地質(zhì)錄井機(jī)房UPS供電詳解

UPS，就是不間斷電源。通常是弱電機(jī)房工程系統(tǒng)之一，也是錄井機(jī)房非常重要的組成部分，是將蓄電池與主機(jī)設(shè)備相連接，主要用于給設(shè)備提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)。

當(dāng)井場(chǎng)電輸入正常時(shí)，UPS將井場(chǎng)電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時(shí)的UPS就是一臺(tái)交流式電穩(wěn)壓器，同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電；當(dāng)井場(chǎng)電中斷（事故停電）時(shí)，UPS立即將電池的直流電能，通過逆變器切換轉(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)載端軟件、硬件不受損壞。

UPS設(shè)備通常對(duì)電壓過高或電壓過低都能提供保護(hù)。下面我們了解一下UPS基本知識(shí)。

UPS的基本原理及主要技術(shù)參數(shù)

什么是UPS？

利用電池化學(xué)能作為后備能量，在井場(chǎng)斷電等電網(wǎng)故障時(shí)，不間斷地為用戶設(shè)備提供（交流）電能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置

為什么需要UPS？

井場(chǎng)電網(wǎng)提供的電力供應(yīng)，看上去正常，可是不可靠：表面正常的電力，實(shí)際危機(jī)四伏。

電源中斷：數(shù)據(jù)丟失、信中斷、井?dāng)?shù)據(jù)損壞、設(shè)備停運(yùn)、儀表失靈

電源污染：瞬態(tài)尖峰、電源浪涌、高壓脈沖、造成服務(wù)器等設(shè)備硬件損壞

UPS的四大功能

不停電功能-解決電網(wǎng)停電問題

交流穩(wěn)壓功能-能解決網(wǎng)壓劇烈波動(dòng)問題

凈化功能-解決電網(wǎng)與電源污染問題

管理功能-解決交流動(dòng)力維護(hù)問題

錄井?dāng)?shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)也是UPS的重要組成部分之一

UPS主要技術(shù)參數(shù)

輸入特性：

1、輸入電壓范圍 輸入電壓范圍寬可減小電池放電機(jī)會(huì)，延遲電池壽命。

2、輸入功率因數(shù) 功率因數(shù)低，輸入無功功率大，諧波電流污染電網(wǎng)，影響干擾其他設(shè)備

3、主電源頻率允許范圍

4、輸入電流諧波分量

輸出特性：

1、靜態(tài)穩(wěn)定度。大型為1﹪，中小型為2﹪

2、輸出瞬態(tài)特性。大型為5﹪，中小型為8﹪

3、輸出過載能力（如：過載125﹪ 5MIN； 過載150﹪ 10S）

4、輸出功率因數(shù)。（0.8、0.9、1）

UPS相關(guān)配置及計(jì)算

UPS系統(tǒng)基本由以下部分組成：

1、UPS主機(jī)

2、必選功能件

3、蓄電池

4、配套電池柜/架、電池開關(guān)等

5、功能選件（如防雷、監(jiān)控、諧波治理、上出線等）

需要進(jìn)行的計(jì)算：

1、UPS主機(jī)容量計(jì)算與選擇

2、UPS后備電池的容量計(jì)算與選擇

UPS容量計(jì)算與選擇

首先獲得負(fù)載的總功率，并統(tǒng)一單位到KVA

例如：一般個(gè)人計(jì)算機(jī)負(fù)載約200VA，小型服務(wù)器負(fù)載約1500VA，大中型服務(wù)器負(fù)載約3000VA，電流I（A安培）及功耗W（瓦特）與VA的轉(zhuǎn)化關(guān)系

VA=I*220

VA=W/0.8（計(jì)算時(shí)通常考慮20KVA以下為0.7，20KVA以上為0.8）

考慮到UPS運(yùn)行時(shí)在60-80﹪的區(qū)間是最佳運(yùn)行狀態(tài)，一般建議在計(jì)算時(shí)將上面的結(jié)果除以0.8在一次放大后，在選取最靠近的UPS產(chǎn)品

