UPS電源應用分析

3 UPS應用新思路

在UPS設備更新?lián)Q代、電子技術(shù)突飛猛進(jìn)的同時(shí)，對UPS的應用目的也在發(fā)生變化，這是隨著(zhù)供電質(zhì)量的提高悄悄進(jìn)行的。由于當時(shí)的電網(wǎng)技術(shù)不成熟，停電事故經(jīng)常發(fā)生，最初的UPS主要是作為后備電源，通過(guò)增大蓄電池容量的方法，延長(cháng)UPS后備時(shí)間達1～2h。從1994年開(kāi)始，供電質(zhì)量有了明顯提高，大面積的全停電事故基本杜絕。這時(shí)，UPS的主要任務(wù)是克服電源電壓波動(dòng)及凈化儀表電源，其后備時(shí)間規定為15min(滿(mǎn)負載狀況下維持后備時(shí)間15min，一般地，UPS的負荷率在30％左右，后備時(shí)間還要長(cháng)些)。這樣，對UPS的要求更高，不僅要達到后備電源的基本作用，還要在穩壓、穩頻、去除諧波、抗干擾等方面發(fā)揮積極作用。

4 提高UPS供電可靠性的措施

目前，UPS設備質(zhì)量已經(jīng)達到令人滿(mǎn)意的程度，因UPS本身質(zhì)量原因導致的停電事故越來(lái)越少?，F在的主要課題就是搞好UPS的外圍配置和及時(shí)發(fā)現設備異常。在這方面，電氣分廠(chǎng)做了一些有益的嘗試，取得了比較理想的結果。

齊魯石化煉油廠(chǎng)的裝置都是雙回路供電，單獨某一回路的異常不會(huì )引起裝置大的波動(dòng)。由于UPS是有后備時(shí)間的，特別在UPS后備時(shí)間減少的情況下，必須保證UPS有比較可靠的輸入電源。因此，我們將UPS的輸入電源改為雙電源互投方式，電源的切換是自動(dòng)完成的，保證把正常的一路電源送給UPS。充分利用UPS先進(jìn)的自檢、報警及通訊功能，把報警信號輸人操作室DCS，任何異常情況都可以及時(shí)發(fā)現，在事故擴大之前就可以采取相應措施。

“蓄電池是UPS的心臟”。據統計：由于蓄電池故障引起UPS不能正常工作的比例幾乎超過(guò)70％。在正常情況下，蓄電池處在浮充狀態(tài)，UPS檢測直流環(huán)節的電壓，并與負荷電流比較，計算出實(shí)際的后備時(shí)間。但蓄電池電壓與直流環(huán)節并聯(lián)在一起，直流電壓正常并不表示蓄電池完好，比如，蓄電池開(kāi)路或某一節蓄電池內阻增大等故障現象，依靠UPS內部軟件就不能判斷。針對這種情況，我們在聯(lián)合裝置UPS上安裝了“蓄電池內阻檢測儀”，實(shí)時(shí)檢測蓄電池內阻，因為電池容量不足或質(zhì)量變壞，最可靠的檢測辦法就是檢查其內阻值的大小。如2001年4月三機UPS在電網(wǎng)出現瞬間停電時(shí)，就是因為其電池組中有一節電池出現問(wèn)題，沒(méi)能實(shí)現瞬間為逆變器供電，導致主風(fēng)機及煙機和汽輪機停機。事后檢查該節電池嚴重虧容，內阻很大，對于電池組而言相當于開(kāi)路。內阻檢測儀設定為每天檢測一遍所有電池的內阻，同時(shí)還針對所用電池的規格型號設定了內阻范圍，如出現電池內阻增大，超過(guò)設定的范圍則會(huì )發(fā)出報警信息；不僅如此，檢測儀還可以檢查電池的其它運行參數，如浮充電流、電壓、放電電流、單節電池電壓等，可以幫助我們很好的了解運行電池組的狀態(tài)，其效果比較理想。如2002年2月，檢測儀檢測出聯(lián)合裝置1號UPS的電池組中的5號電池內阻超標，當時(shí)測量值為22MΩ，而其它電池的內阻在17MΩ左右，于是我們便開(kāi)始注意此節電池的運行情況，結果發(fā)現此電池的內阻不斷變大，最后達到25MΩ，于是我們將其進(jìn)行了更換。通過(guò)放電試驗發(fā)現其容量確實(shí)不足。另外，我們每季度還用便攜式儀器復試數據，通過(guò)前后數據比較，確定UPS是否正常。

對于特別重要的裝置采用雙機并聯(lián)方式，當一臺UPS故障時(shí)，另一臺可以繼續擔負全部負載的供電，以實(shí)現更高一級的不間斷供電要求。

5 待進(jìn)一步完善的措施

不間斷并不意味著(zhù)UPS沒(méi)有故障或絕對的不間斷供電，但它可以將重要負載因供電中斷造成的停機率下降到設備所能允許的程度。在目前情況下，已能使平均無(wú)故障時(shí)間達到數萬(wàn)小時(shí)，甚至5a以上。

為了達到不間斷供電的目的，還可以從設備裝置上采取措施。如圖3，聯(lián)合裝置UPS是雙機并聯(lián)，DCS所用24 V直流電源也是多電源互備方式，這兩個(gè)環(huán)節的供電都是非?？煽康?，但兩部分的結合點(diǎn)處卻是單回路，是一瓶頸點(diǎn)，故障機率比較大，影響裝置正常生產(chǎn)。

圖 3 現在運行電路

如果改為圖4所示的供電方式，整個(gè)供電途徑都是雙回路，很明顯，供電可靠性大大提高。

圖4 修改后的電路

另外，上海石化、金陵石化等公司采取的“UPS風(fēng)險承擔”模式也是一種提高安全供電的措施。其實(shí)質(zhì)就是減少單臺UPS的供電范圍，用多臺UPS分別承擔供電任務(wù)，在故障機率相等的情況下，某一臺UPS故障所導致的停電范圍減小，不致引起整個(gè)裝置全部癱瘓。

參考文獻

（1） 王其英.不間斷電源UPS剖析與應用 北京：科學(xué)出版社

（2） 郁百超.不間斷電源領(lǐng)域的新突破第十四屆全國電源技術(shù)年會(huì )論文集