UPS電源在工控系統(tǒng)中的應(yīng)用
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一、引言
保證任何情況下的正常供電，是冶金行業(yè)的重要基礎(chǔ)。為此,除工業(yè)電網(wǎng)正常供電外，還需配備UPS供電系統(tǒng)。UPS電源是保障供電穩(wěn)定和連續(xù)性的重要設(shè)備，因其主要機智能化程度高，儲能器材采用免維護(hù)蓄電池，使得在運行中往往忽略了對該系統(tǒng)的維護(hù)與檢修。其實維護(hù)的好壞，對電源的壽命和故障率有很大影響，下面根據(jù)我們使用中的具體情況和維護(hù)經(jīng)驗介紹UPS電源的使用注意事項和日常維護(hù)要求。
雖說各企業(yè)配置的UPS供電系統(tǒng)設(shè)備型號及系統(tǒng)容量有所不同，但其原理和主要功能基本相同。在UPS電源類型選擇上各站都選擇了在線式，這時因為在線式UPS電源系統(tǒng)具有對各類供電的零時間切換，自身供電時間的長短可選，并具有穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、凈化的特點。當(dāng)UPS電源系統(tǒng)本身出現(xiàn)故障時有自動旁路功能，當(dāng)需要檢修時可采用手動旁路，使檢修、供電互不影響。在功率選擇上，萊鋼中小型棒材生產(chǎn)線選用了中功率系統(tǒng)。
二、UPS電源系統(tǒng)
UPS電源系統(tǒng)由4部分組成：整流、儲能、變換和開關(guān)控制。其系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高頻開關(guān)整流器，本身具有可根據(jù)外電的變化控制輸出幅度的功能，從而當(dāng)外電發(fā)生變化時(該變化應(yīng)滿足系統(tǒng)要求)，輸出幅度基本不變的整流電壓。凈化功能由儲能電池來完成，由于整流器對瞬時脈沖干擾不能消除，整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲能電池除可存儲直流直能的功能外，對整流器來說就象接了一只大容器電容器，其等效電容量的大小，與儲能電池容量大小成正比。由于電容兩端的電壓是不能突變的，即利用了電容器對脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾，起到了凈化功能，也稱對干擾的屏蔽。頻率的穩(wěn)定則由變換器來完成，頻率穩(wěn)定度取決于變換器的振蕩頻率的穩(wěn)定程度。為方便UPS電源系統(tǒng)的日常操作與維護(hù)，設(shè)計了系統(tǒng)工作開關(guān)，主機自檢故障后的自動旁路開關(guān)，檢修旁路開關(guān)等開關(guān)控制。
圖 1 UPS電源系統(tǒng)工作示意圖
如圖1所示，在電網(wǎng)電壓工作正常時，給負(fù)載供電如
所示，而且，同時給儲能電池充電;當(dāng)突發(fā)停電時，UPS電源開始工作，由儲能電池工給負(fù)載所需電源，維持正常的生產(chǎn)(如粗黑→所示);當(dāng)由于生產(chǎn)需要，負(fù)載嚴(yán)重過載時，由電網(wǎng)電壓經(jīng)整流直接給負(fù)載供電(如虛線所示)。
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(fù)載屬那種性質(zhì)有關(guān)，因為UPS電源對不同性能的負(fù)載驅(qū)動能力不同，通常負(fù)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(dāng)負(fù)載功率確定后主要取決其后備時間的長短，這個時間因各企業(yè)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。萊鋼中小型棒材生產(chǎn)線因生產(chǎn)需要不允許斷電，因此，UPS電源系統(tǒng)在檢測到電網(wǎng)電壓中斷后，可自行啟動供電，且隨著儲能電池慢慢放電，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%并留有一定的余量，我廠UPS電源系統(tǒng)的工作時間當(dāng)儲能電池滿容量時為2小時，半容量為1小時。
三、UPS電源系統(tǒng)的使用與維護(hù)
1 、UPS電源系統(tǒng)開、關(guān)機
1、1 第一次開機
(1) 按以下順序合閘：儲能電池開關(guān)→自動旁路開關(guān)→輸出開關(guān)依次置于“ON”。
(2) 按UPS啟動面板“開”鍵，UPS電源系統(tǒng)將徐徐啟動，“逆變”指示燈亮，延時1分鐘后，“旁路”燈熄滅，UPS轉(zhuǎn)為逆變供電，完成開機。
經(jīng)空載運行約10分鐘后，按照負(fù)載功率由小到大的開機順序啟動負(fù)載。
1、2 日常開機
只需按UPS面板“開”鍵，約20分鐘后，即可開啟電腦或其它儀器使用。通常等UPS啟動進(jìn)入穩(wěn)定工作后，方可打開負(fù)載設(shè)備電源開關(guān)(注：手動維護(hù)開關(guān)在UPS正常運行時，呈“OFF”狀態(tài))。
1、3 關(guān)機
先將電腦或其它儀器關(guān)閉，讓UPS空載運行10分鐘，待機內(nèi)熱量排出后，再按面板“關(guān)”鍵。
2、UPS電源系統(tǒng)使用注意事項
UPS電源系統(tǒng)因其智能化程度高，儲能電池采用了免維護(hù)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(biāo)準(zhǔn)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。
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