基本介紹
- 中文名：電力UPS
- 性質：直流操作電源系統
- 類型：避免蓄電池的重複投資
- 特色：減低運行成本
- 服務範圍：發電廠，變電廠
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百科名片
電力UPS不間斷電源與電力直流操作電源系統一起，組成發電廠，變電站的專用不間斷電源，向微機，通訊，載波，事故照明及其它不能停電的設備供電。從電廠或變電站現有直流操作電源取電，不必像常規UPS那樣需要單設蓄電池組，從而避免蓄電池的重複投資，減少系統維護，減低運行成本。
原理
電力UPS的工作原理和輸出特性與傳統的UPS完全相同，但是，由於它連線直流操作電源系統，因此其直流輸入特性必須滿足電力系統的專用要求。電力UPS是為發電廠，變電站等電力行業設計，在發電廠、電力等電力系統中，DCS( 分散式控制系統），監控系統、自動化儀表，調度通信系統、微機系統等核心設備對供電質量及可靠性要求非常高，需要專用 UPS 供電，這些負載絕大多數為單相負載。
電力UPS系統一般由電力UPS主機、旁路穩壓櫃、輸出饋線櫃等三部分組成（小功率時也可三合一）。
1、電力UPS主機櫃：輸入輸出隔離變壓器、整流器、逆變器、靜態旁路開關、旁路開關、逆止二極體；
2、旁路隔離穩壓櫃：旁路隔離變壓器、旁路穩壓器、手動/旁路維修開關；
3、饋 線 櫃： 迴路分配單元、監測儀表、控制開關及信號指示等；
種類
發電廠系統電源種類：
（1）直流操作電源：直流電源操作作業系統簡稱直流屏，它為控制負荷和動力負荷以及直流事故照明負荷等提供電源，是發電廠系統控制、保護的基礎；
（2）制氫系統電源；
（3）次酸電解電源；
（4）電力UPS電源：電力UPS電源為電力系統DCS( 分散式控制系統），監控系統、自動化儀表，調度通信系統、微機系統等核心設備提供可靠的後備電力保障；
（5）勵磁電源；
（6）通信電源；
（7）高壓變頻電源；
（8）高壓脫硫電源 ，
變電站：
（1）直流操作電源
（2）通信電源
（3）逆變電源
（4）電力UPS電源
（5）組合電源
（6）監控電源
保護方案
電力UPS專用電源採用1+1的冗餘供電系統，針對電力系統套用負載及環境，運用先進技術製造的工業級交流保護電源，能夠充分滿足電力DCS系統等負載對供電可靠性的要求。
方案的優點：
1） 為電力行業量身定製的專業型UPS，適應電力行業內部的惡劣電網環境，既滿足了電力行業的負載需求，又可以讓用戶不必再為負載的三相不平衡而煩惱。
2） 1+1冗餘並聯的工作方式，讓本來已經很可靠的供電系統再增加一把安全鎖，滿足電力行業用戶對UPS高可靠性指標的極限需要。
3） 充分利用電力行業的220V/110V大容量電池組，可最大限度的延長UPS的後備時間，並節省電池組的安裝空間和前期投資。
4） 選配旁路隔離變壓器，實現輸入與輸出的完全隔離，並可保證輸出的零地電壓<1V。
5） 豐富的乾接點監控信號，可納入電廠自身的DCS監控系統；出現問題，及時上報，便於值班人員對UPS的實時監控。
基本組成
電力UPS主要有以下幾個系統組成，採用兩級變換。第一級變換採用整流器（AC-DC），
把經過輸入隔離變壓器後的交流電變成穩定的直流電。第二級變換（DC-AC）採用逆變電源，把整流後輸出的直流電變換成正弦波交流電經過隔離輸出給負載。
隔離部分：輸入隔離變將交流輸入和直流隔離開，保護直流側設備；輸出隔離變將交、直流輸入與交流輸出隔離開，保護負載端設備。雙隔離保證了直流輸入、交流輸入與交流輸出三個連線埠的真正完全的電氣隔離。
整流部分：將輸入的交流市電轉變為穩定的直流，送入逆變設備。
逆變部分：將外部直流或經過整流後的直流電源轉變為穩定的正弦波交流電源。
控制部分：控制逆變器電源跟隨基準市電，並與其保持相同的相位和頻率，自動調節，並使電源在規定的範圍內，按照設定的保護定值運行或保護。
顯示部分：採用LCD及LED狀態模擬盤，準確反映設備運行狀態及故障信息。
切換部分：採用繼電器或靜態電子開關，對旁路、市電和逆變器輸出電源進行自動切換。
不間斷電源
基本介紹
