UPS電源應用分析

3 UPS應用新思路

在UPS設備更新?lián)Q代、電子技術突飛猛進的同時，對UPS的應用目的也在發(fā)生變化，這是隨著供電質量的提高悄悄進行的。由于當時的電網(wǎng)技術不成熟，停電事故經常發(fā)生，最初的UPS主要是作為后備電源，通過增大蓄電池容量的方法，延長UPS后備時間達1～2h。從1994年開始，供電質量有了明顯提高，大面積的全停電事故基本杜絕。這時，UPS的主要任務是克服電源電壓波動及凈化儀表電源，其后備時間規(guī)定為15min(滿負載狀況下維持后備時間15min，一般地，UPS的負荷率在30％左右，后備時間還要長些)。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(wěn)壓、穩(wěn)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設備質量已經達到令人滿意的程度，因UPS本身質量原因導致的停電事故越來越少?，F(xiàn)在的主要課題就是搞好UPS的外圍配置和及時發(fā)現(xiàn)設備異常。在這方面，電氣分廠做了一些有益的嘗試，取得了比較理想的結果。

齊魯石化煉油廠的裝置都是雙回路供電，單獨某一回路的異常不會引起裝置大的波動。由于UPS是有后備時間的，特別在UPS后備時間減少的情況下，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，電源的切換是自動完成的，保證把正常的一路電源送給UPS。充分利用UPS先進的自檢、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發(fā)現(xiàn)，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(jù)統(tǒng)計：由于蓄電池故障引起UPS不能正常工作的比例幾乎超過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(jié)的電壓，并與負荷電流比較，計算出實際的后備時間。但蓄電池電壓與直流環(huán)節(jié)并聯(lián)在一起，直流電壓正常并不表示蓄電池完好，比如，蓄電池開路或某一節(jié)蓄電池內阻增大等故障現(xiàn)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”，實時檢測蓄電池內阻，因為電池容量不足或質量變壞，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(xiàn)瞬間停電時，就是因為其電池組中有一節(jié)電池出現(xiàn)問題，沒能實現(xiàn)瞬間為逆變器供電，導致主風機及煙機和汽輪機停機。事后檢查該節(jié)電池嚴重虧容，內阻很大，對于電池組而言相當于開路。內阻檢測儀設定為每天檢測一遍所有電池的內阻，同時還針對所用電池的規(guī)格型號設定了內阻范圍，如出現(xiàn)電池內阻增大，超過設定的范圍則會發(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(shù)，如浮充電流、電壓、放電電流、單節(jié)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，當時測量值為22MΩ，而其它電池的內阻在17MΩ左右，于是我們便開始注意此節(jié)電池的運行情況，結果發(fā)現(xiàn)此電池的內阻不斷變大，最后達到25MΩ，于是我們將其進行了更換。通過放電試驗發(fā)現(xiàn)其容量確實不足。另外，我們每季度還用便攜式儀器復試數(shù)據(jù)，通過前后數(shù)據(jù)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，另一臺可以繼續(xù)擔負全部負載的供電，以實現(xiàn)更高一級的不間斷供電要求。

5 待進一步完善的措施

不間斷并不意味著UPS沒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，已能使平均無故障時間達到數(shù)萬小時，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，這兩個環(huán)節(jié)的供電都是非常可靠的，但兩部分的結合點處卻是單回路，是一瓶頸點，故障機率比較大，影響裝置正常生產。

圖 3 現(xiàn)在運行電路

如果改為圖4所示的供電方式，整個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風險承擔”模式也是一種提高安全供電的措施。其實質就是減少單臺UPS的供電范圍，用多臺UPS分別承擔供電任務，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：科學出版社

（2） 郁百超.不間斷電源領域的新突破第十四屆全國電源技術年會論文集