行業(yè)新聞
電力系統安全運行的保障-UPS不間斷電源
1、UPS運行方式
在一般的使用過(guò)程中,UPS能夠根據使用場(chǎng)景的不同切換4種運行模式,分別為正常操作模式、停電模式、備用電源模式和維護旁路模式。
①正常操作模式:在正常交流電源供應下,UPS中得分整流器將交流電轉換為直流電源后,供電給逆變器并同時(shí)對電池充電。在對交流電進(jìn)行轉換的過(guò)程中對電源進(jìn)行凈化,減少市電中所產(chǎn)生的異常突波、噪聲及頻率不穩定等問(wèn)題,保證電力供應更加穩定。為相關(guān)的設備和系統提供更加穩定的電源,減少由于不穩定電源對系統運行造成的影響;
②停電模式:當電源供應不穩定的狀態(tài)下,電源部分可能會(huì )出現不穩定的情況。當相關(guān)部件處于異常狀態(tài)無(wú)法進(jìn)行有效的電力供應時(shí),UPS系統中內置的電池組能夠臨時(shí)為逆變器提供電能,保證交流輸出的過(guò)程能夠正常的完成,過(guò)程間不會(huì )出現中斷現象,保證輸出負載能夠受到保護,保證整個(gè)系統的穩定運轉;
③在電路使用過(guò)程中,不同環(huán)節的故障都有可能會(huì )導致供電功能的喪失,而電力供應對于所有使用電能驅動(dòng)的生產(chǎn)活動(dòng)都有*重要的作用,如果突然出現斷電的情況,不但會(huì )導致整個(gè)生產(chǎn)流程的中斷,并且突然的斷電也會(huì )被設備的使用壽命造成嚴重的影響,對于使用電腦進(jìn)行生產(chǎn)的企業(yè),如果突然斷電,正在操作的系統就會(huì )來(lái)不及對數據進(jìn)行保存,如果電力供應長(cháng)時(shí)間處于不穩定的狀態(tài),將無(wú)法保證相關(guān)企業(yè)的正常運營(yíng)。為了能夠更好的發(fā)展相關(guān)行業(yè),就需要對突然斷電的情況進(jìn)行及時(shí)的預防,預防工作分為兩個(gè)方向,*個(gè)方向是要保證整個(gè)電力系統的運轉良好,盡可能地減少系統設備出現故障的可能性,另外一個(gè)方向是對在技術(shù)條件以外影響下造成的斷電實(shí)際進(jìn)行干預,減少由于這種情況的出現對系統造成的沖擊。
一般來(lái)說(shuō)當系統中的某區域,溫度高時(shí),就有可能會(huì )造成元件使用故障,造成保險絲熔斷,出現短路故障。當出現以上故障時(shí),逆變器會(huì )自動(dòng)切斷電路,以防止損失進(jìn)一步擴大,如果旁路交流電源屬于正常的工作狀態(tài),靜態(tài)開(kāi)關(guān)會(huì )將電源的供應任務(wù)交由旁路的交流電源,保證整個(gè)系統的供電作業(yè)能夠正常進(jìn)行,防止出現斷電情況,如果此時(shí)旁路的交流電源也處于故障狀態(tài),無(wú)法對系統進(jìn)行供電,就需要由維護旁路開(kāi)關(guān)繼續供應電源,保證系統在短時(shí)間內不會(huì )立即斷電并在此過(guò)程中會(huì )起用告警裝置,給相關(guān)人員一部分反應時(shí)間進(jìn)行緊急處理,減少由于突然斷電而造成的損失情況。
2.UPS在電場(chǎng)中的應用