UPS不間斷電源是針對中國電網環境和網路監控及網路系統、醫療系統等對電源的可靠性要求，克服中、大型計算機網路系統集中供電所造成的供電電網環境日益惡劣的問題，以全新的數位技術研製出的第三代工頻純線上式智慧型型UPS。直流電源，是維持電路中形成穩恆電流的裝置。如乾電池、蓄電池、直流發電機等。 UPS和直流電源是企業重要的供電保障設備，傳統的維護管理包括：①日常巡檢外觀，定期更換電池、濾波電容、風機等易損件，大修時做電池活化等;②改造或採用換代設備，使用高級工具測試電池性能。這種管理方式企業投入成本高，維護人員工作量大，不易實時掌握設備運行狀態和關鍵數據，設備事故預防能力低。實施線上維護管理可避免傳統方式的不足之處，獲得良好效益。 UPS的中文意思為“不間斷電源”，是英語“Uninterruptible Power Supply”的縮寫，它可以保障計算機系統在停電之後繼續工作一段時間以使用戶能夠緊急存檔，使用戶不致因停電而影響工作或丟失數據。
系統組成
1、總控站（後台） 由監控站、工程維護站、系統接口等構成，運用管理分析軟體處理接收的數據並通過Web發布。工程維護人員登錄伺服器可查看全廠所有線上設備的運行狀態以及完善的歷史、實時數據分析統計。 2、現場設備控制站（ES） 根據現場設備需要，可選擇監控功能儀或設備運行狀態信息採集儀（EII）。EII通過RS-232/485連線埠與電能表、電池採集模組、直流屏、UPS等智慧型設備通信，將監測數據轉換為符合通信協定的數據包，接入區域網路，傳送至主控室伺服器。獨立完整的ES包括以下部分。 2.1、系統主機。由下行串口通道、數據處理器、顯示器、上行串口通道組成。下行串口通道通過RS-485匯流排訪問電池電壓採集模組，採集數據，管理電壓採集模組，數據處理器完成數據解壓、數據計算、存儲管理，將處理後的數據一部分送往顯示器，另一部分由上行串口通道傳送至協定處理器，或傳給上一層管理系統。 2.2、數據採集模組組。可根據用戶需要確定採集數據要求及配置相應採集儀器，一般由電池電壓採集模組、電流、溫度、功率等組成，模組間隔離良好、絕緣性強，可靠性、安全性高。數據採集可分組，每個模組可對一定數量電池進行電壓採集，可配備電流、溫度感測器，模組間與系統主機一般採用RS-485連線。 2.3、協定處理器。具有協定處理程式的接口板，處理各種通信協定。可實現：①將主機傳送的電池電壓、電流、溫度等信息按約定協定編碼、打包、傳送至遠程伺服器;②將遠程伺服器發出的遙控、遙調指令經過解碼發給主機，實時控制。 2.4、放電模組。可快速測出電池直流內阻，瞬間測試電池性能，大功率放電模組可提供瞬間大電流衝擊負荷。 2.5、遠程伺服器。實現區域網路內計算機數據通信，通過局域崗遠程訪問現場的蓄電池監測系統，接收、分析數據，通過Web伺服器發布數據。 3、通信網路 聯網現場設備各分站（採集監控站），採用光纖作為數據通信主幹線，組成全廠UPS和直流電源線上監控的區域網路。
組成
UPS電源系統由五部分組成：主路、旁路、電池等電源輸入電路，進行AC/DC變換的整流器（REC），進行DC/AC變換的逆變器（INV），逆變和旁路輸出切換電路以及蓄能電池。其系統的穩壓功能通常是由整流器完成的，整流器件採用可控矽或高頻開關整流器，本身具有可根據外電的變化控制輸出幅度的功能，從而當外電發生變化時（該變化應滿足系統要求），輸出幅度基本不變的整流電壓。淨化功能由儲能電池來完成，由於整流器對瞬時脈衝干擾不能消除，整流後的電壓仍存在干擾脈衝。儲能電池除可存儲直流直能的功能外，對整流器來說就象接了一隻大容器電容器，其等效電容量的大小，與儲能電池容量大小成正比。由於電容兩端的電壓是不能突變的，即利用了電容器對脈衝的平滑特性消除了脈衝干擾，起到了淨化功能，也稱對干擾的禁止。頻率的穩定則由變換器來完成，頻率穩定度取決於變換器的振盪頻率的穩定程度。為方便UPS電源系統的日常操作與維護，設計了系統工作開關，主機自檢 故障後的自動旁路開關，檢修旁路開關等開關控制。 在電網電壓工作正常時，給負載供電如圖所示，而且，同時給儲能電池充電；當突發停電時，UPS電源開始工作，由儲能電池供給負載所需電源，維持正常的生產（如粗黑→所示）；當由於生產需要，負載嚴重過載時，由電網電壓經整流直接給負載供電（如虛線所示）。
