UPS电源系统电力工程

UPS电源系统电力工程（共12篇）

UPS电源系统电力工程 篇1

在经济、科技等的发展下, 计算机技术、网络技术等逐渐的在各个行业中得到应用, 在电力系统的自动化发展和运行中, 信息技术是不可缺少的技术, 近几年随着电力系统、信息技术等的发展, 为电力自动化系统的运行安全性、可靠性等, 提出了更高的要求。UPS电源是电力自动化系统中重要组成部分, 可以提高电力系统的运行效率和运行质量等, 在实际工作中UPS电源的使用, 也有很多需要注意的地方。UPS电源为不间断电源, 在电力自动化系统的发展中, 扮演着重要的角色, 是电力自动化系统的运行安全保证。本文针对UP电源在电力自动化系统中的应用进行分析研究。

1 UPS电源的工作原理

随着信息技术等的发展, 电力系统中的各项技术和组成部分也到得了有效的发展, UPS电源是当前产生的一种不间断电源, UPS电源是一种储能装置, 按照其工作方式可以将其分为后备式UPS电源和在线式UPS电源。从UPS电源的实际应用进行分析, UPS电源不仅仅是一个电源储存装置, 它还具有电力净化的作用。

在实际的用电中, 用电质量不理想, 会出现电压不稳、电流不稳定、停电等现象, 这些用电不稳定现象, 在家庭用电中可以承受, 但是在信息技术设备例如计算机、通信设备等的运行中, 却是一个较大的安全威胁。这些不稳定用电现象的产生, 会造成数据丢失, 造成敏感元件、精密设备等出现损伤。所以在实际的用电中, 会配置UPS电源, 一般情况下是配置2台, UPS电源为相应的设备、系统的运行提供直流电流, 对设备的电池进行充电。在正常的运行状态下, 2台UPS电源所承担的负荷均为50%, 但是当有一台出现了故障时, 另外一台UPS电源将承担100%的负载。

在发生交流电源故障等严重情况下, UPS电源会在规定的时间内, 利用电池的电力, 无间断的进行负载供电, 而在交流电源恢复正常之后, UPS电源将又恢复想逆变器供电, 无间断的负载供电, 同时也进行自身电力的恢复性充电。

2 电力自动化系统对UPS电源的应用及注意事项

随着计算机技术、网络技术等的发展, 电力系统运行的安全性和可靠性, 是当前电力系统发展中的关键问题。在电力系统的快速发展下, 对电网等的运行提出了更多的要求, 为了实现电力系统、电网的有效、安全发展, 需要实施自动化发展。UPS电源作为不间断电源, 在电力自动化系统中, 有重要的地位和作用, 所以需要加强UPS电源的使用和保护。在电力自动化系统运行中, UPS电源的应用, 需要选择合适的电容量, UPS电源的电容量需要根据电力自动化设备的负载进行确定, 为了给设备带来扩容余地, 一般情况下会选择大一点的电容量UPS电源。

在电力自动化系统中UPS电源的使用, 主要为UPS电源的开、关。在UPS电源使用的过程中, 后备式电源会在正常的供电状态下, 直接对交流旁路支路、转换开关、等输出负载, 同时还通过电源的变压器进行整合产生直流电, 然后在充回电路, 为蓄电池充电。但是在断电或者是停电的状态下, 蓄电池会将储蓄的电源通过逆变器转变成交流电源, 经过滤波器等部件后输出, 供给使用。

在线式电源在正常供电情况下, 通过电源变压器、整流器等部件, 输出负载, 并同时通过充电回路为蓄电池充电。在停电或者是断电的情况下, 蓄电池中的电源在逆变器的转换成交流电源, 经过滤波器得到稳定的交流电之后输出进行使用。

UPS电源作为高精度的智能设备, 在使用的过程中, 需要注意一些问题:

(1) UPS电源的主机, 对运行环境的问题, 没有较高的要求, 但是需要保证运行环境的清洁, 空气湿度不能过大, 还要少尘。尘土、潮湿等影响UPS电源工作的干扰因素。

(2) UPS电源主机设置中的参数, 在使用的过程中, 不能进行随意的改变, 尤其是电池组的参数。如果将UPS电源电池组的参数改变, 将会影响UPS电源的使用寿命, 而且随着运行环境的温度等因素的变化, 还需要对其浮充电压进行调整。

(3) 在UPS电源自行充电时, 不可以带负载, 需要先将各负载切断, 然后再启动UPS电源, 等到UPS电源系统完全能启动后, 再开启负载。

(4) UPS电源的电池组的电压较高, 所以存在电击的危险, 要安装安全保障设备, 进行绝缘保护等。

除此之外, 在实际的使用中, UPS电源还有很多的注意事项, 这些注意事项的产生, 是为了更好的保护UPS电源, 使其更好的工作, 有效的延长UPS的使用寿命。

3 小结

随着信息化、网络化的发展, 计算机技术、网络技术等被广泛的应用到各行各业中, UPS电源作为不间断电源, 在电力自动化系统中的应用, 为其提供供电保障, 提高电力自动化系统的运行安全性和可靠性, 有诸多的优势, 在今后的发展中, UPS电源还会被广泛的应用, 为电力自动化系统的运行提供保障。在使用的同时, 还需要加强对UPS电源的维护, 正确的使用, 使其充分发挥其作用。

参考文献

[1]颜权.浅谈UPS电源在电力自动化系统中的应用[J].大科技, 2014, (34) :154-155.

[2]吴建明.并联冗余UPS电源系统在综合自动化系统中的应用[J].数字技术与应用, 2013, (4) :131-132.

[3]郑华.浅谈UPS电源在广播自动化控制系统中的应用[J].科技资讯, 2011, (4) :10-11.

[4]PandeyUB.HDAC6rescues neurodegeneration and provides anessentiallink between autophagyand the UPS[J].Nature, 2007, 447 (7146) :860-861.

[5]纪亚非.直流220V电池电源替代UPS不间断电源系统[J].自动化与仪表, 2012, 27 (3) :57-60.

UPS电源系统电力工程 篇2

2.了解企业是如何进行物流管理信息系统的管理和维护措施。

3.从调研材料上分析我国物流管理信息系统的现状、原因和发展趋势。

二． 实验内容。

调查企业：UPS（联合包裹）公司

公司规模：

UPS，或称为联合包裹服务公司，于1907年作为一家信使公司成立于美国，致力于鞭策全球商务同步发展，并已发展到拥有 360 亿美元资产的规模。UPS国际特快专递的总部设在美国乔治亚州的亚特兰大作为世界最大的特快专递承运商和包裹运送公司，同时也是专业的运输、物流、资本与电子商务服务等领域的领导者。UPS国际特快专递每天在两百多个国度和地区规模内递送超过一千四一百万份包裹日文件此外，谋划着世界第九大航空公司，每年管理着五十万次的运输。2005年初，UPS国际特快专递成为第一家在神州拥有国际特快专递营业谋划权的国际特快专递公司。2005年底，营业迅速扩大到全国两三个主要商业城市，笼罩全国200多个城市。UPS供应链集团公司在上海、姑苏和福田别离设立了三个堆栈和配送中心UPS国际特快专递的这三大营业均毗邻重要打造中心，日后将主要从事纺织品、服装、高科技产品、汽车和消费品的进出口配送。UPS的34万名工作人员分布在全球2400多个分送中心，他们每天驾驶着16万辆运送车、610架飞机，昼夜不停地为200多个国家和地区的客户提供门到门的收件、送件服务。UPS每日上门取件的固定客户已逾130万家，每个工作日处理包裹130万件，每年运送30亿各种包裹和文件，成为年营业额270亿美元的巨型公司。

UPS（联合包裹）公司的物流管理信息系统：

在信息系统上，联合包裹将应用在美国国内运输货物的物流信息系统，扩展到了所有国际运输货物上。这些物流信息系统包括署名追踪系统及比率运算系统等,其解决方案包括：自动仓库、指纹扫描、光拣技术、产品跟踪和决策软件工具等。这些解决方案从商品原起点流向市场或者最终消费者的供应链上帮助客户改进了业绩，真正实现了双赢。

