【摘要】本文首先對UPS的概念和配置進行簡要分析,然后詳細介紹了UPS在高速公路機電系統(tǒng)中的應用研究,最后總結了UPS發(fā)展方向。供相關人員參考。
【關鍵詞】高速公路;機電工程;UPS
監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和收費系統(tǒng)稱為公路機電工程的三個系統(tǒng),如果把高速公路作為計算機,那么這三個系統(tǒng)對這一計算機系統(tǒng)至關重要。高速公路通車后,機電系統(tǒng)的三大系統(tǒng)起著極其重要的作用。機電三大系統(tǒng)正常運行,公路才能正常運行,反而會使整個公路癱瘓,將給國家的財產,人民的生命和健康帶來非常嚴重的后果。為了保證三個系統(tǒng)的正常運行,UPS是不可缺少的機電設備之一。在高速公路信息網絡技術應用中,UPS供電系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定、不間斷顯得越來越重要,UPS電池系統(tǒng)的安全性直接影響整個系統(tǒng)的可靠性。
1、UPS概念
不間斷電源,以下簡稱UPS(Uninterruptible Power Supply),它是在信息技術領域的一個重要組成部分,是一個高科技的電力設備,集信號檢測、通信技術、控制技術和電力電子技術于一身,那么在電信移動通信系統(tǒng)、計算機網絡和各種全自動生產線,以及其他應用領域有著廣泛的應用。由于計算機技術的快速發(fā)展,UPS在高速公路領域也得到了越來越廣泛的應用,UPS雖然使用了很多年,但許多人仍然不知道UPS的性能指標,供電配置和供電系統(tǒng)沒有引起足夠的重視。
2、UPS配置
2.1高速公路用電環(huán)境復雜多變
選擇寬輸入范圍寬、容量大、適合國內電網環(huán)境的在線型UPS。其主要特點是:電網適應性強,電壓范圍±25%,輸入輸出都有變壓器隔離,負荷適應性強,整機配套性好。
2.2UPS容量的選擇
確定UPS容量大小應參考因素主要有;實際負載容量、負載的類型、潛在擴容需求等。
(1)實際負載容量
這是決定UPS容量大小的最根本因素。UPS的輸出能力必須達到或超過負載要求,以保證正常的供電。實踐中認為UPS采用集中供電和分布式供電方式。集中供電的總負荷應為所有UPS的總電源。分布式電源是根據每個UPS的負載來確定的。在公路機電系統(tǒng)中,UPS一般采用集中供電方式,計算出入口車道設備內的機房負荷,監(jiān)控外場設備和收費站。
(2)負載的類型
不同類型的負荷對有功功率和無功功率的比例不同,但UPS需要同時提供足夠的有功功率和無功功率,實際的輸出容量受負荷類型的限制。對于計算機級負載,UPS基本上可以輸出額定功率。如果負載是電阻性或電感性的,那么UPS的輸出功率將下降,需要增加UPS的容量。
(3)潛在擴容需求
UPS容量的配置應考慮機電設備容量的擴大,留有一定的剩余量,未來負荷增加的時候,以免再次購買UPS。此外,盡可能選擇具有并機功能的機型,整個系統(tǒng)具有良好的可擴展性,采用主從式n+1機型,可通過增加并機來滿足未來的容量要求,并在所有的并機系統(tǒng)負載時,必要時可通過UPS并機成倍擴大輸出容量
3、UPS在高速公路機電系統(tǒng)中的應用研究
3.1UPS的選用
因為根據不同的標準,會涉及很多類型,且各有優(yōu)缺點,這就要求高速公路機電系統(tǒng)配備UPS不間斷電源時,應與實際情況相結合,如考慮公路環(huán)境是否復雜,和工作狀態(tài)的電氣和機械設備、精密電子,操作效率和壽命是電源與穩(wěn)定性直接相關,所以選擇適應國內電網、負載能力強,具有較寬的頻率范圍的在線式UPS,至于其容量的確定,可以考慮負載類型,實際的負載能力和其他因素。
3.2UPS的使用
