李夢(mèng)麟

摘要：介紹了UPS的工作原理及分類，根據(jù)高速公路的實(shí)際分析了UPS供電方式的選擇及其優(yōu)缺點(diǎn)，并探討了UPS選型及使用保養(yǎng)方面的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：UPS ?供電方式 ?高速公路

在我國(guó)，高速公路建設(shè)事業(yè)正蓬勃發(fā)展，高速公路的營(yíng)運(yùn)管理水平也日益提高。在與管理配套的三大機(jī)電系統(tǒng)硬件設(shè)施中大量使用了計(jì)算機(jī)和各種新型電子電器設(shè)備。由于這些電子設(shè)備在高速公路營(yíng)運(yùn)管理中起著非常重要的作用，必須24小時(shí)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，且對(duì)電源的電壓、頻率及諧波干擾等質(zhì)量指標(biāo)要求較高，因此，必須提供一個(gè)指標(biāo)良好并且連續(xù)不間斷的電源、UPS不間斷電源系統(tǒng)即能滿足這種需求。

UPS作為高速公路機(jī)電系統(tǒng)的重要組成部分，在保護(hù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)、通信、收費(fèi)、監(jiān)控設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，保證電壓的穩(wěn)定，防止瞬時(shí)停電對(duì)系統(tǒng)造成的危害等是非常重要的。

UPS的原理及使用

UPS （Uninterruptible Power System），就是不間斷電源，是一種儲(chǔ)能裝備，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。將市電加在UPS上，UPS再把市電壓供應(yīng)給負(fù)載使用，同時(shí)還向機(jī)內(nèi)電池充電：市電中斷時(shí)，UPS立即將機(jī)內(nèi)電池的電能，通過(guò)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。UPS的性能參數(shù)具有重要意義，是我們考慮重點(diǎn)。市電電壓輸入范圍表明對(duì)市電的利用能力強(qiáng)弱（減少電池放電）。波形畸變率用以衡量輸出電壓波形的穩(wěn)定性，電壓穩(wěn)定度則說(shuō)明當(dāng)UPS突然由零負(fù)載加到滿負(fù)載時(shí)，輸出電壓的穩(wěn)定性。另外，UPS效率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)換時(shí)間等都是表征UPS性能的重要參數(shù)，決定了對(duì)負(fù)載的保護(hù)能力和對(duì)市電的利用率。性能越好，保護(hù)能力越強(qiáng)。

UPS供電形式

高速公路機(jī)電系統(tǒng)中機(jī)電設(shè)備眾多，如果每一臺(tái)機(jī)電設(shè)備都用一臺(tái)UPS供電，那么需要有UPS供電的多臺(tái)機(jī)電設(shè)備就需要有很多臺(tái)UPS電源進(jìn)行供電，這種供電方式就是傳統(tǒng)的分散式供電方式。如果用一臺(tái)大功率的UPS同時(shí)給集中起來(lái)的多臺(tái)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行供電，這種方式就是集中供電方式。

兩種方式的優(yōu)缺點(diǎn)

分散式的供電：它首先在于安裝的簡(jiǎn)便。分散式供電的UPS只為一臺(tái)或者少數(shù)幾臺(tái)設(shè)備供電，每臺(tái)UPS的功率小體積小接觸的線圈數(shù)量就少，這樣安裝起來(lái)就比較方便，同時(shí)它的功率小價(jià)格低能有效降低前期投資壓力。但是小功率的UPS電源，故障率往往較大規(guī)模的供電系統(tǒng)，故障率高，維修費(fèi)用相對(duì)來(lái)說(shuō)較高，由于缺乏自動(dòng)檢測(cè)功能，可靠性相對(duì)較低。

集中式供電：供電質(zhì)量高，實(shí)踐表明大型的UPS電源相對(duì)于小型的UPS電源，電壓更加穩(wěn)定，故障率更低維修保障費(fèi)用也更小，設(shè)備更加可靠高效。

