談電力自動化UPS供電方案可靠性
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摘要：電力自動化系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，在運行期間一旦發(fā)生故障將會嚴(yán)重影響設(shè)備功能效果，還容易使裝置內(nèi)部元件過早損耗，從而降低設(shè)備應(yīng)用率。為了解決這方面問題，保證ups電源可以穩(wěn)定、安全的運行，提升UPS裝置的可靠性就顯得至關(guān)重要，文章將分析UPS裝置的可靠性因素，并提出提高UPS裝置供電可靠性的方案。
關(guān)鍵詞：UPS；電力自動化系統(tǒng)；供電方案；可靠性
引言
在國民經(jīng)濟高速發(fā)展的環(huán)境下，城市大眾電器的應(yīng)用越來越多也越加頻繁，導(dǎo)致電能需求量與日俱增，為了滿足大眾日常生活工作需要，應(yīng)該創(chuàng)新電網(wǎng)運行模式，創(chuàng)新傳統(tǒng)電力自動化系統(tǒng)運行模式，借助UPS與電力自動化系統(tǒng)各自優(yōu)勢，確保UPS應(yīng)用于電力自動化系統(tǒng)后，可以提升電源供電的可靠性。
1UPS的基本相關(guān)概述
UPS電源是將主機與蓄電池以直連的方式連接，并利用主機逆變器以及其他功能模塊，將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的系統(tǒng)設(shè)備，在設(shè)備眾多內(nèi)部模塊作用下，可以在極大程度上提升直流電轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定性。目前，UPS電源因為其在供電方面具備不間斷電力供應(yīng)的能力，可以保證電力穩(wěn)定、長久地進行集中供電作業(yè)，所以電力企業(yè)將其用于電力電子設(shè)備中，完成電力供應(yīng)作業(yè)。UPS在應(yīng)用期間具備電力輸送穩(wěn)定的特征，同時還具有不間斷供電、穩(wěn)壓、濾波的作用，所以在應(yīng)用過程中，得到市場較高的評價，企業(yè)應(yīng)用與市電供應(yīng)借助UPS內(nèi)部逆變器、濾波器及穩(wěn)壓器，在眾多模塊電路作用下，可以降低市電對裝置供電造成的不利干擾，確保電氣設(shè)備可以按照工作要求正常進行供電作業(yè)。另一方面，UPS電源即便在輸電中斷后，UPS依然可以憑借內(nèi)部模塊電路輔助，通過直流供電組件，安全穩(wěn)定的完成直流電與交流電的轉(zhuǎn)換工作，可以保證設(shè)備在工作狀態(tài)下正常運轉(zhuǎn)。另外，UPS電源內(nèi)部設(shè)有諸多模塊電路，在市電與電池供電轉(zhuǎn)換過程中，并沒有時間間隔，從而可以進一步提升電能負(fù)載設(shè)備輸電的穩(wěn)定性。
2電力自動化系統(tǒng)UPS裝置的可靠性分析
目前，UPS裝置因自身具備不間斷供電穩(wěn)壓等功能特性，所以活躍于通信系統(tǒng)、微型控制系統(tǒng)、事故照明等。在我國科技高速發(fā)展的過程中，裝置向自動化、智能化方向發(fā)展，電力行業(yè)需要具備與時俱進的發(fā)展意識，為實現(xiàn)電力供應(yīng)的連續(xù)可靠穩(wěn)定，需考慮UPS裝置中的設(shè)計要點，并對UPS可靠性進行分析。首先，電力UPS與直流屏一起組成專用不間斷電源，直流屏對蓄電池組進行充能并對直流負(fù)載提供電源，對電力系統(tǒng)能否正常工作起著非常重要的作用。UPS在眾多模塊電路作用下，使內(nèi)部裝置可以在充足電能狀態(tài)下正常運行，其中直流屏是蓄電池可以獲得持續(xù)電能供應(yīng)的重要組件。