在信息管理上，最典型的应用是联邦快递在美国国家半导体公司(NationalSemiconductor)位于新加坡仓库的物流信息管理系统，该系统有效的减少了仓储量及节省货品运送时间。今天我们可以看到，在联合包裹物流管理体系中的美国国家半导体公司新加坡仓库，一位管理员像挥动树支一样将一台扫描仪扫过一箱新制造的电脑芯片。随着这个简单的举动，他启动了高效和自动化、几乎像魔术般的送货程序。这座巨大仓库是由联合包裹的运输奇才们设计建造的。联合包裹的物流信息管理系统将这箱芯片发往码头，而后送上卡车和飞机，接着又是卡车，在短短的12小时内，这些芯片就会送到国家半导体公司的客户---远在万里之外硅谷的个人电脑制造商---手中。在整个途中，芯片中嵌入的电子标签将让客户以高达三英尺的精确度跟踪订货。

由此可见，物流信息技术通过切入物流企业的业务流程来实现对物流企业各生产要素（车、仓、驾等）进行合理组合与高效利用，降低了经营成本，直接产生了明显的经营效益。它有效地把各种零散数据变为商业智慧，赋予了物流企业新型的生产要素--信息，大大提高了物流企业的业务预测和管理能力，通过“点、线、面”的立体式综合管理，实现了物流企业内部一体化和外部供应链的统一管理，有效地帮助物流企业提高了服务质素，提升了物流企业的整体效益。具体地说，它有效地为物流企业解决了单点管理和网络化业务之间的矛盾、成本和客户服务质量之间的矛盾、有限的静态资源和动态市场之间的矛盾，现在和未来预测之间的矛盾等等。

以现代物流信息技术为核心竞争力基础的联合包裹已经在我国北京、上海、广州开办了代表处。1996年6月，联合包裹与中方合作伙伴中国外运集团共同在北京成立其在中国的第一家合资企业。目前该公司在中国有130多名员工，有60多辆带有UPS的车辆奔驰在国内的大街小巷，业务范围已覆盖了190多个城市。2001年1月，联合包裹公司的飞机被允许直飞中国，自从其首班飞机飞抵了上海后,目前联合包裹在北京、上海、深圳都建立了自己的航空基地，每星期有10个货运航班飞往中国。现在联合包裹中国区员工已从去年的200人增加到今年的530人，预计在未来的6到12个月还将再增一倍。就此，世界物流业巨头联合包裹公司参与到了中国快递行业正方兴未艾的激烈竞争中来。

电子商务战略

UPS电子商务已逐渐形成全球化的产业，UPS 的电子商务战略是将自己的物流解决方案最大限度地融合到用户的业务流程中去，用物流服务使虚拟世界中的电子交易得以在现实世界中完成。

1997 年，UPS 推出一套基于互联网的运输“应用程序界面”，名为“UPS在线工具”。这套工具是一个独立的应用程序模块，可以直接嵌入电子商务网站，完成网站的运输派送功能。工具可以为用户提供各种服务，包括运输服务种类的选择、运费和处理费计算、运输时间计算、UPS 收货点的选择、运输标签打印、运件的追踪等等。比如顾客到麦克隆电脑公司的网站订购产品，该网站已通过“UPS 在线工具”与UPS 服务器相连，顾客定下产品后，为其提供派送服务的事实上就是UPS。顾客会相应地得到一个UPS 的追踪号码，并且随时在麦克隆的网站上查询到其订购产品的生产进度和派送情况。“UPS 在线工具”推出以来，在不到三年的时间里，就被接入到4 万多个网站，既解除了这些网站网下派送的后顾之忧，又使UPS 与成千上万的消费者紧密联系起来，扩大并控制了包裹派送业务。“UPS 在线工具”是目前世界上最先进、功能最强大的运输应用程序。

UPS能够对每日运送的1300万个邮包进行电子跟踪。例如—个出差在外的销售员在某地等待某些样品的送达．他可以通过UPS安排的丑刀髓网络系统中输入UPS运单跟踪号码．即可知道货物在哪里。当需要将货物送达另一个目的地时，可再次通过网络以及附近的蜂窝式塔台．找出贷物的位置．并指引到最近的投递点。

UPS的司机是公司大型电子跟踪系统中的关键人物。他们摄带了一块电子操作扳．称作DLAD(运送信息获取装置)，可同时捕捉和发送运贷信息。一旦用户在DLAD签收了包裹，信息将会在网络中传播。寄件人可以登录UPS网站了解货物情况。同时．司机行驶路线的塞车情况，或用户需即时提货等信息也可发放给DLAD。

除利用网络对货件运送与监控外．利用其网络，公司还可以开拓新的综合商务渠道，既做中间商．又当担保人。ty5通过送货件、担保及运货后向收件入收款，成为商务社会链中—个重要链接点。

表面上联合包裹公司的核心竞争优势来源于其由15.25万辆卡车和560架飞机组成的运输队伍，而实际上联合包裹公司今天的成功并非仅仅如此。

80年代初，联合包裹公司以其大型的棕色卡车车队和及时的递送服务，控制了美国路面和陆路的包裹速递市场。然而，到了80年代后期，随着竞争对手利用不同的定价策略以及跟踪和开单的创新技术对联合包裹的市场进行蚕食，联合包裹的收入开始下滑。许多大型托运人希望通过单一服务来源提供全程的配送服务，进一步,顾客们希望通过掌握更多的物流信息，以利于自身控制成本和提高效率。随着竞争的白热化,这种服务需求变得逾来逾迫切。正是基于这种服务需求联合包裹公司从90年代初开始了致力于物流信息技术的广泛利用和不断升级。今天，提供全面物流信息服务已经成为包裹速递业务中的一个至关重要的核心竞争要素。

联合包裹公司通过应用三项以物流信息技术为基础的服务提高了竞争能力：

第一，条形码和扫描仪使联合包裹公司能够有选择地每周七天、每天24小时地跟踪和报告装运状况，顾客只需拨个免费电话号码，即可获得“地面跟踪”和航空递送这样的增值服务

第二，联合包裹公司的递送驾驶员现在携带着以数控技术为基础的笔记本电脑到排好顺序的线路上收集递送信息。这种笔记本电脑使驾驶员能够用数字记录装运接受者的签字，以提供收货核实。通过电脑协调驾驶员信息，减少了差错，加快了递送速度。

第三，联合包裹公司最先进的信息技术应用，是创建于1993年的一个全美无线通信网络，该网络使用了55个蜂窝状载波电话。蜂窝状载波电话技术使驾驶员能够把适时跟踪的信息从卡车上传送到联合包裹公司的中央电脑。无线移动技术和系统能够提供电子数据储存，并能恢复跟踪公司在全球范围内的数百万笔递送业务。通过安装卫星地面站和扩大系统，到1997年适时包裹跟踪成为了现实。

物流信息系统的管理和维护：

一、完善人才激励机制，强化物流成本意。

二、实施TCM战略，建立物流成本管理组织体系

三、提高物资周转率，严格控制存储费用

四、构筑有效的物资采购成本控制体系

五、正确处理物流成本与物流服务的效益背反效应

六、完善营销绩效评价体系，控制退货现象的发生

七、系统分析综合控制，实现供应链一体化

八、建立科学合理的物流成本核算体系。

.一、我国现代物流业发展的现状

第一，国家和政府有关部门务实推进物流业发展，制度和政策环境有较大改善第二，物流市场进一步开放，竞争更加激烈

第三，物流企业群体逐步形成，供应服务能力有较大提高

第四，企业物流分离外包速度加快，二产与三产联动发展

第五，港口物流加速发展，区域物流加强合作

第六，物流行业基础工作全面推开，物流产业地位已经确立

二．原因：

1.现代物流管理意识淡薄

2.信息技术应用和物流设备落后3.物流信息资源管理混乱

三．我国物流业发展的趋势

第一，商贸物流规模扩大和结构调整的趋势

第二，新型业态和现代流通方式迅猛发展的趋势

第三，商流、物流、资金流、信息流“四流融合”，产业联动的趋势第四，商品批发市场强化和扩展物流功能的趋势

第五，农村流通体系建设加快发展的趋势

UPS不间断电源浅谈 篇3

关键词：UPS 储能电池 逆变器 整流器 静态开关

0 引言

对于商业和工业工艺装置而言，连续的优质电源供应是非常关键的。电源中断甚至微小的扰动都将打断工艺链条，最终造成系统停止运行。因此，UPS系统的关键功能就是保护那些不能承受轻微电压扰动或冲动的装置（也称为用户或负载）的电源供应。公用工程提供的未经滤波的电源可能会含有谐频、低谷、峰值或其他噪音。在电源链条中引入一个或多个UPS系统可以有效地消除这些类似的扰动。更为重要的是，在断电条件下，UPS可以紧急填补电源缺口。当遇到这种情况时，系统将自动地切换为大的电池组，汲取所需的电源，直到主干线电源恢复为止。