使用ups時,應確保在清潔通風的工作環(huán)境下,避免溫度影響其使用壽命,避免串聯(lián)廠家、性能、容量、電池不同,以免影響UPS電池的實際性能。開機時接通電源開關,然后依次啟動負載,其中顯示器等大電流沖擊負荷應優(yōu)先打開,然后小負荷再打開,最后打開UPS面板開關,使其處于逆變狀態(tài);當它關閉時,負載、面板開關和市電供應依次關閉。在實際應用過程中,盡可能給UPS負載輸出控制在60%左右,因為如果滿負荷運行,可能會損壞整流濾波器、逆變器,而輕負荷運行容易導致電池損壞;如果在電源的機械和電氣系統(tǒng)長期的穩(wěn)定性來看,為安全起見,建議每2至3個月對市電輸入進行斷電操作,使UPS處于工作狀態(tài),等待儲能不足然后報警后再恢復供電,用來提高UPS電池的活性,延長其使用壽命。為了保證設備在同一時間的正常運行,避免事故的發(fā)生,應連接4Ω接地電阻,提高接地保護的能力。
3.3UPS故障處理
UPS用于高速公路機電系統(tǒng),可能會出現(xiàn)故障,如果不能有效的處理故障,是很容易為系統(tǒng)電源穩(wěn)定性埋下安全隱患,所以如果電源中斷,無法為UPS提供電源,導致UPS關機,應更換電池,使電力可以盡快恢復;如果UPS經常轉換到旁路電源和影響穩(wěn)定的電力供應,可在旁路模式集中啟停設備,重新啟動后,UPS設備避免沖擊電流,也可以在正常方式下逐步加載用于分散沖擊電流;若UPS無法正常啟動,應先后對其輸入電壓、三相輸入進行檢查,以此確定是否存在電壓相序有誤、零線與火線接反、缺相等故障,進而予以針對性的解決;如果UPS的實際放電時間低于標準時間,可能是充電器故障或電池的損耗,這時可通過重新放電進行驗證,必要時應更換電池,但應注意先關閉電池后面板開關,然后用絕緣膠布將固定扳手包好,用于避免電流釋放對人的傷害。
3.4UPS日常維護
除了保證合理的選擇,在使用過程中,日常維護也是UPS在高速公路機電系統(tǒng)的重要工作之一,畢竟公路環(huán)境比較惡劣,干擾較大,而UPS與機械和電氣系統(tǒng)的監(jiān)控、通信、供電和充電設備直接有關,如電壓運行穩(wěn)定,所以加強對其的維護具有重大的意義。這就要求我們完善的日常管理制度,定期檢查和維護,如檢查主機、配電、連接端口的鉛電池,看是否有接觸不良現(xiàn)象,檢查電纜、柔性接頭、饋線母線連接是否可靠,檢查自動保護,故障指示、報警等是否正常,檢查風扇電機溫度、主要模塊是否在正常范圍內,檢查內部設備是否有異常,測量溫度和壓力的下降是否正常等,以及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,在此之外,還應定期對網格,散熱風口進行必要的清洗,以提高UPS電源的可靠性,延長其使用壽命。UPS在高速公路機電系統(tǒng)中的應用已經顯示出了巨大的作用,相信隨著科學技術的發(fā)展,UPS將逐漸向網絡化、智能化數(shù)字控制方式發(fā)展,它的自動檢測、直流啟動,雙機熱備份,過載能力強,自我保護功能會越來越完善,為機電系統(tǒng)提供一個更加穩(wěn)定,安全和不間斷的電源。
4、UPS發(fā)展方向
(1)智能化、網絡化的全數(shù)字控制方式。通過內部的CPU機器進行編程控制的。UPS可以連接多個計算機系統(tǒng),同時通信接口與計算機通信可以使用,使用智能化監(jiān)控軟件及網絡協(xié)議可進行方便、高效地管理整個計算機系統(tǒng)。(2)高可靠性和安全性。配備自動檢測、自我保護、直流啟動、過載能力高、雙機熱備份功能。
結語:
近年來,隨著公路事業(yè)的蓬勃發(fā)展,推動了UPS在機械和電氣系統(tǒng)的應用越來越廣泛,這主要是由于其優(yōu)勢持續(xù)提供穩(wěn)定的電力供應,因此,為保持電壓穩(wěn)定和設備的正常運行提供了重要保障,我們有必要研究高速公路機電系統(tǒng)中UPS的應用,發(fā)現(xiàn)不足,及時改進,更好地推動UPS電源為高速公路的發(fā)展和機電系統(tǒng)系提供服務。
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作者簡介:
吳戰(zhàn)鋒,浙江泰侖電力集團有限責任公司。