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        電力自動(dòng)化系統(tǒng)UPS供電方案可靠性研究

        2018-12-25 12:29:54徐衛(wèi)東
        關(guān)鍵詞:線纜并聯(lián)可靠性

        徐衛(wèi)東

        (國(guó)網(wǎng)北京電力懷柔供電公司)

        0 引言

        社會(huì)的發(fā)展使得人們對(duì)電能的需求力度逐漸提升,為了滿足人們工作和生活多方面要求,應(yīng)該改善單一電能運(yùn)行弊端,使我國(guó)電力行業(yè)向著更加合理的方向發(fā)展。本文通過(guò)對(duì)電力自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析,明確UPS在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中有著無(wú)可替代的作用。UPS不僅能夠保證電力自動(dòng)化系統(tǒng)中電源供應(yīng)的連續(xù)性,也是提升系統(tǒng)供電可靠性重要的條件。

        1 UPS供電概述

        UPS又稱為不間斷電源,其主要作用在于保證電力自動(dòng)化系統(tǒng)供電的連續(xù)性和穩(wěn)定性,從而避免電力自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題,對(duì)于推進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展有重要的作用。正是因?yàn)閁PS具備諸多優(yōu)勢(shì),才使得 UPS有著廣泛的應(yīng)用[1]。但是將UPS應(yīng)用到電力自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中,有可能會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題,造成電力自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障?;诖?,應(yīng)加強(qiáng)電力自動(dòng)化系統(tǒng)中UPS分析,并利用電力自動(dòng)化系統(tǒng)中供應(yīng)回路來(lái)保障電力自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,強(qiáng)化UPS儲(chǔ)能力度和逆變器中恒定電壓量,為電力自動(dòng)化系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供有效參考依據(jù)。

        2 電力自動(dòng)化系統(tǒng)UPS供電方案現(xiàn)狀

        電力自動(dòng)化逐漸成為我國(guó)電網(wǎng)主要發(fā)展方向,在配電網(wǎng)中應(yīng)用電力自動(dòng)化技術(shù)不僅能夠保證電網(wǎng)不間斷的運(yùn)行,還能避免電網(wǎng)在運(yùn)行時(shí)受到外力作用的干擾,全面提升電網(wǎng)運(yùn)行效果,從根本的角度上改善我國(guó)城市電網(wǎng)運(yùn)行弊端。將UPS與電力自動(dòng)化系統(tǒng)相結(jié)合,能夠在提升電網(wǎng)建設(shè)力度的同時(shí),克服外力因素對(duì)電力自動(dòng)化系統(tǒng)供電環(huán)境產(chǎn)生的影響,以避免電力自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)供電問(wèn)題,強(qiáng)化電力自動(dòng)化系統(tǒng)中供電力度。如果電力自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題,就應(yīng)結(jié)合UPS運(yùn)行狀態(tài)制定綜合維護(hù)模式。但是由于UPS后期維護(hù)難度較大,所投入的維護(hù)資金也比較多,造成設(shè)備運(yùn)行參數(shù)難以有效控制,影響電力自動(dòng)化系統(tǒng)故障預(yù)防效果。

        3 UPS供電的技術(shù)性能

        3.1 并聯(lián)技術(shù)的應(yīng)用

        電能消耗力度較大的場(chǎng)所,對(duì)UPS有更高的要求,但是在UPS整體技術(shù)的影響下,相應(yīng)裝置經(jīng)常出現(xiàn)供電量不足的問(wèn)題,不能滿足各場(chǎng)所電能需求,基于此,就應(yīng)改善UPS電源與電力系統(tǒng)之間連接方式,將串聯(lián)改變成并聯(lián),借以滿足各場(chǎng)所對(duì)電能的需求。不僅如此,UPS并聯(lián)技術(shù)還能夠解決電力自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)發(fā)生均流問(wèn)題,強(qiáng)化UPS容錯(cuò)能力。在改善電力自動(dòng)化系統(tǒng)中UPS供電弊端的同時(shí),使得UPS供電的作用效果在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中得以彰顯。