1 UPS电源系统

不同的应用要求下，负载可以分为直流负载和交流负债两大类。为此，UPS电源又有三种主要的类型：经过双转换（AC电流转换为DC电流，再将DC电流转换为更加纯净的AC电流）的AC UPS，实现将AC电流转换为DC电流的DC整流器/充电器，和实现将DC电流转换为AC电流的AC逆变器。UPS出现的形态不一样，但其原理和主要功能基本相同。UPS电源系统主要有5部分组成：整流系统、储能（电池组）/净化系统、逆变系统、静态开关控制和旁路系统。系统的稳压功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高频开关整流器，本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能，从而当外电发生变化时（该变化应满足系统要求），输出幅度基本不变的整定电压。储能净化功能由储能电池组来完成，由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲。储能电池除可存储直流电能的功能外，对整流器来说就像接了一只大容器，其等效电容量的大小，与储能电池容量大小成正比。由于电容两端的电压是不能突变的，即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰，起到了净化功能，也称对干扰的屏蔽。频率的稳定则由变换器来完成，频率稳定度取决于逆变器的振荡频率的稳定程度。为方便UPS电源系统的日常操作与维护，设计了系统静态开关，主机自检故障后的自动旁路开关，检修旁路开关等开关控制。

2 UPS电源工作原理

一般的UPS主要有以下几种工作模式：正常工作模式、电池工作模式、旁路工作模式和充电器工作模式。

2.1 正常工作模式 在正常情况下，UPS系统给负载供电，如图一实箭头所示。UPS系统从电网获取电能，经过隔离自藕变压器降压或者升压、全波整流、电容/电感滤波，输出直流电压供给逆变电路，同时给储能电池组充电。逆变电路由大功率IGBT模块组成，实现直流电到交流电的转换。逆变电路产生的交流电经过静态开关控制输出，供给负载。当电网电压超出正常工作范围，或者突然停电时，整流器关闭，储能电池组给逆变电路供电，见电池工作模式，如图二所示。当负载严重过载，逆变电路获得的直流电源不足以维持逆变器的正常工作时，系统转去旁路工作模式，如图三所示。

2.2 电池工作模式 当市电电网不再稳定超出正常工作范围，或者电网失电时，整流器不再工作，此时电池组立即接替整流器给逆变电路提供电源，如图二所示。

储能电池组的容量取决于负载功率的大小，原则上负载功率越大，要求储能电池的容量越大。当负载功率确定后，电池容量主要取决于其后备时间的长短，这个时间因各企业情况不同而不同，主要由备用电源的接入时间来定，通常在几十分钟或几个小时，乃至于几十个小时不等。从整流器供电到电池组供电没有切换时间，当电池组能量即将耗尽时，UPS系统发出报警信号，并在电池放电下限点停止逆变器工作。如果在电池组能量耗尽之前，电网电压恢复供电，则系统自动转回正常整流器工作模式，供给逆变器，同时给电池组进行充电。反之，如果此时旁路电源正常，则系统自动切换到旁路系统，否则系统就将停止工作。

2.3 旁路工作模式 当逆变器由于整流器不能正常供电、或者储能电池组能量不足而无法工作，或者由于负载严重过载，而不能给负载提供足够的能量时，系统自动转去旁路工作模式，如图三所示。当负载恢复正常，或者系统恢复正常供电条件时，系统自动会从旁路工作模式切换回正常工作模式。

2.4 充电器工作模式 当UPS系统工作在充电器工作模式时，整流器仅仅对储能电池组充电，系统不对负载供电，如图四所示。

3 UPS电源系统的功能完善

为了完善UPS电源系统的功能，一些先进的技术应用到了UPS上。

3.1 多机并行工作 传统的UPS电源系统多为单机系统，也就是说当UPS系统出现故障时，负载只能通过旁路供电。对于某些要求严格的用电设备，显然这种方案是不能完全解决实际需要的，于是并机系统应运而生了。并机系统从外形上看就是有两台单机系统同时工作，两台单机之间互有联系。正常工作时，两台系统同时工作并各自承担50%的负载。当一台系统出现故障而不能正常工作时，另一台系统自动承担全部的负载，反之亦然。这种冗余的设计方式无疑大大提高了系统的稳定性，确保了关键负载的正常工作。并机系统的技术现在已经非常成熟，最多8台并机运行的设计方案时常可以看到，当然，UPS电源系统的价格相应要贵许多。

3.2 远程控制

IT技术的发展，成就了UPS系统的远程控制。对于某些特定场合，人类是不可能全天候呆在设备机房的，比如海上钻井平台。此时，需要我们可以远程控制设备，监测数据参数。智能控制模块和通信模块的面世也就显得尤为重要。

参考文献：

[1]美国GUTOR公司提供.PEW1000系列UPS用户说明书.

UPS电源系统电力工程 篇4

UPS能够提供稳定优质的电源, 并且能够在市电异常的情况下自动切换到电池组上, 保障负载正常工作。电力系统中的自动化设备包括工作站, 服务器, 交换机等设备是保障电网安全运行的基础, 这些设备都需要稳定的电源。因此, UPS在这里显得尤为重要。在扬州供电公司主站的自动化设备基本都使用UPS电源进行供电, 以保证设备稳定运行, 为电网自动化操作管理提供保障。

1 原有UPS电源系统

电源共有两路进线, 市电Ⅰ和市电Ⅱ, 市电Ⅰ经交流1#屏的K1开关送到母线上, 市电Ⅱ经交流2#屏的K2开关送到母线上。母线上连接4把开关, 分别为K15、K16、K17、K18。交流1#屏里的K15开关用于17层通信机房东侧空调, K16开关用于将市电送到UPS1 (80KVA) 。交流2#屏里的K18将用于17层通信机房西侧空调。UPS1里出线经分配屏的K19开关送到分配屏的母线上, 然后送到负载的各个开关。

原有的UPS系统只有一台UPS主机, 在一路市电出现故障时候不能自动切换到第二路市电上, 必须要由操作人员到交流屏进行手动切换。当UPS主机虽然内部有旁路, 但如果UPS主机需要整体检修时, 就只能由电池组对设备供电, 电池组供电时间短, 给检修工作带来了很大不便, 整个UPS电源系统地应变故障的能力也不够强大。

2 UPS电源系统的改造方案

我们对UPS电源系统的改造提出了两种方案。两种方案共同处是, 新增交流进线Ⅰ屏、交流进线Ⅱ屏, 新增一台UPS (80KVA) 主机, UPS输出Ⅰ屏, UPS输出Ⅱ屏。具体方案如下。

方案一:如下图所示

市电Ⅰ和市电Ⅱ分别送到交流进线Ⅰ屏和交流进线Ⅱ屏。在交流进线Ⅰ屏里, 市电Ⅰ和市电Ⅱ由Q1和Q2开关经ATS自动切换装置送至交流进线Ⅰ的母线上, 然后通过Q3开关连接UPS1主机, 由UPS1主机经UPS总输出Ⅰ屏里的Q1开关送到屏内母线上。Q4连接UPS2主机, 由UPS2主机经UPS总输出Ⅱ屏里的Q1开关送到屏内母线上。Q7作为检修旁路开关, 不经UPS直接接到UPS总输出Ⅰ屏, 经UPS总输出Ⅰ屏里的Q2开关连接到屏内母线上。

在交流进线Ⅱ屏里, 市电Ⅰ和市电Ⅱ由Q1和Q2开关经ATS自动切换装置送至交流进线Ⅱ的母线上, Q3开关连接UPS1主机的旁路。Q4接UPS2主机的旁路。UPS总输出Ⅰ屏内的母线和UPS总输出Ⅱ屏内的母线通过母联开关进行连接, 在正常运行时母联开关是不能合上的。

方案二:如下图所示

市电Ⅰ和市电Ⅱ分别通过ATS自动切换装置送到交流进线屏的母线。在交流进线Ⅰ屏里, 市电通过Q3开关送给UPS主机1, 然后送给UPS总输出Ⅰ。Q4开关作为UPS主机1的旁路不经UPS主机直接连接UPS总输出Ⅰ屏。同样, 在交流进线Ⅱ屏里, 市电通过Q3开关送给UPS主机2, 然后送给UPS总输出Ⅱ。Q4开关作为UPS主机2的旁路不经UPS主机直接连接UPS总输出Ⅱ屏。UPS总输出Ⅰ屏和UPS总输出Ⅱ屏的母线通过一把母联开关连接。

