障。

无论是块冗余系统和共享冗余系统都比“N+1”冗余系统可靠性要高，其故障率每年不到一个事件。这种性能非常适合于大多数组织中的数据和应用程序的实时传递，服务交付等核心业务。但这两种冗余系统面临的挑战是，其UPS较大利用率通常小于70％～75％，而实际使用时由于其容量有限，效率还要少得多。块冗余或共享冗余系统中，UPS和关键电力资产并没有得到充分利用，而供电系统实际部署的关键负载可能会经常变化，这是因为数据中心运营中，经常会有添加、删除、升级或转移IT负载、服务器等设备的情况。

“N+N”双系统冗余拓扑

“N+N”双系统冗余拓扑构采用了两个独立的冗余的配电系统。这种拓扑结构可以设计成在每个系统有N个模块或“N+1”个模块。两个独立的系统在某些设计中的可维护性和可容错能力更高。

图5“N+N”双系统冗余拓扑

“N+N”双系统冗余拓扑结构提供了非常高的可靠性，但它也有较高的初始成本和TCO，以及资产利用率低（负载率较大只能达到40％到45％）的缺点。而这样可靠性高的拓扑结构，五年只有一个到两个的计划外中断。这种设计通常用于可靠性和可用性要求非常高的企业或金融服务行业。

总结

数据中心产业是动态的和不断变化的。UPS供电系统可靠性的变化，是由数据中心的“使命”和“关键业务”的需求所决定的。现有的系统拓扑结构的演变表明，数据中心市场中可以提供一系列不同配置的UPS系统。“N+N”双系统可以提供较佳水平的高可靠性，然而其成本也非常高。其他的冗余供电系统（N或N+1）虽然可以降低成本，但其可靠性相比较低。这些因素使得企业采用UPS供电系统时，不得不在高昂的成本、高可靠性和利用率之间进行权衡。

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