        3.2 逆變技術(shù)的應(yīng)用

        作為UPS系統(tǒng)中重要組成部分,逆變器對(duì)提升電力自動(dòng)化系統(tǒng)中電源平穩(wěn)性起到非常重要的作用。而且當(dāng)前應(yīng)用與電力自動(dòng)化系統(tǒng)UPS供電裝置中的逆變器主要有兩種,即高頻機(jī)逆變器和工頻機(jī)逆變器,這兩種逆變器在UPS中的作用效果和技術(shù)性能大相徑庭。為此,在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中UPS裝置運(yùn)行之前,就應(yīng)對(duì)這兩種逆變器的技術(shù)手段實(shí)施有效分析,并結(jié)合電力自動(dòng)化系統(tǒng)選取適當(dāng)?shù)哪孀兗夹g(shù),在為電力自動(dòng)化系統(tǒng)提供穩(wěn)定隔離電源的同時(shí),強(qiáng)化電力自動(dòng)化系統(tǒng)中供電裝置單項(xiàng)負(fù)載能力,擴(kuò)展電力自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用范圍。

        3.3 整流技術(shù)的應(yīng)用

        UPS裝置在運(yùn)行還涉及到晶閘管整流技術(shù),該技術(shù)具備功率高和控制水平強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),能夠在調(diào)度UPS運(yùn)行模式的同時(shí),提升電力自動(dòng)化系統(tǒng)綜合控制力度。當(dāng)前我國(guó)電力行業(yè)中應(yīng)用大量大容量全控制型電器,整流技術(shù)通常用于這類電氣設(shè)備的UPS裝置中[2]。與此同時(shí),高頻整流技術(shù)在我國(guó)電力行業(yè)中也有廣泛的應(yīng)用,通過(guò)該種技術(shù)手段,能夠在實(shí)現(xiàn)UPS裝置數(shù)字化控制的同時(shí),減少諧波電流與電力裝置整體運(yùn)行水平產(chǎn)生的影響見表1,從而實(shí)現(xiàn)我國(guó)電源系統(tǒng)綠色發(fā)展的目標(biāo)。

        表1 應(yīng)用整流技術(shù)后UPS供電裝置各項(xiàng)數(shù)值變化

        3.4 診斷與控制軟件的應(yīng)用

        UPS中還設(shè)有診斷軟件和控制軟件,這兩種軟件的協(xié)調(diào)配合能夠?qū)崿F(xiàn)電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息收集的目標(biāo),并對(duì)電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)中UPS裝置運(yùn)行模式展開有效檢測(cè),及時(shí)調(diào)整UPS裝置運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,從而保證裝置運(yùn)行效果能夠滿足電力自動(dòng)化系統(tǒng)工作要求。由于UPS供電裝置在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)信息,可通過(guò)診斷控制軟件包將各類數(shù)據(jù)信息儲(chǔ)存在特定的數(shù)據(jù)庫(kù)中,繼而形成信息檔案,為后期電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)維護(hù)提供有效參考依據(jù)。

        4 提高電力自動(dòng)化系統(tǒng)UPS供電方案可靠性的策略

        4.1 主/從串聯(lián)方式

        主/從串聯(lián)方式作為UPS電源系統(tǒng)常見連接方式,有著連接簡(jiǎn)便和綜合造價(jià)低等優(yōu)勢(shì),對(duì)于提升電力自動(dòng)化系統(tǒng)安全性和可靠性起到無(wú)可替代的作用。但是如果長(zhǎng)時(shí)間使用該種連接,會(huì)導(dǎo)致電力自動(dòng)化系統(tǒng)UPS供電裝置出現(xiàn)利用效率低下和維修難度過(guò)大等弊端,無(wú)形中加大UPS裝置故障的可能,導(dǎo)致電力自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)公共故障點(diǎn)的概率與日俱增。

        4.2 初級(jí)并聯(lián)