3 两种方案的比较

方案一的接线比较复杂, 交流进线Ⅰ分别连接UPS主机1和UPS主机2。同样, 交流进线Ⅱ也分别连接UPS主机1和UPS主机2。这样, 在交流进线Ⅰ屏里既有开关控制UPS主机1又有开关控制UPS主机2。同样, 在交流进线Ⅱ屏里也是既有开关控制UPS主机1又有开关控制UPS主机2。这样给维护人员带来不便。接线复杂也给故障的处理带来了不便。并且在实际情况中, UPS主机的旁路可以自动切换, 因此每台UPS只需要一条进线。所以, 方案一在实际实施中的意义不大。

方案二的接线简单明了, 并且把UPS电源分为两个系统, 在输出端可以通过母联开关连接。在正常运行时, UPS总输出Ⅰ屏和UPS总输出Ⅱ屏的母线的母联开关分开。市电Ⅰ和市电Ⅱ通过ATS切换装置分别通过交流进线Ⅰ屏和交流进线Ⅱ屏送给UPS主机1和UPS主机2, 然后分别连接到UPS总输出Ⅰ和UPS总输出Ⅱ。正常运行时交流进线Ⅰ和交流进线Ⅱ的UPS旁路开关分开。

当一路市电出现故障时, ATS切换装置会自动切换到另一路市电。当两路市电同时出现故障时, UPS主机会自动改为由电池组供电。当一台UPS主机出现故障时候, 可以通过旁路开关将市电直接送给UPS总输出屏, 也可以不合旁路开关, 将UPS总输出屏的母联开关合上, 正常的UPS将对UPS总输出Ⅰ和UPS将对UPS总输出Ⅱ同时供电, 保证输出端各负载设备正常运行。

方案二的设计的好处是简单明了, 两套系统在正常运行时是独立的, 在故障时候又能够联合。维护操作人员在操作时候能明确在一套系统上操作, 在很大程度上简化了操作过程, 也减少了误操作的几率。

摘要：UPS是由电池组、逆变器和其他电路组成, 能在电网停电时提供交流电力的电源设备。本文中简单介绍了UPS几个基本功能, 原有UPS电源系统以及的系统改造。

关键词：UPS电源,改造

参考文献

[1]刘运昌.浅谈UPS电源系统的配置、安装.[J]中小企业管理与科技, 2009.

UPS电源货架报告新 篇5

山东大学CAD/CAM研究所

2010年 7月

1.概述

UPS电池柜支架结构及其尺寸如图

1、图2所示，架子材料均为10#槽钢，焊接制作。

图1 UPS电池柜支架1

图2 UPS电池柜支架2

2.有限元模型

2.1建模过程

根据CAD图纸尺寸，在ANSYS软件中建立支架几何模型，如图3、4所示。

图3 支架1几何模型

图4 支架2几何模型

2.2材料属性

10#槽钢材料为Q235，弹性模量取2.1105MP，泊松比取0.3，屈服强度为235MPa。

2.3单元划分

模型采用beam188单元划分，共有3种截面形状，截面形状及其参数如图5、6、7所示。

图5 单元截面形状1

图6 单元截面形状2

图7 单元截面形状3

图

5、图7所示的截面形状用于模拟两根槽钢焊接的情况，总体支架单元划分结果如图8、9所示。

图8 支架1网格划分结果

图9 支架2网格划分结果

2.4约束及载荷

支架1的约束及载荷条件如图10所示，架子使用时放在楼板上，因此将架子两端全约束，中段施加竖向位移约束。载荷施加在支架顶部，大小如下： 支架1承受2吨的重量，每边支架承受1吨。因此顶部支架的线载荷为：

pF/L(1000kg9.8N/kg)/(4820mm)3N/mm

图10 支架1约束及载荷施加

支架2的约束及载荷条件如图11所示，同样将架子两端全约束，中段施加竖向位移约束。载荷施加在支架顶部，大小如下：

支架2承受1.35吨的重量，一边承受0.35吨，另一边承受1吨。因此顶部支架的线载荷分别为：

p1F/L(350kg9.8N/kg)/(2820mm)2.1N/mmp2F/L(1000kg9.8N/kg)/(4820mm)3N/mm

图11 支架2约束及载荷施加

2.5支反力结果验证

支架1的支反力结果如图12所示，支反力在x和z方向都很小，分别为 0.27e-10N和0.45e-12N，可以忽略。Y方向的支反力大小为19680N，由于支架所受载荷为2000kg*9.8 =19600N, 二者误差仅为0.41%，因此说明支架1所施加的载荷是正确的。

图12 支架1支反力结果验证

支架2的支反力结果如图13所示，支反力在x和z方向都很小，分别为0.31e-14N和0.15e-11N，可以忽略。Y方向的支反力大小为13284N，由于支架所受载荷为1350kg*9.8 =13230N,二者误差仅为0.4%，因此证明支架2所施加的载荷是正确的。

图13

支架2支反力结果验证

3.结果分析

3.1支架1结果分析 支架1的分析结果如图14、15所示，图15为支架最大应力局部放大图。从图14可以看出支架的最大应力为38.642MP，发生在顶部支架上，远小于材料的屈服强度235MP。最大变形量为0.35mm，变形量很小，符合要求。

图14 支架1分析结果

图15 支架1最大应力局部放大图

3.2支架2分析结果

支架2的分析结果如图16、17所示，图17为支架最大应力局部放大图。从图16可以看出支架的最大应力为36.79MP，发生在顶部支架上，远小于材料的屈服强度235MP。最大变形量为0.33mm，变形量很小，符合要求。

图16 支架2分析结果

图17 支架2最大应力局部放大图

4.结果分析

根据以上分析可以看出，支架1和支架2在承重的情况下变形量很小，最大变形量分别为0.35mm和0.33mm；最大应力值分别为38.6MP和36.8MP,远远小于材料的屈服强度235MP，安全系数为6。因此该种支架满足设计要求。5.梁上作用力

梁上作用力分布如图18所示：

图18

不间断电源UPS工作原理及养护 篇6

【关键词】不间断电源UPS；铅酸免维护蓄电池；维护

0.前言

UPS是不间断电源（uninterruptible power system）的英文简称，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源， 能够提供持续、稳定、不间断的电源供应。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供持续、稳定、不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时， UPS 立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS 设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。因此，在广播电视机房，UPS电源有着不可或缺的作用。

在广播电视播出机房，为了保证播出不间断，对供电有一个特殊要求，就是切换主备电源的自动互投的过程中“保零秒”。互投时出现瞬间闪络停电。这对一般照明负荷影响不大，但是对播出微机、服务器、编码器等设备，影响就很大，所以给播音数字化微机设备供电，为防止丢失数据、死机，需要配置应急电源。另外，在外线全部停电时，启动发电机需要时间，所以对于工艺机房内不允许瞬间闪络断电的负荷，必须配置在线式应急电源（UPS），并严禁其他非播出工艺负荷接入应急电源系统。

1.UPS电源基本工作原理

UPS电源可以在市电出现异常时，有效地净化市电；还可以在市电突然中断时持续一定时间给设备供电，使你能有充裕的时间应付播出故障。UPS之所以能持续不断的供给稳定电能，主要在于其特定的工作原理。图一为在线式UPS原理框图：

图一

如图一所示，UPS电源由可控整流部分、逆变器部分、逆变交流静态开关、旁路交流静态开关、可充电免维护铅酸电池、电池组开关、主机输入输出开关，逆变器故障旁路开关、应急及检修旁路开关等组成。其中电子电路部分统一受主机微电脑控制器控制。其外电停电时，主要有蓄电池组供电。

（1）可控整流部分：为三相可控整流装置，对输入电压、频率的变化范围，以及三相相序有着严格要求。输入电压、频率偏高或偏低会报警，输入相序错误逆变器将停止工作，因此进线电源或发电机组接入时必须保证相序正确（发电机组接入应保证顺相序）。每相整流元件为两个时，称为六脉冲整流，每相整流元件为四个时，称为十二脉冲整流。十二脉冲整流性能好于六脉冲整流，但是设备价钱较高。由于流过可控整流器的电流波形为非正弦波，其谐波成分将对来电电源产生严重污染，所以进线端一般要加隔离滤波装置，部分减轻污染。整流后分两路输出，一路通过智能化充电控制电路向蓄电池充电，另一路供给逆变器。

（2）三相逆变器部分：平时外线供电时，将整流后的直流转变成50赫兹三相交流电输出，在外电停电时，蓄电池提供电源，依靠逆变来保证不间断供电。这两种情况下，逆变器均具有自动稳压、稳频输出的功能。