電廠(chǎng)專(zhuān)用的UPS電源,為三相輸入單相輸出的中功率電源系統。之所以選擇該結構,是由于大部分電廠(chǎng)的負載都是單相負載,這樣設計的好處是能夠簡(jiǎn)化相應的配電線(xiàn)路,方便*人員對線(xiàn)路進(jìn)行定時(shí)的維護保養,而三進(jìn)單出UPS則是由內部電路的純單向設計,主要表現為逆變器為單向輸出。經(jīng)過(guò)相應改造的三進(jìn)單出喲PS,是在原有基礎上加上了三進(jìn)單出變壓器,來(lái)進(jìn)行改造的,但是這樣的改造結果會(huì )使得整個(gè)系統的運行狀態(tài)處于不穩定,在長(cháng)時(shí)間使用過(guò)程中,會(huì )造成一些隱患故障,影響到系統的使用壽命和使用安全。
一般來(lái)說(shuō)采取這種改造方式在使用過(guò)程中,由于增加了變壓器,會(huì )導致整個(gè)系統的運行效率會(huì )得到降低,一般*高的工作效率僅僅為正常工作效率的95%,另一方面,由于變壓器處于1/3的不平衡電流,這會(huì )使得UPS的可用容量受到影響,造成一定的降低,所以需要使用更高視在功率的UPS主機,其容量一般為額定輸出容量的兩倍。由于在系統內增加了不同的部件,導致主機的尺寸也需要進(jìn)一步的增加,這樣一來(lái)主機的放置區域可選范圍就會(huì )變少,而且相應的成本也會(huì )上漲,導致購置成本增加。
而在比較了正常的UPS主機和經(jīng)過(guò)改裝后的變壓器之間的區別之后,我們對兩者的使用成本和采購成本進(jìn)行了綜合分析,發(fā)現,無(wú)論是在長(cháng)時(shí)間使用的穩定性方面,還是購置成本的投入方面,采用正常的UPS系統,都是*經(jīng)濟有效的方案,所以在采購系統時(shí),一般要選擇真正的三進(jìn)單出UPS,不能僅考慮眼前的經(jīng)濟效益,應該將眼光放得長(cháng)遠,用動(dòng)態(tài)的思維來(lái)分析整個(gè)過(guò)程,只有通過(guò)這一過(guò)程的分析,才能夠發(fā)現采用真正的三進(jìn)單出變壓器才能夠保證整個(gè)系統運行過(guò)程的安全和高效。在UPS效率設計選型時(shí)需要注意的是,UPS的逆變器是將直流功率直接轉換為交流功率進(jìn)行輸出的。
在工業(yè)生產(chǎn)中,一般的直流電壓都在400~460伏左右,而電廠(chǎng)所使用的電壓規格則為220伏,由于兩部分之間的電壓規格存在區別,所以需要進(jìn)行轉換,而由此會(huì )出現一個(gè)問(wèn)題,在直流電壓降低的過(guò)程中,逆變器的開(kāi)關(guān)電流就會(huì )隨之增大,而損耗和電流的平方成正比,隨著(zhù)電流的不斷增加,過(guò)程中的電流損耗也在不斷增加,使得整個(gè)系統的使用效率不斷減少。
而且在使用過(guò)程中,大電流需要配套大容量功率的開(kāi)關(guān)器件,而較低的直流電壓也需要較高變比的變壓器,這些隱形的開(kāi)支都會(huì )造成整個(gè)系統運行開(kāi)支成本的增加。如果再考慮到設備使用一段時(shí)間后會(huì )出現磨損,老化*件更換的成本,整個(gè)成本的投入會(huì )*大,所以在選擇配置時(shí),一定要根據實(shí)際生產(chǎn)情況,選擇*適合的設備減少過(guò)程中額外出現的成本增加,保證整個(gè)成本能夠處于一個(gè)可控的狀態(tài)內。為了能夠進(jìn)一步提高供電過(guò)程的可靠性,一般電廠(chǎng)在運轉過(guò)程中需要配置兩臺WPS組成抗魚(yú)系統為負載供電與之配套的,還有隔離變壓器,交流電壓調節器,作為旁路電源接入系統內,保證整個(gè)系統,能夠處于穩定正常的運行狀態(tài)。