电力系统安全运行的保障-UPS不间断电源

2020-05-21 03:36:17 admin 3177

电力系统安全运行的保障-UPS不间断电源

引言:UPS系统从原理上讲,是一种将模拟电路、数字自动控制逆变器与免维护贮能装置合为一体的设备,由于功能的高度整合,使得该型设备能够完成 多种不同的使用需求,又因为能够对不同部件进行整合,所以可以使得系统运行时占据更小的空间,提高了系统的环境适应性,而且还能够在市电出现异常的情况下,对市电进行净化,在电力供应中断时暂时为处于开机状态的电脑供电,减少突然断电对相关生产作业造成的影响。

1、UPS运行方式

在一般的使用过程中,UPS能够根据使用场景的不同切换4种运行模式,分别为正常操作模式、停电模式、备用电源模式和维护旁路模式。

①正常操作模式:在正常交流电源供应下,UPS中得分整流器将交流电转换为直流电源后,供电给逆变器并同时对电池充电。在对交流电进行转换的过程中对电源进行净化,减少市电中所产生的异常突波、噪声及频率不稳定等问题,保证电力供应更加稳定。为相关的设备和系统提供更加稳定的电源,减少由于不稳定电源对系统运行造成的影响;

②停电模式:当电源供应不稳定的状态下,电源部分可能会出现不稳定的情况。当相关部件处于异常状态无法进行有效的电力供应时,UPS系统中内置的电池组能够临时为逆变器提供电能,保证交流输出的过程能够正常的完成,过程间不会出现中断现象,保证输出负载能够受到保护,保证整个系统的稳定运转;

③在电路使用过程中,不同环节的故障都有可能会导致供电功能的丧失,而电力供应对于所有使用电能驱动的生产活动都有非常重要的作用,如果突然出现断电的情况,不但会导致整个生产流程的中断,并且突然的断电也会被设备的使用寿命造成严重的影响,对于使用电脑进行生产的企业,如果突然断电,正在操作的系统就会来不及对数据进行保存,如果电力供应长时间处于不稳定的状态,将无法保证相关企业的正常运营。为了能够更好的发展相关行业,就需要对突然断电的情况进行及时的预防,预防工作分为两个方向,第一个方向是要保证整个电力系统的运转良好,尽可能地减少系统设备出现故障的可能性,另外一个方向是对在技术条件以外影响下造成的断电实际进行干预,减少由于这种情况的出现对系统造成的冲击。

一般来说当系统中的某区域,温度高时,就有可能会造成元件使用故障,造成保险丝熔断,出现短路故障。当出现以上故障时,逆变器会自动切断电路,以防止损失进一步扩大,如果旁路交流电源属于正常的工作状态,静态开关会将电源的供应任务交由旁路的交流电源,保证整个系统的供电作业能够正常进行,防止出现断电情况,如果此时旁路的交流电源也处于故障状态,无法对系统进行供电,就需要由维护旁路开关继续供应电源,保证系统在短时间内不会立即断电并在此过程中会起用告警装置,给相关人员一部分反应时间进行紧急处理,减少由于突然断电而造成的损失情况。

2.UPS在电场中的应用

电厂专用的UPS电源,为三相输入单相输出的中功率电源系统。之所以选择该结构,是由于大部分电厂的负载都是单相负载,这样设计的好处是能够简化相应的配电线路,方便专业人员对线路进行定时的维护保养,而三进单出UPS则是由内部电路的纯单向设计,主要表现为逆变器为单向输出。经过相应改造的三进单出哟PS,是在原有基础上加上了三进单出变压器,来进行改造的,但是这样的改造结果会使得整个系统的运行状态处于不稳定,在长时间使用过程中,会造成一些隐患故障,影响到系统的使用寿命和使用安全。

一般来说采取这种改造方式在使用过程中,由于增加了变压器,会导致整个系统的运行效率会得到降低,一般最高的工作效率仅仅为正常工作效率的95%,另一方面,由于变压器处于1/3的不平衡电流,这会使得UPS的可用容量受到影响,造成一定的降低,所以需要使用更高视在功率的UPS主机,其容量一般为额定输出容量的两倍。由于在系统内增加了不同的部件,导致主机的尺寸也需要进一步的增加,这样一来主机的放置区域可选范围就会变少,而且相应的成本也会上涨,导致购置成本增加。

而在比较了正常的UPS主机和经过改装后的变压器之间的区别之后,我们对两者的使用成本和采购成本进行了综合分析,发现,无论是在长时间使用的稳定性方面,还是购置成本的投入方面,采用正常的UPS系统,都是最经济有效的方案,所以在采购系统时,一般要选择真正的三进单出UPS,不能仅考虑眼前的经济效益,应该将眼光放得长远,用动态的思维来分析整个过程,只有通过这一过程的分析,才能够发现采用真正的三进单出变压器才能够保证整个系统运行过程的安全和高效。在UPS效率设计选型时需要注意的是,UPS的逆变器是将直流功率直接转换为交流功率进行输出的。

在工业生产中,一般的直流电压都在400~460伏左右,而电厂所使用的电压规格则为220伏,由于两部分之间的电压规格存在区别,所以需要进行转换,而由此会出现一个问题,在直流电压降低的过程中,逆变器的开关电流就会随之增大,而损耗和电流的平方成正比,随着电流的不断增加,过程中的电流损耗也在不断增加,使得整个系统的使用效率不断减少。

而且在使用过程中,大电流需要配套大容量功率的开关器件,而较低的直流电压也需要较高变比的变压器,这些隐形的开支都会造成整个系统运行开支成本的增加。如果再考虑到设备使用一段时间后会出现磨损,老化零件更换的成本,整个成本的投入会非常大,所以在选择配置时,一定要根据实际生产情况,选择最适合的设备减少过程中额外出现的成本增加,保证整个成本能够处于一个可控的状态内。为了能够进一步提高供电过程的可靠性,一般电厂在运转过程中需要配置两台WPS组成抗鱼系统为负载供电与之配套的,还有隔离变压器,交流电压调节器,作为旁路电源接入系统内,保证整个系统,能够处于稳定正常的运行状态。

3.UPS系统使用注意事项

(1)UPS在使用过程中对于外部环境的温度要求不高,一般在5~40摄氏度的范围内都能够进行正常的工作,但是,该系统对于所处区域的清洁,卫生有较高的要求,在设备运行过程中需要控制尘土和相对湿度,由于尘土附着和潮湿情况都会导致主机工作效率紊乱,破坏相应的设备构件,所以在相关使用场景中,需要严格要求卫生清洁程度和空气潮湿指数。在条件允许的情况下可以考虑给系统设置温度控制器和加热器,来进行及时的厨师,由于储能蓄电池对于温度的要求较高,一般的使用温度环境要求在25摄氏度左右,并且不得超过30摄氏度,当温度过低时会使储电池的容量,受到明显的影响造成下降,根据相关数据测算,当周围温度每下降一摄氏度时,储电池容量就会相应下降1%。

其放电容量随温度升高而增加,但是会造成设备的使用寿命减短,如果长期在高温状态下使用,寿命会急剧减少,根据相关数据测算,当使用环境的温度每提升10摄氏度,整个电池的使用寿命就会降低一半,降低的幅度非常大,所以需要严格控制使用环境的温度。

结束语

在 UPS 的使用过程中尤其不能忽视的是维护检修工作,再好的设备也有寿命,也会出现各种故障,不能因为其高智能、免维护或者是进口设备而忽略了本应进行的维护工作,预防在任何时候都是安全运行的重要保障。

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