（3）逆变交流静态开关、旁路交流静态开关以及几个手动开关的功能：当逆变器正常工作时，微电脑控制器控制逆变交流静态开关导通，向负荷送电。一旦逆变器发生内部故障或过电流，自动切断逆变交流静态开关，切换到旁路交流静态开关回路供电，切换速度为微秒级，不会造成工艺负荷停电。因此这两种静态开关必须是互锁的。当然，在逆变器无故障情况下，如果需要进行计划性检修保养，可以通过主机操作面板的操作，人为的停止逆变器工作，设备自动切断逆变交流静态开关，转换到旁路交流静态开关回路供电，切换速度极快，不会造成负荷停电。此时可以安全的手动合上应急及检修旁路开关S3，再切断S1、S2、S4、S5开关，退出UPS运行，进行检修。整个过程不停电。综上所述，可以看到该设备使用的特殊性，要求电气人员必须熟练掌握本设备的原理、操作、故障应急处理。

（4）蓄电池组：由于蓄电池组是停电后逆变器的唯一能源，所以电池的质量、工作环境和检测保养至关重要。电池组容量配置，应根据设备功率和应急延时要求，一般可以选择应急供电15—30分钟。在这个时间段内，可以从容的进行发电机组投入前的倒闸操作，以及启动后备发电机组等工作。运行中注意蓄电池室的通风问题、温度限制问题。对电池室温度一般要求恒定在20度，特别要防止电池冻坏提前报废。应定期进行放电并检测放电曲线，如发现性能下降、漏液、变形等现象必须及时更换。

2.UPS电源的维护保养

作为应急电源的UPS 设备的保养尤为重要，必须定期对设备内部进行清扫，清除强迫风冷电机带进机内的尘土飞絮，检查元件情况、机内外线路连接情况，调测各项指标。发现可疑问题应提前及时更换元件。

UPS电源中蓄电池是平均无故障时间最短的部件，也是保证不间断供电的关键部件，因此，了解UPS蓄电池在使用中的注意事项，并正确使用和维护它尤为重要。

UPS蓄电池一般可分为铅酸蓄电池，铅酸免维护蓄电池及镍镉电池等。考虑到负载条件、使用环境、使用寿命及成本原因，我台发射机房选择使用了铅酸免维护蓄电池。它的主要特点，是在规定的浮充寿命期内不必加水维护，因此又称为免维护铅酸蓄电池。免维护只是与普通蓄电池相比，在使用过程中免去了添加纯净水或蒸馏水的工作，并非免去了一切维护。下面介绍影响UPS电源蓄电池使用寿命的主要因素和注意事项，希望能给大家在蓄电池的使用和维护中提供帮助。

第一，温度对电池的影响；UPS蓄电池最佳使用温度是在15℃到25℃之间，环境温度低，蓄电池容量下降，温度每低一度，容量下降1%。环境温度过高，将加速蓄电池板栅的腐蚀和水分的损失，会使电池过充电产生气体而充电不足，缩短蓄电池的使用寿命。第二：尽量避免深度放电；UPS蓄电池深度放电后会在极板表面生成大颗粒的硫酸铅结晶，久而久之会造成极板硫酸化。放电深度越深，其循环使用次数越少，因此在使用时应避免深度放电。虽然UPS都有低电压（一般单节蓄电池放电至10.5V左右）保护功能，但若UPS电源工作于轻载放电或者空载放电的情况下直至UPS自动关机，就会造成蓄电池的深度放电。因此，在市电中断后就应该注意在UPS电源自动关机前作应急处理，提前关闭UPS。第三，电池存放的影响；电池在存放、运输过程中，会因为自动放电而失去部分容量，因此，在投入使用前，应根据电池的开路电压判断电池的剩余容量，对容量不足的蓄电池进行补充充电。对搁置备用的蓄电池，每3个月应进行一次补充充电，可以通过测量电池开路电压来判断其状态。以12V电池为例，若开路电压高于12.5V，则表示电池储能还有80%以上；若开路电压低于12.5V，则应该立刻进行补充充电；若开路电压低于12V，则表示电池储能不到20%。第四，定期对蓄电池放电；UPS电源蓄电池长期闲置不用或使蓄电池长期处在浮充状态下（即电网长期不停电），会导致蓄电池中大量的硫酸铅吸附到电池的阴极表面，形成所谓的电池阴极板的硫酸盐化，由于硫酸盐是一种绝缘体，它的形成必将对电池的充放电形成不良影响。阴极板上形成的硫酸盐越多，电池的内阻越大，电池的可充放电性能越差，从而导致电池老化，活性下降，使蓄电池的使用寿命大大缩短。应该每隔3到4个月人为的让UPS中的蓄电池放电，放电时间控制在正常放电时间的1/4-1/3为宜。第五，尽可能将蓄电池组安装在清洁、阴凉、通风、干燥的地方；要避免受到阳光、加热器或其他辐射热源的影响。UPS蓄电池应正立放置，不可倾斜。要注意电池的规格和数量的正确性，不同规格、不同批次的UPS电池不能混用。第六，在UPS蓄电池运行中要注意蓄电池连接是否松动，极柱是否锈蚀，外观是否异常，一般情况下可在极柱上涂抹黄油，防止极柱锈蚀。监视蓄电池组的端电压值、浮充电流值、每只蓄电池的电压值，若发现个别蓄电池压差过大，要及时均充。

【参考文献】

[1]刘洪才，李天德等.广播发射与卫星传输理论基础[M].北京：中国广播电视出版社，2002.

[2]电子报[J].四川：四川日报报业集团，2010，（40）.

UPS电源系统电力工程 篇7

伊顿5P不间断电源系统 (UPS) , 该系统是其后备电源产品组合中的新晋成员。该系统具备行业领先的效能, 可满足网络机柜和小型数据中心的要求。5P通过与伊顿IntelligentPowerSoftwareSuiteTM的无缝集成支持入门级的虚拟化战略, 并通过将遥测和电源硬件管理功能相结合来提升设备保护水平, 功率较传统UPS提高28%。UPS前端内置的图形LCD显示屏可让IT和数据中心经理查看详细信息并通过按钮定制所有UPS设置。通过显示屏以及与伊顿电源管理软件的无缝集成, 用户可完全了解UPS电源使用情况、功效和负载, 从而更好地管理电力消耗和能源足迹。伊顿5PUPS型号从1500VA (1440瓦特) 至3000VA (2700瓦特) 不等。此外, 该装置还采用伊顿ABMR技术, 可将电池的使用寿命提升50%, 每个5PUPS及其电池都享受为期三年的行业领先保修。

摘要：伊顿5P不间断电源系统 (UPS) , 该系统是其后备电源产品组合中的新晋成员。该系统具备行业领先的效能, 可满足网络机柜和小型数据中心的要求。5P通过与伊顿Intelligent Power Software Suite TM的无缝集成支持入门级的虚拟化战略, 并通过将遥测和电源硬件管理功能相结合来提升设备保护水平, 功率较传统UPS提高28%。UPS前端内

UPS电源系统故障分析与处理 篇8

一、故障情况

该UPS电源系统, 在主电源不正常情况下, 应该切换到蓄电池运行, 待蓄电池电压降到一定值时, 切换到旁路运行。2003年3月, 由于主电源电压波动超限, UPS系统却没有切换到蓄电池运行, 而直接转入旁路电源运行。这样运行的后果是, 蓄电池没有起到备用作用, 一旦旁路电源有问题, UPS将中断供电, 从而威胁到机组的安全运行。于是将该设备临时切换到维护旁路运行, 对UPS装置进行检查处理。

二、故障分析

故障设备是由某电子有限公司生产的PEW1030型UPS电源, 其工作原理框图如图1。

工作原理:正常情况下, UPS由主市电经整流器整流为直流, 一方面为电池充电, 另一方面为逆变器供电。而逆变器将直流电逆变为稳定的交流电输出给负载。当主市电停电或电源电压波动超限 (380±15%) 后, 即由电池为逆变器继续供电, 保证输出不中断。当主市电正常后返回主市电工作。考虑到电池放电有终止电压及逆变器运行中可能发生故障, 为了保证UPS输出不间断, UPS具有静态旁路开关作为后备手段, 而静态旁路是由另一路备用电源提供电源, 此路电源要求的稳定性要比主市电高, 以便逆变故障或电池放电终止时无间断地切换到旁路备用供电。为了保证在切换过程中不因电压、相位相差过大而引起短路、环流等现象, 只要备用电源电压和频率偏差在允许范围 (电压偏差不大于±10%, 频率偏差不大于±6%) , 逆变器的输出会随时跟踪备用电, 以保证逆变器发生故障时无间断切换。为了能对UPS进行维护检修, 特设一个先合后断的手动旁路开关。为了防止误送电, 主市电、备电的检测都有一个8秒延时时间, 即在主市电及备电检测到8秒后, UPS才认为这两路电源确实已送到, 才开始实时跟踪检测。