UPS供電方案介紹

1、集中供電

優(yōu)點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備資源的等電位控制，減小傳輸誤碼率。

缺點(diǎn)：初期投資大，單機(jī)故障影響大

分散供電方式：

優(yōu)點(diǎn)：方案布置靈活，故障影響小

缺點(diǎn)：如整個(gè)設(shè)備不能保持同地線，易引發(fā)干擾

1、單機(jī)供電：

UPS解決方案中最簡(jiǎn)單的一種

每一分散地點(diǎn)交流供電系統(tǒng)容量多為6KVA以下，各點(diǎn)交流負(fù)載獨(dú)立地由一臺(tái)UPS提供動(dòng)力保護(hù)

2、主從機(jī)串聯(lián)‘熱備份

適用于中小型網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器群、辦公室、儀表等場(chǎng)所

由UPS主機(jī)、UPS從機(jī)、電池系統(tǒng)、配電系統(tǒng)組成

優(yōu)點(diǎn)：兩臺(tái)甚至多臺(tái)UPS基本處于相對(duì)獨(dú)立、互不干擾的運(yùn)行狀態(tài)。采用不同型號(hào)、不同容量UPS構(gòu)成串聯(lián)熱備份方式。

缺點(diǎn)：從機(jī)長(zhǎng)期處于空載運(yùn)行狀態(tài)、效率低。從機(jī)電池組長(zhǎng)期處于浮充狀態(tài)，得定期帶載放電維護(hù)機(jī)會(huì)少，影響電池壽命。所以必須有良好的帶階躍負(fù)載能力。相對(duì)于并聯(lián)系統(tǒng)平均無故障時(shí)間偏低。

無擴(kuò)容功能

相對(duì)于‘并聯(lián)冗余系統(tǒng)平均無故障時(shí)間偏低。

3、模塊并聯(lián)供電

全部交流負(fù)載集中供電，由一臺(tái)模塊化并聯(lián)UPS供電。

模塊化UPS包括：機(jī)架、可并聯(lián)功率模塊、可并聯(lián)電池模塊、充電模塊等

適用于中小型網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器群、辦公、儀表等應(yīng)用場(chǎng)合。

功率模塊配置為N+1冗余，減少了MTTR共用輸入、輸出、并聯(lián)的電池系統(tǒng)、控制系統(tǒng)

4、N+1直接并聯(lián)冗余

適合于中大型網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心、大樓集中供電、工業(yè)廠礦等應(yīng)用場(chǎng)合。

由直接并機(jī)的N+1臺(tái)UPS、電池模塊、配電系統(tǒng)組成

系統(tǒng)N+1冗余，可靠性高于單機(jī)UPS

易于擴(kuò)容、維護(hù)便捷式應(yīng)用最廣泛的方案

優(yōu)點(diǎn)：完善的鎖相同步技術(shù)保證多臺(tái)UPS直接并聯(lián)時(shí)可均分負(fù)載電流。良好的擴(kuò)容性（N+1），避免了“串聯(lián)”熱備份方式的缺點(diǎn)。

缺點(diǎn)：對(duì)設(shè)備本身同步鎖相技術(shù)要求高，對(duì)設(shè)備制造技術(shù)要求高—輸出阻抗接近。對(duì)逆變器輸出電壓調(diào)節(jié)性能要求高—分相調(diào)節(jié)。UPS必須同型號(hào)、同容量。

6、雙母線

解決單母線運(yùn)行方式存在的單點(diǎn)“瓶頸”問題。進(jìn)一步提高系統(tǒng)可靠性。系統(tǒng)配置復(fù)雜、投資大、安裝調(diào)試要求高。

總結(jié)

電有利于工作。綜上述幾種UPS配置方案，結(jié)合錄井施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用單機(jī)供電方式。

作者簡(jiǎn)介：

劉欣欣，性別（女），出生年（1985），籍貫（內(nèi)蒙古通遼市），民族（漢），職稱（無），學(xué)歷（本科），研究方向（電氣，儀表設(shè)備檢測(cè)）