UPS電源在工控系統(tǒng)中的應(yīng)用

標(biāo)簽： UPS 電源 工控系統(tǒng)

一、引言

保證任何情況下的正常供電，是冶金行業(yè)的重要基礎(chǔ)。為此,除工業(yè)電網(wǎng)正常供電外，還需配備UPS供電系統(tǒng)。UPS電源是保障供電穩(wěn)定和連續(xù)性的重要設(shè)備，因其主要機(jī)智能化程度高，儲(chǔ)能器材采用免維護(hù)蓄電池，使得在運(yùn)行中往往忽略了對(duì)該系統(tǒng)的維護(hù)與檢修。其實(shí)維護(hù)的好壞，對(duì)電源的壽命和故障率有很大影響，下面根據(jù)我們使用中的具體情況和維護(hù)經(jīng)驗(yàn)介紹UPS電源的使用注意事項(xiàng)和日常維護(hù)要求。

雖說(shuō)各企業(yè)配置的UPS供電系統(tǒng)設(shè)備型號(hào)及系統(tǒng)容量有所不同，但其原理和主要功能基本相同。在UPS電源類(lèi)型選擇上各站都選擇了在線式，這時(shí)因?yàn)樵诰€式UPS電源系統(tǒng)具有對(duì)各類(lèi)供電的零時(shí)間切換，自身供電時(shí)間的長(zhǎng)短可選，并具有穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、凈化的特點(diǎn)。當(dāng)UPS電源系統(tǒng)本身出現(xiàn)故障時(shí)有自動(dòng)旁路功能，當(dāng)需要檢修時(shí)可采用手動(dòng)旁路，使檢修、供電互不影響。在功率選擇上，萊鋼中小型棒材生產(chǎn)線選用了中功率系統(tǒng)。

二、UPS電源系統(tǒng)

UPS電源系統(tǒng)由4部分組成：整流、儲(chǔ)能、變換和開(kāi)關(guān)控制。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(kāi)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(shí)(該變化應(yīng)滿(mǎn)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(chǔ)能電池來(lái)完成，由于整流器對(duì)瞬時(shí)脈沖干擾不能消除，整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲(chǔ)能電池除可存儲(chǔ)直流直能的功能外，對(duì)整流器來(lái)說(shuō)就象接了一只大容器電容器，其等效電容量的大小，與儲(chǔ)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(duì)脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾，起到了凈化功能，也稱(chēng)對(duì)干擾的屏蔽。頻率的穩(wěn)定則由變換器來(lái)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(jì)了系統(tǒng)工作開(kāi)關(guān)，主機(jī)自檢故障后的自動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)，檢修旁路開(kāi)關(guān)等開(kāi)關(guān)控制。

圖 1　UPS電源系統(tǒng)工作示意圖

如圖1所示，在電網(wǎng)電壓工作正常時(shí)，給負(fù)載供電如

所示，而且，同時(shí)給儲(chǔ)能電池充電;當(dāng)突發(fā)停電時(shí)，UPS電源開(kāi)始工作，由儲(chǔ)能電池工給負(fù)載所需電源，維持正常的生產(chǎn)(如粗黑→所示);當(dāng)由于生產(chǎn)需要，負(fù)載嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，由電網(wǎng)電壓經(jīng)整流直接給負(fù)載供電(如虛線所示)。

UPS電源系統(tǒng)主要分兩大部分，主機(jī)和儲(chǔ)能電池。額定輸出功率的大小取決于主機(jī)部分，并與負(fù)載屬那種性質(zhì)有關(guān)，因?yàn)閁PS電源對(duì)不同性能的負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力不同，通常負(fù)載功率應(yīng)滿(mǎn)足UPS電源70%的額定功率。儲(chǔ)能電池容量的選取當(dāng)負(fù)載功率確定后主要取決其后備時(shí)間的長(zhǎng)短，這個(gè)時(shí)間因各企業(yè)情況不同而不同，主要由備用電源的接入時(shí)間來(lái)定，通常在幾分鐘或幾個(gè)小時(shí)不等。萊鋼中小型棒材生產(chǎn)線因生產(chǎn)需要不允許斷電，因此，UPS電源系統(tǒng)在檢測(cè)到電網(wǎng)電壓中斷后，可自行啟動(dòng)供電，且隨著儲(chǔ)能電池慢慢放電，儲(chǔ)能電池的容量隨著時(shí)間會(huì)逐漸降低，考慮到壽命終止時(shí)儲(chǔ)能電池容量下降到50%并留有一定的余量，我廠UPS電源系統(tǒng)的工作時(shí)間當(dāng)儲(chǔ)能電池滿(mǎn)容量時(shí)為2小時(shí)，半容量為1小時(shí)。

三、UPS電源系統(tǒng)的使用與維護(hù)

1 、UPS電源系統(tǒng)開(kāi)、關(guān)機(jī)

1、1 第一次開(kāi)機(jī)

(1) 按以下順序合閘：儲(chǔ)能電池開(kāi)關(guān)→自動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)→輸出開(kāi)關(guān)依次置于“ON”。

(2) 按UPS啟動(dòng)面板“開(kāi)”鍵，UPS電源系統(tǒng)將徐徐啟動(dòng)，“逆變”指示燈亮，延時(shí)1分鐘后，“旁路”燈熄滅，UPS轉(zhuǎn)為逆變供電，完成開(kāi)機(jī)。

經(jīng)空載運(yùn)行約10分鐘后，按照負(fù)載功率由小到大的開(kāi)機(jī)順序啟動(dòng)負(fù)載。

1、2 日常開(kāi)機(jī)

只需按UPS面板“開(kāi)”鍵，約20分鐘后，即可開(kāi)啟電腦或其它儀器使用。通常等UPS啟動(dòng)進(jìn)入穩(wěn)定工作后，方可打開(kāi)負(fù)載設(shè)備電源開(kāi)關(guān)(注：手動(dòng)維護(hù)開(kāi)關(guān)在UPS正常運(yùn)行時(shí)，呈“OFF”狀態(tài))。

1、3 關(guān)機(jī)

先將電腦或其它儀器關(guān)閉，讓UPS空載運(yùn)行10分鐘，待機(jī)內(nèi)熱量排出后，再按面板“關(guān)”鍵。

2、UPS電源系統(tǒng)使用注意事項(xiàng)

UPS電源系統(tǒng)因其智能化程度高，儲(chǔ)能電池采用了免維護(hù)蓄電池，這雖給使用帶來(lái)了許多便利，但在使用過(guò)程中還應(yīng)在多方面引起注意，才能保證使用安全。

(1)UPS電源主機(jī)對(duì)環(huán)境溫度要求不高，+5℃～40℃都能正常工作，但要求室內(nèi)清潔，少塵，否則灰塵加上潮濕會(huì)引起主機(jī)工作紊亂。儲(chǔ)能蓄電池則對(duì)溫度要求較高，標(biāo)準(zhǔn)使用溫度為25℃，平時(shí)不能超過(guò)+15℃～+30℃。溫度太低，會(huì)使儲(chǔ)電池容量下降，溫度每下降1℃，其容量下降1%。其放電容量會(huì)隨溫度升高而增加，但壽命降低。如果在高溫下長(zhǎng)期使用，溫度每高10℃，電池壽命約降低一半。