从该设备的上述工作原理来看, 导致UPS电源切换不正常的原因有以下几种可能:

1. 蓄电池组直流电压超限。

2. E01C直流排至TSM (逆变器输入端) 线路连接不良。

3. 逆变器功率元件发出温度过高信号。

4. F01C、F02C保险熔断。

5. F01C、F02C保险熔断信号接点引出接插件接触不良。

三、故障处理过程

首先, 我们将先合后断手动旁路开关切至维护位置 (使用户不停电) , 停UPS装置, 停蓄电池开关, 打开装置门进行检查。

对蓄电池组进行核对性充放电, 蓄电池组的容量及电压均在合格范围内, 这说明蓄电池直流电压未超限。

用万用表检查E01C直流排至TSM连接线路, 未见异常。测量F01C、F02C保险也未熔断。检查事故追忆未出现逆变器功率元件温度过高告警。

用万用表检查F01C、F02C保险熔断信号接点引出接插件有点松动, , 怀疑故障是它造成的, 紧好后随即启动UPS装置, 做各种切换试验, 切换均正常。于是将该装置恢复正常运行。

事实证明, 对故障的分析和处理是正确的。由于上述保险熔断信号接点引出接插件连接不良 (相当于保险熔断) , 逆变器感受到蓄电池直流输入中断, 因此造成主市电异常时, UPS跳过蓄电池组, 直接切换到旁路运行。

四、对策

脱硫UPS电源改造 篇9

目前市场上销售的UPS品种很多, 但按功率分为小功率、中功率和大功率三类。一般来说, 10KVA以下的为小功率, 10KVA以上到100KVA的为中功率, 而100KVA以上的为大功率。大功率与早期的UPS, 它们的逆变器使用晶闸管作为控制部件。当前, 中小功率的UPS则使用功率晶体管、功率MOS FET、IGBT等作为逆变器的换向控制部件。

我厂根据设备实际情况, 利用现有材料和备件对脱硫除尘系统UPS电源进行了改造施工。改造后的脱硫UPS电源由原来的单一供电模式, 转变为由#1、#2脱硫母线段分别对UPS供电, 并取消了原来的维护较为繁琐的蓄电池组, 由于主厂房直流系统容量较大, 平时运行负载也较轻, 我们又从主厂房直流系统备用开关上取一路直流电源代替蓄电池作为脱硫UPS的直流电源。

一、我厂脱硫UPS存在的问题

我厂脱硫设备配有两台脱硫变, 分别接带脱硫I段、脱硫II段, 并配有脱硫备用变作为脱硫I段、II短的备用电源。脱硫UPS电源一路取自脱硫母线1段交流电源、另一路备用电源由自带的蓄电池输出的直流供电, 并采用浮充电方式运行 (当电池处于充满状态时, 充电器不会停止充电, 仍会提供恒定的浮充电压与很小浮充电流供给电池, 因为, 一旦充电器停止充电, 电池会自然地释放电能, 所以利用浮充的方式, 平衡这种自然放电) , 当交流电源失去后UPS装置会自动切换为直流蓄电池供电, 确保对负荷持续供电。但因我厂脱硫UPS电源只有一路交流输入, 自带蓄电池容量较小, 而且存在漏电现象, 一但因故障或检修交流输入电源失电, 蓄电池输出电压低且因放电造成容量不足, 不能保证脱硫DCS及热工电源等重要设备的正常供电, 一但UPS母线失电, 脱硫除尘系统将不能监视和操作, 严重影响了脱硫除尘设备的正常运行, 甚至造成非计划停机的严重后果。另外由于以上原因脱硫1A段将不能停电, 维护人员不能对脱硫变压器、脱硫母线段进行维护、检修任务, 极易发生脱硫除尘设备跳闸或设备损坏事故, 为提高脱硫除尘设备的安全稳定运行, 减少事故发生率, 特提出以下改造方案。

二、改造方案

在脱硫母线I段备用的35A开关上取一路380V交流电源, 由QF1开关经隔离变压器变为220V电压并通过滤波保护电路、然后经整流器整流, 逆变器逆变后, 通过静态开关输出一个波形良好的交流电源接至UPS母线段, 作为UPS母线的主电源, 一但此路电源断电, 自动由直流屏通过逆变器供UPS母线供电, 另外, 为防止主电源供电时向直流屏反充电, 我们在直流屏出线开关负荷侧加了一组隔离二极管, 使直流屏向逆变器单向供电, 因此交流输出仍保持不间断, 万一直流断电, 在交流电网有电时也不影响交流输出, 因此实现了0间断的切换, 另外, 万一逆变器故障或过载, 该电源也将自动切换到旁路电源上供电, 旁路电源由脱硫II段35A备用开关通过隔离变压器变为220V交流电源经旁路稳压器稳压后给UPS母线供电, 进一步提高了供电的可靠性。可确保我厂脱硫DCS等重要负荷的可靠供电。

注意事项:

1、请勿将直流输入和交流输出接倒;

2、输入直流电压低于180VDC时逆变电源将自动关闭。同时电池电压异常指示灯常亮, 当电池电压恢复至200VDC或以上时, 逆变电源将再次起动。设置回差电压是为了防止系统在欠压点附近振荡。

3、当直流电压高于300VDC时, 逆变电源将过压保护, 此时电池电压异常指示灯闪烁, 同时交流输出将关闭。电池电压即直流输入电压异常时的保护点电压及回差电压用户可自行调整, 如逆变电源应用于太阳能或风力发电场所, 由于电池处于循环使用而不是浮充状态, 因此其回差电压必须加大, 以防蓄电池过放电。

4、当输出过载时, 过载指示灯亮并关闭输出;当输出短路时, 过载指示灯闪烁并关闭输出。

5、感性负载时请考虑功率因素, 非线性负载 (如计算机、工控机) 时请考虑起动冲击。带这两种负载时, 逆变器均需降额使用。

6、该电源使用海拔≤1000m, 若在高海拔地区使用, 每升高1000m, 输出功率降低5%。

技术指标:

三、改造UPS停电方案

1、由脱硫II段接一临时电源为UPS母线供电。

2、停脱硫直流屏电源柜电源。

3、停脱硫UPS电源柜电源。

4、接线完成后恢复原运行方式。

5、试用旁路电源及直流屏电源。

注意:在施工过程中脱硫设备运行出现异常需操作时, 应立即恢复供电, 待异常消除后方可继续施工。

四、改造结果

播发射机房UPS电源系统的设计 篇10

1 UPS电源系统及其工作原理

Uninterruptible Power System (UPS) 即为不间断电源系统, 当市电供电系统发生断电时, UPS电源系统能够向用电设备及时提供电能, 确保设备在一段时间例能够不间断地工作, 而在电压变化时该系统的输出电压稳定在220V或者380V。主要包括在线式、后备式与在线互动式不间断电源UPS。

在线式不间断电源UPS属于双变型系统, 在外电正常的情况下, 该电源系统电池组能够自行充电, 并通过整流器实现交流电压到直流电压的转换, 再经逆变器将直流电压转换为交流电压提供给用电设备。当外电中断时, 逆变器将对蓄电池组的直流电压进行转换, 将转换后的交流电压提供给用电设备, 确保设备的不间断工作。同时在线式不间断电源能够对干扰成分或者波动进行有效的消除或隔离, 确保供电的质量与安全。后备不间断电源UPS通常不用在精密设备的地方, 这是因为后备不间断电源UPS电能的供给质量并不高, 其供给电压幅度因外电网电压幅度的变化为变化, 对外电电网、非线性负载设备与电源自身的各种干扰与谐波成分并不能有效的消除或隔离。而在线互动式不间断电源UPS则综合了上述两种电源的优点, 在外电正常时, 如同后备式不间断电源直接对用电设备供电;在外电电压高于或低于额定值时, 在线互动不间断电源就能够通过降压或者升压, 不使用蓄电池组为设备供电;仅在停电或者外电电压超出范围时, 采使用蓄电池进行供电。