為了提升UPS裝置的應(yīng)用時間，確保UPS裝置可以正常進行各項工作，需要提升蓄電池儲能的容量，還需要合理設(shè)計UPS內(nèi)部模塊，完成市電中斷后自動供電工作，在電力自動化系統(tǒng)下，確保UPS裝置供電能力滿足工作需求，完成不間斷輸送電力的任務(wù)。其次，蓄電池組模塊是為UPS持續(xù)供電的核心模塊之一，收集蓄電池組在故障平均修復(fù)時間與其平均無故障工作時間，發(fā)現(xiàn)蓄電池在這兩方面的數(shù)據(jù)均服從指數(shù)分布。另外故障狀態(tài)、正常狀態(tài)、失電狀態(tài)等均是蓄電池的工作狀態(tài)，掌握蓄電池組工作參數(shù)，完成故障平均修復(fù)時間抽樣統(tǒng)計表，并根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果研究蓄電池組工作規(guī)律，發(fā)現(xiàn)蓄電池組充放電時間以及電池實時容量間的內(nèi)在聯(lián)系，根據(jù)掌握的情況分析蓄電池主要在不同狀態(tài)下作業(yè)情況。并通過實時容量與恒定放電電流比值，測定蓄電池組工作狀態(tài)。在蓄電池組模塊作用下，提升設(shè)備傳輸工作的平穩(wěn)性、可靠性。再次，發(fā)電機對UPS電源進行供電，其有三個狀態(tài)分別為檢修狀態(tài)、正常狀態(tài)、故障狀態(tài)，需要掌握UPS發(fā)電機輸入方式，了解其對UPS起到的作用，需要使用逆變法分析發(fā)電機狀態(tài)，通過無故障時間統(tǒng)計制作發(fā)電機故障，掌握發(fā)電機指數(shù)與裝置修復(fù)率的內(nèi)在聯(lián)系，從兩者間內(nèi)在聯(lián)系層面出發(fā)，應(yīng)用數(shù)學(xué)算式作為測算檢修時間是否正常的參數(shù)，通過發(fā)電機模塊測定，掌握其在UPS裝置內(nèi)部運行期間是否正常。UPS裝置內(nèi)部多個工作模塊，在應(yīng)用期間均可以通過分析測算，掌握模塊運行情況，并根據(jù)模塊穩(wěn)定性分析，及時發(fā)現(xiàn)裝置內(nèi)部存在的問題，確認(rèn)裝置發(fā)生故障的危險部位，并進行集中管制。最后，UPS供電方案設(shè)計是重要的核心內(nèi)容，需要從多個角度分析。我們應(yīng)該了解UPS裝置特點，對供電系統(tǒng)進行狀態(tài)監(jiān)控，UPS裝備內(nèi)部包含濾波模塊、整流模塊、充電模塊、逆變模塊、自動轉(zhuǎn)換開關(guān)模塊、監(jiān)控模塊、蓄電池組等模塊，在UPS供電過程中對各模塊工作狀態(tài)進行評估預(yù)測，分析各模塊工作參數(shù)，考慮電池組故障檢修以及其他模塊故障調(diào)控等工作。從供電可靠性角度思考，選擇最適合的供電方案策略。
3電力自動化系統(tǒng)UPS供電方案可靠性策略
3.1加強UPS的日常維修和定期檢修
UPS內(nèi)部由多個功能模塊構(gòu)成，在電力自動化系統(tǒng)運行期間，如果因內(nèi)部元件發(fā)生故障，導(dǎo)致供電作業(yè)中斷后，可以在內(nèi)部功能模塊的作用下，確保裝置依然可以穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，掌握UPS裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還需要根據(jù)工作要求，定期對UPS裝置進行日常維護，測算元器件工作時間，并根據(jù)元器件使用壽命，設(shè)計UPS裝置檢修計劃，保證UPS裝置檢修工作可以順利進行，減少裝置運行期間故障發(fā)生的次數(shù)，元器件發(fā)生故障的次數(shù)與其使用壽命有一定的關(guān)聯(lián)，通過日常維護防止元器件燒毀裝置，可以在一定程度上增長裝置使用年限，從而間接提升企業(yè)經(jīng)濟效益。