        為保證UPS在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中發(fā)揮最大的作用,應(yīng)使UPS與整個(gè)電力自動(dòng)化系統(tǒng)處于相互并聯(lián)的狀態(tài),同時(shí)對(duì)電力自動(dòng)化系統(tǒng)中UPS展開不定期檢測(cè),一旦UPS在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題,相關(guān)人員能夠在短時(shí)間內(nèi)找出UPS出現(xiàn)運(yùn)行故障的原因,同時(shí)制定合理的解決措施,進(jìn)一步提升電力自動(dòng)化系統(tǒng)中UPS供電可靠性[3]。與主/從串聯(lián)方式相比,初級(jí)并聯(lián)方式能夠在提升電力系統(tǒng)中供電裝置運(yùn)行穩(wěn)定性的同時(shí),使電力自動(dòng)化系統(tǒng)中UPS供電裝置在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題的概率降到最低。盡管初級(jí)并聯(lián)方式具備諸多優(yōu)勢(shì),但是在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中UPS供電裝置長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)非線性負(fù)載問(wèn)題,加大UPS中逆變器燒毀速率,影響UPS系統(tǒng)電力輸出效果。

        4.3 高級(jí)并聯(lián)

        高級(jí)并聯(lián)方式與初級(jí)并聯(lián)方式之間存在一定關(guān)聯(lián)性,高級(jí)并聯(lián)方式不僅能夠保留初級(jí)并聯(lián)方式的優(yōu)勢(shì),還能在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建并聯(lián)通訊板塊,并在計(jì)算機(jī)支持下開展電力自動(dòng)化系統(tǒng)UPS供電裝置控制工作,從而避免電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)UPS裝置在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題。而且在電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),其中某一臺(tái)計(jì)算機(jī)還起到導(dǎo)航作用,一旦其他控制裝置出現(xiàn)問(wèn)題,相關(guān)人員能夠利用計(jì)算機(jī)裝置找出UPS供電裝置運(yùn)行缺陷,并做出詳細(xì)的處理。加上參與電力自動(dòng)化系統(tǒng)UPS供電檢測(cè)的計(jì)算機(jī)本身處于交互使用的狀態(tài),其在運(yùn)行中產(chǎn)生的信號(hào)信息與導(dǎo)航計(jì)算機(jī)控制信號(hào)之間存在緊密的聯(lián)系,不僅能夠解決電力自動(dòng)化系統(tǒng)UPS供電裝置在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的內(nèi)部環(huán)流問(wèn)題,還能實(shí)現(xiàn)UPS動(dòng)態(tài)水平提升的目標(biāo),彰顯UPS動(dòng)態(tài)特性與輸出參考量之間的一致性,借以實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化系統(tǒng)中UPS供電裝置運(yùn)行可靠性提升的目標(biāo)。

        4.4 供電線路和保護(hù)電器的可靠性

        對(duì)于電力自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)說(shuō),其中UPS供電裝置運(yùn)行可靠性與供電線纜質(zhì)量安全之間也存在緊密的聯(lián)系。為此,在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中UPS供電裝置運(yùn)行時(shí),必須保證供電線纜質(zhì)量效果,并按照電力自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用范圍選取適當(dāng)?shù)墓╇娋€纜,見表2,避免供電線纜綜合運(yùn)行效果受到實(shí)際環(huán)境的干擾。此外,在進(jìn)行電力自動(dòng)化系統(tǒng)中熔斷器和斷路器選擇時(shí),也需要考慮電力自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀,并保證電力自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中熔斷器與斷路器之間處于相互協(xié)調(diào)的狀態(tài)。一旦電力自動(dòng)化系統(tǒng)中UPS供電裝置在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題,熔斷器就能夠與斷路器相互配合,保障下級(jí)電力自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。這一舉措不僅能夠保障電力自動(dòng)化系統(tǒng)中各項(xiàng)裝置之間協(xié)調(diào)性,還能夠提升UPS供電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,使得UPS供電裝置在電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)和運(yùn)行可靠性得以彰顯。

        表2 電力自動(dòng)化系統(tǒng)中UPS供電線纜信息要求

        5 結(jié)束語(yǔ)

        綜上所述,將電力自動(dòng)化系統(tǒng)與UPS相結(jié)合,不僅能夠減少電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)消耗的時(shí)間,還能夠保證電力自動(dòng)化系統(tǒng)供電的連續(xù)性。從UPS的角度出發(fā),還具備一系列技術(shù)性能,以控制電力自動(dòng)化系統(tǒng)供電條件下出現(xiàn)問(wèn)題的可能。另外,在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用UPS還可以保證其可靠性,將電力自動(dòng)化系統(tǒng)供電時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題的幾率降到最低。

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