淺談潤揚(yáng)大橋機(jī)電系統(tǒng)工程之UPS系統(tǒng)

柳力

摘 要：潤揚(yáng)大橋的機(jī)電系統(tǒng)工程中包括供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)、主纜除濕系統(tǒng)、鋼箱梁、錨室、鞍室除濕系統(tǒng)、空調(diào)設(shè)備、懸索橋電梯、斜拉橋升降機(jī)、污水處理設(shè)備、雨水泵房、電纜防盜系統(tǒng)、直流屏系統(tǒng)和UPS系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：潤揚(yáng)大橋；機(jī)電系統(tǒng)工程；UPS

在潤揚(yáng)大橋機(jī)電工程中，UPS系統(tǒng)是機(jī)電系統(tǒng)工程組成的重要部分。潤揚(yáng)大橋6個收費站點（其中包括主線站、瓜洲站、世業(yè)洲站、鎮(zhèn)江西站、鎮(zhèn)江南站、上黨站）、15個供配電房（其中包括主線站配電房、瓜洲站配電房、鎮(zhèn)江西配電房、鎮(zhèn)江南配電房、上黨配電房、懸索南塔下橫梁、懸索南塔上橫梁、懸索北塔下橫梁、懸索北塔上橫梁、斜拉南塔下橫梁、斜拉南塔中橫梁、斜拉北塔下橫梁、斜拉北塔上橫梁、懸索南錨、懸索北錨）、懸索斜拉橋鋼箱梁內(nèi)都設(shè)立的UPS系統(tǒng)，在供配電系統(tǒng)起著重大的作用，是供配電部分不可或缺的一部分。

1 UPS是什么

UPS即不間斷電源，是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。主要用于給單臺計算機(jī)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時，UPS將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時的UPS就是一臺交流市電穩(wěn)壓器，同時它還向機(jī)內(nèi)電池充電；當(dāng)市電中斷（事故停電）時，UPS立即將機(jī)內(nèi)電池的電能，通過逆變轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。UPS設(shè)備通常對電壓過大和電壓太低都提供保護(hù)。

2 UPS的組成

UPS電源系統(tǒng)由五部分組成：主路、旁路、電池等電源輸入電路，進(jìn)行AC/DC變換的整流器（REC），進(jìn)行DC/AC變換的逆變器（INV），逆變和旁路輸出切換電路以及蓄能電池。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(jī)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。在電網(wǎng)電壓工作正常時，給負(fù)載供電如圖所示，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，由儲能電池供給負(fù)載所需電源，維持正常的生產(chǎn)；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。

3 UPS的工作過程

當(dāng)市電正常380Vac時，直流主回路有直流電壓，供給DC-AC交流逆變器，輸出穩(wěn)定的220V或380Vac交流電壓，同時市電經(jīng)整流后對電池充電。當(dāng)任何時候市電欠壓或突然掉電，則由電池組通過隔離二極管開關(guān)向直流回路饋送電能。從電網(wǎng)供電到電池供電沒有切換時間。當(dāng)電池能量即將耗盡時，不間斷電源發(fā)出聲光報警，并在電池放電下限點停止逆變器工作，長鳴告警。不間斷電源還有過載保護(hù)功能，當(dāng)發(fā)生超載（150%負(fù)載）時，跳到旁路狀態(tài)，并在負(fù)載正常時自動返回。當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重超載（超過200%額定負(fù)載）時，不間斷電源立即停止逆變器輸出并跳到旁路狀態(tài)，此時前面輸入空氣開關(guān)也可能跳閘。消除故障后，只要合上開關(guān)，重新開機(jī)即開始恢復(fù)工作。

4 UPS的種類

UPS按工作原理分成后備式、在線式與在線互動式三大類。其中，我們最常用的是后備式UPS，它具備了自動穩(wěn)壓、斷電保護(hù)等UPS最基礎(chǔ)也最重要的功能，雖然一般有10ms左右的轉(zhuǎn)換時間，逆變輸出的交流電是方波而非正弦波，但由于結(jié)構(gòu)簡單而具有價格便宜，可靠性高等優(yōu)點，因此廣泛應(yīng)用于微機(jī)、外設(shè)、POS機(jī)等領(lǐng)域。在線式UPS結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但性能完善，能解決所有電源問題，如四通PS系列，其顯著特點是能夠持續(xù)零中斷地輸出純凈正弦波交流電，能夠解決尖峰、浪涌、頻率漂移等全部的電源問題；由于需要較大的投資，通常應(yīng)用在關(guān)鍵設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)中心等對電力要求苛刻的環(huán)境中。在線互動式UPS，同后備式相比較，在線互動式具有濾波功能，抗市電干擾能力很強(qiáng)，轉(zhuǎn)換時間小于4ms，逆變輸出為模擬正弦波，所以能配備服務(wù)器、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，或者用在電力環(huán)境較惡劣的地區(qū)。

5 結(jié)束語

確保潤揚(yáng)大橋的正常安全生產(chǎn)，UPS監(jiān)控系統(tǒng)起著重要的作用。要保證UPS系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)一定要對整個系統(tǒng)進(jìn)行全面的維護(hù)與保養(yǎng)，這也是我們要做的重要工作。