UPS電源也被稱之為不間斷電源,不間斷電源也被稱為UPS,其實二者指的是同一種東西。在火電廠及其他很多領(lǐng)域UPS不間斷電源的持續(xù)供電功能被普遍應(yīng)用于許多重要設(shè)施,UPS不間斷電源可以解決很多電力方面的問題,比如:電源斷電,電壓下陷,電源干擾、浪涌、波動、突波,交換瞬變等造成的危害,這些問題是由電源質(zhì)量差對前端設(shè)備造成的不良影響所引起的。
UPS不間斷電源,由于它特別的功能,被廣泛應(yīng)用在很多領(lǐng)域,本文主要探討了UPS不間斷電源的形式、工作原理以及在應(yīng)用中應(yīng)注意的問題,并以其在火電廠中的應(yīng)用為案例進一步推廣UPS不間斷電源的應(yīng)用。
一、UPS不間斷電源的原理
UPS不間斷電源,是一種恒壓恒頻的不間斷電源,它內(nèi)部含有儲能裝置,主要組成部分是一個叫逆變器的東西。它的主要作用是不間斷的電力供應(yīng),供應(yīng)對象主要是計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、單臺計算機以及其他的電子設(shè)備產(chǎn)品。UPS不間斷電源是一種供電設(shè)備,它為用戶的用電設(shè)備提供不間斷電力,其基本結(jié)構(gòu)是將交流電變?yōu)橹绷麟?,然后再把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷腜WM逆變器裝置,也是一種充電裝置。
當電力供應(yīng)正常時,UPS供應(yīng)給負載使用的是穩(wěn)壓后的市電,即它就相當于交流市電穩(wěn)壓器,這時,它還可以充當充電裝置向機內(nèi)電池充電。另一種情況就是市電供應(yīng)不正常時,它又會以另一種形式來發(fā)揮它的作用,此時的UPS不間斷電源會立刻把機內(nèi)電池中的儲備電能轉(zhuǎn)給負載,使其繼續(xù)供應(yīng)220V的交流電,(因為220V交流電是一般的電量,這樣才能正常供應(yīng)電子設(shè)備的正常運作)將電能轉(zhuǎn)給負載是通過逆變轉(zhuǎn)換的方式來實現(xiàn)的,這樣才能使負載保持正常的工作狀態(tài),以至于不會對電子設(shè)備造成損壞。而且,UPS不間斷電源對電壓過大或者過低都會起到保護作用。
二、UPS不間斷電源的技術(shù)指標
1.需要輸入電源的:
(1)電壓±15%的波動,電壓不對稱5%
(2)頻率±2%的波動
(3)電壓諧波含量10%
2.需要得到輸出電源滿足:
(1)電壓波動不超過±2%
(2)頻率波動不超過±1%
(3)諧波不超過5%
(4)斷電時間不超過5ms
三、UPS電源在DCS系統(tǒng)中的配置
為了方便供電線路檢修,DCS系統(tǒng)要求采用雙電源輸入。供電系統(tǒng)一般采用雙路UPS冗余方式供電,如條件不允許,也可以采用一路廠用電、一路UPS的冗余方式。供給DCS的兩路UPS電源接至DCS的電源分配柜,由電源分配柜將電源分配給各機柜和設(shè)備。電源分配柜還配有快速電源切換裝置,將兩路UPS輸入電源切換為一路后,供給操作員站和工程師站等設(shè)備使用,保證DCS系統(tǒng)內(nèi)的任何設(shè)備在一路失電的情況下仍能正常工作。
UPS電源系統(tǒng)主要分兩大部分,主機和儲能電池。額定輸出功率的大小取決于主機部分,并與負載屬于哪種性質(zhì)有關(guān),因為UPS電源對不同性能的負載驅(qū)動能力不同,通常負載功率應(yīng)滿足UPS電源70%的額定功率。儲能電池容量的選取當負載功率確定后主要取決其后備時間的長短,這個時間因各電廠情況不同而不同,主要由備用電源的接入時間來定,通常在幾分鐘或幾個小時不等。儲能電池的容量隨著時間會逐漸降低,考慮到壽命終止時儲能電池容量下降到50%并留有一部分的余量,一般電廠中UPS電源系統(tǒng)的工作時間當儲能電池滿容量時為2小時,半容量為1小時。
四、UPS系統(tǒng)電源的維護
質(zhì)量合格的UPS系統(tǒng)應(yīng)提供頻率穩(wěn)定的電能,并且有防電壓衰減、浪涌及短時中斷的保護功能。UPS系統(tǒng)在整流裝置前設(shè)有扼流圈,以保護其功率元器件不易損壞,而有些UPS系統(tǒng)是把扼流圈作為選件來提供的。此外,UPS系統(tǒng)本身還具有過電壓、欠壓、過電流、缺相等保護功能。
UPS電源系統(tǒng)因其智能化程度高,儲能電池采用了免維護蓄電池,這雖給使用帶來了許多便利,但在使用過程中還應(yīng)在多方面引起注意,才能保證使用安全。
1.UPS電源主機對環(huán)境溫度要求不高,+5~+40都能正常工作,但要求室內(nèi)清潔,少塵,否則灰塵加上潮濕會引起主機工作紊亂。儲能蓄電池則對溫度要求較高,標準使用溫度為25,平時不能超過+15~+30。溫度太低,會使儲電池容量下降,溫度每下降1,其容量下降1。其放電容量會隨溫度升高而增加,但壽命降低。如果在高溫下長期使用,溫度每高10,電池壽命約降低一半。
2.在無外電靠UPS電源系統(tǒng)自行供電時,應(yīng)避免帶負載啟動UPS電源,應(yīng)先關(guān)斷各負載,等UPS電源系統(tǒng)啟動后再開啟負載。因負載瞬間供電時會沖擊電池,多負載的沖擊電流和加上所需的供電電流會造成UPS電源瞬間過載,嚴重時將損壞變換器。
3.UPS電源系統(tǒng)按使用要求功率余量不大,在使用中要避免隨意增加大功率的額外設(shè)備,也不允許在滿負載狀態(tài)下長期運行。但工作性質(zhì)決定了UPS電源系統(tǒng)幾乎是在不間斷狀態(tài)下運行的,增加大功率負載,即使是在基本滿載狀態(tài)下工作,都會造成主機出故障,嚴重時將損壞變換器。
4.UPS電源在正常使用情況下,主機的維護工作很少,主要是防塵和電氣除塵。特別是有些電廠,電子設(shè)備間中用的是中央空調(diào),出風口含灰塵較多,機內(nèi)的風機會將灰塵帶入機內(nèi)沉積,當遇空氣潮濕時會引起主機控制紊亂,并發(fā)生不準確報警,大量灰塵也會造成器件散熱不好。一般每季度應(yīng)清潔一次。其次就是在除塵時,檢查各連接件和插接件有無松動和接觸不牢的情況。
5.免維護電池要維護,這不是什么無稽之談,應(yīng)從廣義的維護角度出發(fā),做到運行、日常管理的周到、細致和規(guī)范性,保證設(shè)備保持良好的運行情況,從而延長使用年限;保證直流母線經(jīng)常保持合格的電壓和電池的放電容量;保證電池運行和人員的安全可靠。