UPS應(yīng)用期間，通過運維工作掌握其運行情況，測試設(shè)備內(nèi)部元件是否存在問題，設(shè)備運行一段時間后，內(nèi)部必然會沉積灰塵，如果不能及時清掃設(shè)備，內(nèi)部灰塵很可能會導(dǎo)致各元件基礎(chǔ)發(fā)生障礙，為了避免灰塵堆積導(dǎo)致元器件接觸不良等情況出現(xiàn)，需要通過日常監(jiān)管，定期除灰。另外，需要在UPS電源發(fā)生故障后，根據(jù)故障分析結(jié)果，查找電源發(fā)生故障的原因，并進行故障點排查，確定UPS電源故障位置。制定檢測方案，掌握故障排查要點，并根據(jù)方案檢測流程逐步排查設(shè)備內(nèi)部元件，通過科學(xué)系統(tǒng)的排查流程，可以提升故障檢修速度。
3.2采用雙機并聯(lián)冗余方案，提升系統(tǒng)的可靠性
為了進一步提升電力自動化系統(tǒng)可靠性，采用UPS雙機并聯(lián)冗余的方案，來提高UPS供電方案的可靠性，并開展不定期檢測，從而實時掌握UPS裝置運行各時段工作情況。雙機備用供電，會使用兩臺UPS電源，應(yīng)用兩臺UPS電源與母線共同負(fù)責(zé)系統(tǒng)負(fù)載運行工作，在電力自動化系統(tǒng)運行期間，當(dāng)裝置內(nèi)其中一臺UPS電源發(fā)生故障后，由另一臺UPS電源進行電力系統(tǒng)負(fù)載運行。當(dāng)兩臺UPS電源裝置同時發(fā)生故障，母線自動承擔(dān)負(fù)載供電作業(yè)。在負(fù)載運行期間，裝置配備兩臺UPS電源，可以在極大程度上防止因為裝置內(nèi)任意元件發(fā)生故障對負(fù)載運行帶來的影響，使用雙機備用供電的方式，可以提升系統(tǒng)運行的可靠性，防止模塊發(fā)生故障后，冗余容量無法完成在線負(fù)載運行。
3.3多機并聯(lián)的供電方案，保障系統(tǒng)可靠性
多機并聯(lián)適用于大型機構(gòu)，為其內(nèi)部電力系統(tǒng)進行持久供電，由多個UPS電源以并聯(lián)的方式進行負(fù)載供電，可以提升供電的穩(wěn)定性，同時使用多機并聯(lián)供電在后期維護工作也相對比較簡單，直接替換故障的機器維持不間斷的供電進行修復(fù)。另外，使用UPS多機并聯(lián)供電的方式，可以應(yīng)用雙電源負(fù)載或多條相對獨立線路，減少后期負(fù)載轉(zhuǎn)換浪費的能量，還能進一步簡化配置結(jié)構(gòu)，提升系統(tǒng)運行的可靠性。
4結(jié)束語
UPS供電方案需要從實際出發(fā)，為電力自動化系統(tǒng)可以持續(xù)供電，應(yīng)該分析UPS系統(tǒng)電源應(yīng)用于電力自動化系統(tǒng)后的工作表現(xiàn)，還應(yīng)該保證UPS供電方案可以使系統(tǒng)可以穩(wěn)定、可靠的運行。并分析雙機并聯(lián)、多機并聯(lián)UPS電源在其中的應(yīng)用表現(xiàn)，并在后期加大對方案的研究力度，一旦發(fā)現(xiàn)裝置運行存在問題，需要及時優(yōu)化裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)，進一步提升UPS裝置運行的可靠性。
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作者：林建全 單位：科華恒盛股份有限公司