2 广播发射机房UPS电源系统的设计

2.1 UPS电源供电电源的设置

UPS电源在广播发射机房的应用中, 应采用两路电源进行供电。使两路电源同时接入到UPS系统, 进而使主、备电源能够进行自动切换和独立供电。在主路电源发生断电时, 则由备路电源为设备进行自动供电;若主、备路电源均断电时, 则由不间断UPS电源经逆变器将蓄电池直流电压转换为交流电压为设备供电 (外电恢复时, 蓄电池组充电) 。

2.2 选择UPS电源合适容量

UPS电源能够驱动多大功率的负载是由UPS的额定输出功率所决定的, 因此在实际运用中, 需要根据所需的负载来确定UPS的额定功率, 并留有余量, 同时对负载装置的特性、影响负载的因素进行考虑, 进而确保UPS电源能够安全的运行。根据负载总容量, 通常可根据公式:UPS容量=负载容量÷0.75 (0.8) , 来进行计算, 即表示负载容量应在UPS额定容量的75~80%以下。如在广播电视台需要不间断供电的设备 (包括有调度系统、卫星接收机、安防系统与质量保证系统等) 的总功率为6000VA, 那么选择的在线式UPS主机额定容量就应在8000VA以上。

2.3 选择合理的配线

配线的合理性是非常重要的, 若配线太细, 当电流较大, 就极易造成线路发热引发火灾;而配线太粗则造成浪费;同时也会影响广播电视的安全播出, 因此在配线上应根据导线的电气特性进行合理的选择。通常铝线容量为4A/mm, 多股铜芯线容量为6A/mm。在确定主机的功率后可参照UPS电源配线表、UPS电源空气开关配置表选择配线与空气开关。

2.4 放电时间的配置

在停电后, 不间断电源UPS是通过蓄电池组对设备进行供电的, 由于长效型的UPS具有外置的蓄电池组, 因此能够在停电时长时间的进行供电, 供电时间在数小时以上。广播发射机房最好选择长效型UPS, 进而满足不间断供电需要。电池供电时间的经验公式为:供电时间=蓄电池组容量×电压÷主机额定功率÷0.75 (功率因素) ;而电池放电电流则可根据电池供电时间进行计算, 经验公式为:放电电流=UPS容量×功率因素÷电池放电平均电压÷效率。

2.5 具有较强的过载能力

在具有冲击型设备的情况下, 不间断电源UPS也存在较大的瞬间冲击电流。为避免逆变器转换供电控制电路与UPS旁路供电发生错误动作, UPS应具有较强的过负载能力, 同时逆变器在短时间轻度过负荷中也应能够继续供电, 这种供电时间的长短由过载的严重程度决定。

2.6 安装旁路开关, 配置防止雷击与浪涌的模块

不间断电源UPS应具有应急切换与设备检修时的旁路开关, 旁路开关的安装能够使机房设备在完全由UPS进行供电的情况下, 将负荷全部转换到外电上, 以便在UPS电源发生故障与检修时避免发生停电。同时, 还应在UPS电源输入端配置相应的防止雷击与浪涌的模块, 以保护UPS电源的安全。

2.7 实现UPS电源的智能化, 进行实时的人机交互工作

UPS电源内部设置有微电脑, 能够对不间断电源UPS系统工作期间的相关参数进行实时监控, 同时能够进行故障的诊断。微电脑一旦监测到系统中的异常情况时, 就会自动发出声光报警, 并显示故障的位置、性质, 并对相关信息进行记录, 以便查阅。

3 结束语

UPS电源系统为传输工作的安全带来了极大的好处, 能够使在广电发射机房发射传输不因局部停电而中断, 同时也能够避免计算机大量存储信息的丢失。只要在广电发射机房中正确设计与选择UPS电源, 其必定能够在人们的工作与生活中发挥更大的作用。

摘要：在广播发射机房中采用不间断UPS电源系统, 经科学有效地设计能够确保该系统提供可靠的电源。为此, 本文主要对不间断电源UPS的工作原理进行了介绍, 并从七个方面探讨了广播发射机房UPS电源系统的设计。

关键词：广播发射,UPS电源,设计

参考文献

[1]黄明象.阳江广播电视台电视节目制作机房UPS电源设计和应用[J].科技创新导报, 2011 (02) .

[2]沈德军.关于UPS电源的几点认识[J].科技资讯, 2011 (31) .

水电厂UPS系统改造与优化探讨 篇11

关键词：水电厂；UPS系统；自动控制；交流不停电系统；厂用电 文献标识码：A

中图分类号：TV74 文章编号：1009-2374（2015）19-0042-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.19.020

UPS交流不停电系统是保障水电厂计算机监控、安全保护、电网自动化调度等系统稳定、可靠运行的重要设备，可为水电厂各重要系统提供不间断、高质量、稳定可靠的电源，是水电厂正常运行、安全生产的基础。如果厂用电交流电源中断，同时UPS系统不能可靠运行，提供后备电源，那么电厂监控、控制、调节、应急照明等系统将不能正常工作，保护系统不能发挥作用，往往会引起安全事件、事故，造成较大的损失。

1 UPS系统介绍

1.1 UPS系统概况

图1 原UPS系统示意图

惠州蓄能水电厂厂房内UPS系统主要由充电器、逆变器、蓄电池、静态开关、输入回路防雷措施、馈电系统设备（含负荷母线、负荷总开关、负荷空开、指示灯、跳闸辅助触点等）、加热照明设备等组成。配有两套充电整流装置，公用一组蓄电池组，每套整流器配有两路交流电源。其系统示意图如图1所示。

1.2 UPS系统的运行方式

1.2.1 正常运行方式。两套充电装置和逆变装置同时工作，切换开关-Q21的A和C同时合上，而B断开，旁路电源通过-Q21的A和C及-V21构成跟踪回路。

1.2.2 异常运行方式。（1）在主用交流电源丢失的情况下，UPS电源由蓄电池逆变供电；（2）在交流电源正常的情况下，如果两路逆变均出现故障停止工作，则由旁路电源供电；（3）在UPS检修期间，可以通过将-Q21的位置旋钮切到“Maintenance”位置，由旁路供电。

1.3 UPS系统风险分析

采用单母线输出，所有负荷均接到同一段母线上，由交流输出总开关-Q24输出，如果-Q24开关由于本身的机械故障跳开且无法合闸，将导致所有依赖UPS系统供电的交流负荷供电中断。在交流电源丢失的情况下，如果蓄电池组供电开关-Q5跳开，也将导致所有依赖UPS系统供电的交流负荷供电中断，引发一系列后果：（1）导致机组转子一点接地保护电源发生装置-A32丢失，励磁系统二级故障，如果机组处于运行状态，将引发机组电气跳机。如果同一厂房四台机组均处于运行状态，四台机组会同时电气跳机甩负荷，对上游水道会产生不可预见的后果；（2）导致机组LCU备用PCX失电，单PCX运行，同时温度采集装置失电，机组处于无温度保护运行状态；（3）导致整个振动系统失电，失去保护作用；（4）导致无法判定机械刹车是否投入；（5）导致厂房与中控室通讯中断。

2 UPS系统改造

2.1 改造方案

为了提高UPS系统的可靠性，减少风险，经过验证计算，将厂房UPS系统改为冗余配置，新增一组UPS系统。新增UPS系统每套充电器有一路交流电源输入，直流后备电源取自厂房直流系统，逆变器采用双机热备接线方式，可保证在一台逆变电源故障的情况下，UPS系统仍然能提供稳定可靠的电源，主机的交流输入由原来的市电输入改接在从机的逆变器输出，构成串联热备份。新增系统的UPS1与UPS2同时工作，UPS1主用，UPS2备用，两者可以通过静态转换开关实现无间断切换。新增UPS系统与原UPS系统负荷母线之间设置一个联络开关，构成备用关系。改造后的UPS系统示意图如图2所示：

图2 改造后的UPS系统示意图

改造后的系统对负载接线进行了优化调整，将其中两台机组（非同一接线单元）的LCU、振动检测柜、励磁控制柜及MACH3000网络的1路电源分离出来，由新增的UPS供电。