但是大型的UPS供電設(shè)備也存在著一些不足，由于大型UPS供電設(shè)備供電范圍廣，一旦出現(xiàn)問(wèn)題就極難排除故障影響范圍也較大。

從高速公路機(jī)電系統(tǒng)的供電特點(diǎn)出發(fā)，在UPS選型時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1.從UPS工作模式及電池容量選擇根據(jù)UPS逆變器的工作方式，將UPS分成三種類型：后備式、在線式。根據(jù)電池后備時(shí)間可分成標(biāo)機(jī)及長(zhǎng)延時(shí)機(jī)。

高速公路機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)備供電采用相對(duì)集中的供電方式，在數(shù)個(gè)收費(fèi)站及服務(wù)區(qū)設(shè)供電中心，集中向該中心附近的設(shè)備供電，供電中心取電于地方用電甚至是農(nóng)村用電，農(nóng)用電源供電條件不好，比如電壓波動(dòng)幅度大、經(jīng)常停電，而收費(fèi)系統(tǒng)和監(jiān)控中心、分中心及各通信站，屬于一類負(fù)荷，對(duì)電源質(zhì)量有較高的要求，這就需要UPS選型時(shí)選用長(zhǎng)延時(shí)在線式UPS。在UPS中，蓄電池對(duì)確保其輸出的穩(wěn)定可靠起著十分關(guān)鍵的作用，在市電中斷時(shí)，UPS將蓄電池的電能提供給用電設(shè)備使用，以保證系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行，蓄電池的容量就決定了UPS能持續(xù)不間斷供電的時(shí)間。高速公路機(jī)電系統(tǒng)的供電一般都使用柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源，在市電中斷后啟用柴油發(fā)電機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行持續(xù)供電，從市電中斷到柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)后正常供電的間隔時(shí)間，即是所配置UPS中蓄電池應(yīng)不間斷供電時(shí)間，一般都要求所配蓄電池能提供電能給系統(tǒng)工作半個(gè)小時(shí)到一個(gè)小時(shí)。

2.UPS安全運(yùn)行高速公路機(jī)電系統(tǒng)中，市電通過(guò)交流參數(shù)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓、過(guò)濾后輸出，到指定的動(dòng)力柜，在動(dòng)力柜上將收費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)供電電源獨(dú)立分開，各自引入到所屬的UPS控制器，有UPS控制器再次穩(wěn)壓、過(guò)濾后才提供給三大系統(tǒng)等重要設(shè)備。過(guò)濾后的市電與UPS之間能夠自動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，確保對(duì)上述系統(tǒng)中的重要負(fù)載不間斷供電。

安裝UPS供電設(shè)施，應(yīng)該盡量選擇一個(gè)清潔的環(huán)境，并且保證通風(fēng)，與其他電子設(shè)備保持一定距離，特別是大功率的UPS電源安裝時(shí)工作環(huán)境不能超過(guò)23℃。溫度每升高10℃，電池的壽命就會(huì)相應(yīng)的縮短50%左右，因此有條件的地方應(yīng)該采取空調(diào)降溫的措施來(lái)保證UPS供電設(shè)備的使用。同時(shí)我們建議定期檢查UPS供電設(shè)備的各個(gè)單元，儲(chǔ)蓄電池的電壓和電阻。如果電壓與額定電壓有差值，我們就應(yīng)該對(duì)各個(gè)單元內(nèi)的蓄電池進(jìn)行均衡充電，另外我們還要檢查蓄電池的電極是否由有生銹痕跡，接頭有無(wú)松動(dòng)的現(xiàn)象。

對(duì)于UPS供電設(shè)備長(zhǎng)期處于正常供電狀態(tài)，應(yīng)當(dāng)每?jī)蓚€(gè)月到三個(gè)月左右，進(jìn)行一次斷電的輸入讓UPS供電設(shè)備向負(fù)載供電的狀態(tài)過(guò)渡，直到UPS電源儲(chǔ)能不足開始報(bào)警，此時(shí)便可以接通市電恢復(fù)正常供電，這樣我們就可以了解社會(huì)后期的性能，有利于保持UPS電源的活性。

總之，UPS在機(jī)電系統(tǒng)中的應(yīng)用使得網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的安全性越來(lái)越高，越來(lái)越人性化。

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