2.2 可靠性分析

改造后的UPS系统的可靠性有了大幅度提高，对电厂各系统提供不间断、高质量、稳定可靠的电源有了更好的保障：（1）新原UPS系统均有两套充电器、逆变装置、静态转换开关和跟踪回路，当一路交流供电电源丢失或装置本身故障，电源可实现不间断切换，保证给用户提供不间断电源；（2）新原UPS系统均有可靠的直流后备电源，在交流电源全部丢失的情况下，原UPS系统可由蓄电池组供电，新增UPS系统由厂房直流系统供电，能在较长时间内，给用户提供可靠的电源，保证设备安全、稳定运行，为电厂启动创造了条件；（3）当其中一套UPS系统故障，不会造成同一厂房四台机组（或同一单元接线的两台机组）相应电源全部丢失，避免同一厂房四台机组（或同一单元接线的两台机组）同时甩负荷，减小了对上游水道损害可能性，避免了对电网的强大冲击，同时也在很大程度上降低了多台机组不可用的风险，提高了机组的可用率；（4）网络交换机的两路电源分别取自新原的UPS系统，当其中任何一套UPS故障，不会导致网络通讯中断，这样就大大降低了网络交换机因UPS系统故障而造成通讯中断的事故；（5）两套UPS系统互为备用，当其中一套UPS系统完全故障，不能供电，可以断开其负荷总开关，合上联络开关，由另一套UPS系统带两段母线运行，大大缩短设备停电时间，保证设备可靠运行。

3 进一步优化探讨

根据图1，可以看出当A1或A2区的任一带电设备出现故障时，都必须将Q2（两个）、Q5、Q26、Q27开关全部断开，才可以检修，这时UPS系统只能由旁路供电，没有后备电源，大大降低了其可靠性。此时，只要旁路交流电源停电，UPS系统将无法给负荷用户提供电源。同时，也扩大了隔离范围，增加了隔离操作任务，给检修工作增加了负担，降低了工作效率。如果在图1中B1、B2位置分别增加一个直流输入开关，那么上述隔离范围就可以缩小了。如A1区设备出现故障时，只需要断开上边Q2、Q26和B1处直流输入开关，而不需要断开Q5，此时下方UPS设备和后备直流电源可正常工作，保证UPS系统为负荷提供不间断、安全、可靠稳定的电源。同时缩短了隔离操作和恢复时间，提高工作效率。

4 结语

UPS系统对电厂的安全稳定运行是至关重要的，针对原UPS系统的不足，对UPS系统进行改造，对其负荷接线方式进行优化，提高了UPS系统的可靠性和电厂安全运行水平。对UPS系统的优化探讨，从运行维护的角度对UPS系统的改造提供了思路。

参考文献

[1] 向江汉，等.UPS技改技术方案[S].

[2] 王鹏飞，等.小浪底电厂计算机监控系统UPS电源改造及应用[J].水电能源科学，2011，29（10）.

[3] 赵艳丽，高学义.浅谈交流不停电电源（UPS）在发电厂中的应用[J].内蒙古石油化工，2010，（3）.

作者简介：熊照（1989-），男，惠州蓄能发电有限公司助理工程师，研究方向：抽水蓄能电厂运行。

控制系统的UPS电源配置方案 篇12

1 UPS配置基本要求

1.1 UPS基本功能要求

UPS的基本功能要求为提供高可靠性不间断供电功能, 保证动力的连续性;起到电网稳压净化功能, 提供高质量的绿色电源;要有宽的输入电压和频率范围, 稳定的输出电压和频率范围;要有高的过载能力, 例如, 当负载为110%~130%时, 要求稳定输出不小于10min, 当负载大于130%时, 要求稳定输出不小于1min;在线式UPS切换时间一般要求小于3ms;提供电池管理功能, 延长电池使用寿命;提供智能监控功能, 解决UPS维护问题[1]。

1.2 UPS选型

按工作原理易选用在线式, 不易选用后备式, 在线式虽然成本高, 但可以为控制系统提供一种完全隔离的保护, 对生产的稳定性来说性价比要高;按输入电压来说, 小于10kVA的选单项输入UPS, 大于10kVA的选三项输入单项输出或三项输出的UPS, 这样配置, 一方面电网波动对它造成的影响要小, 同时减小了电网的不平衡负荷;按输出有无工频变压器来说, 选择工频UPS, 输入输出隔离、电网扰动不会影响负载;若选用高频机UPS, 输入输出不隔离、电网的扰动对负载有影响;售后服务质量也是我们选型的一个重要指标, 在同等性能及价格情况下, 优选售后服务质量好的品牌。

1.3 UPS容量计算

首先获得负载的总功耗, 并将单位统一到kVA。

式中, P为总功率, I为输出电流。

考虑到UPS运行在50%~70%区间处于最佳运行状态, 一般建议在计算时将上面的结果乘以1.8, 再一次放大, 然后选取最靠近的功率产品。

根据UPS的输出功率因数, 计算带载率, 确认UPS容量是否正确。

例如:某控制系统负载18kW, 负载输入功率因数为0.9, 则对应容量为20kVA。考虑到UPS的最佳运行状态, 得到20*1.8=36kVA, 查UPS选型手册, 40kVA的UPS最靠近, 能够满足控制系统的要求, 因此选取4 0 K V A的U P S主机。

1.4 电池容量计算

电池的选择是个关键, 冶金行业一般电池配置要求在4h左右, 我们采用恒功率计算, 计算UPS电池每2V单元电池电压降到1.67V时, 放电所产生的功率W, 然后通过查表获得最佳电池型号以及并联组数。

式中, P为U P S容量 (k V A) ;W为每2 V单元电池提供的功率 (W) ;η为UPS效率 (一般可取0.9) ;Cosφ为UPS实际使用功率与总功率的比值 (一般取0.6) ;N为电池数量 (以每2V单元电池电压降到1.67V时为标准, 若2V电池则N*1, 6V电池则N*3, 12V电池则N*6) 。

例:一台20kVA UPS, 要求输入断电后电池供电为4小时, 选择12V40只一组的电池, 计算每2V单元电池提供的功率W。

得出2V单元电池4小时可以提供55W功率, 然后通过查表获得最佳电池型号。

2 UPS供电解决方案

2.1 单台UPS供电方案

单台UPS供电方案如图1所示[2]。

对于小型或重要程度比较低的控制系统, 由于停机对生产造成的影响比较小, 同时考虑成本的投入, 所以一般采用单台UPS供电方案。市电在有条件的情况下要从不同的变电站通过电子切换开关采用互投的方式实现双路馈给, 解决由于一路市断电而造成控制系统停机的现象, 或者在有条件的情况下市电供电要与旁路从不同的变电站馈给, 避免市电与旁路供电同时断电的现象。同时尽可能选用市电输入、旁路输入、输出配有隔离变压器UPS, 提高供电质量, 减少对控制系统的干扰。缺点是逆变器出现故障后, 切到旁路运行, 起不到稳压作用, 但是从性价比来说对控制系统的影响是可以接受的。

2.2 主从机串联供电方案

主从机串联供电方案如图2所示。

对于中小型或比较重要的控制系统, 对供电质量要求比较高, 所以采用两台UPS, 实现主从串联的供电方案, 主UPS在切到旁路时由从UPS提供优质的供电。两台UPS的输入市电一、市电二要从不同的变电站馈给, 避免同时停电的现象。对从UPS的旁路要求不高, 一般采用交叉的方式由市电一提供。同时尽可能选用市电输入、旁路输入、输出配有隔离变压器UPS, 提高供电质量。缺点是从UPS处于浮充状态, 电池寿命短, 要定期切到从UPS, 进行电池放电操作。

2.3 并机供电方案

并机供电方案如图3所示。

对于大中型或重要的控制系统, 对供电质量要求非常高, 同时考虑到停机对生产的影响很大, 所以采用两台或多台UPS并机供电方案, 正常运行时, 各UPS分摊负载, 一台出现故障, 很容易将其退出系统进行检修, 其它UPS正常工作, 分摊出现故障的UPS负载, 优点是扩容性能比较好, 可实现多台UPS并机, 负载由主从机分担, 可靠性高。对于市电、旁路、输出的要求与串联UPS相同。

3 结语

本文从供电角度分析了影响控制系统不稳定的因素, 利用UPS的合理配置来达到不间断供电的效果。 (1) 通过基本选型、容量计算、电池计算确定UPS电源的基本配置以满足生产的需要。 (2) 通过供电方案的设计达到高可靠不间断供电的方式。 (3) 通过日常维护和电池管理达到运行效果最佳。

摘要：通过分析冶金行业供电环境对控制系统的影响, 提出了控制系统电源配置的基本要求, 给出了UPS容量计算和电池容量计算的方法, 基于控制系统的大小及重要程度提出了不同的供电解决方案, 并从日常维护角度分析了进一步确保供电正常的手段。

关键词：控制系统,UPS,串联,并机

参考文献

[1]李成章.新型UPS不间断电源原理与维修技术[M].北京:电子工业出版社, 1995.