某變電站內(nèi)UPS系統(tǒng)由于線路老化，發(fā)生相間短路。故障電流導致UPS電源屏內(nèi)起火，進一步導致交流串直流，并擊穿測控裝置中的壓敏電阻導致直流系統(tǒng)多點接地，最終導致后臺監(jiān)控系統(tǒng)及遠方通信失電。

這是小編9月親歷的一起較為嚴重的事故。因而UPS系統(tǒng)的重要性可見一斑。本期我們就一起來認識一下UPS。

1、UPS的作用

UPS中文為“不間斷電源”。是一種含儲能裝置，以整流器、逆變器為主要組成部分，為變電站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)、自動化儀表、遠方通信系統(tǒng)等設(shè)備提供恒壓恒頻的不間斷電源。

UPS系統(tǒng)的主要作用有兩方面：

（1）做為重要設(shè)備的交流供電電源，防止市電突然斷電而影響正常工作，給設(shè)備造成損害；

（2）消除市電中的電涌、瞬間高/低電壓、電線噪聲和頻率偏移等“電源污染”，改善電源質(zhì)量，為計算機等提供高質(zhì)量的電源。

2、UPS的分類

UPS系統(tǒng)主要有有三種類型：后備式、互動式、在線式。

（1）后備式：具備自動穩(wěn)壓、斷電保護等功能，轉(zhuǎn)換時間10ms左右，逆變輸出的交流電是方波，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜；

（2）互動式：具有濾波功能，抗市電干擾能力強，轉(zhuǎn)換時間小于4ms，逆變輸出為模擬正弦波，價格遠低于在線式；

（3）在線式：結(jié)構(gòu)較復雜，性能完善，能夠持續(xù)不中斷輸出純凈正弦波交流電，能夠解決尖峰、浪涌、頻率漂移等全部的電源問題；價格高，通常應用在關(guān)鍵計算機和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等對電力要求苛刻的環(huán)境中。

3、UPS的結(jié)構(gòu)

變電站內(nèi)UPS系統(tǒng)一般由電力UPS主機、旁路穩(wěn)壓柜、輸出饋線柜等三部分組成（小功率時也可三合一）。

結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，簡單說說幾個比較重要的部分的用處。

整流器：有兩個主要功能：第一，將交流電（AC）變成直流電（DC），經(jīng)濾波后供給逆變器；第二，給蓄電池提供充電電壓，起到一個充電器的作用；

逆變器：將直流電（DC）轉(zhuǎn)化為交流電（AC），供給負載使用；

蓄電池：UPS用來作為儲存電能的裝置，使其在市電失電時，可以將直流電逆變后，為負載提供不間斷電源。其容量大小決定了其維持放電（供電）的時間 ；

靜態(tài)開關(guān)：又稱靜止開關(guān)，是用兩個可控硅（SCR）反向并聯(lián)組成的一種交流開關(guān)，其閉合和斷開由邏輯控制器控制；

隔離變壓器、穩(wěn)壓器：在輸入或輸出部分將交流與直流隔離，穩(wěn)壓器除了隔離之外還有穩(wěn)定電壓的作用；

4、UPS的四種運行模式

UPS有4種運行模式，將UPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化后示意圖如下：

（1）正常操作模式：

在正常交流電源供應下，整流器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，將市電中的“電源污染”消除，并同時對蓄電池充電。再供給逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，提供更穩(wěn)定的電源給負載。

（2）停電模式：

當交流電源發(fā)生異常或整流器、電抗器故障時，蓄電池組提供直流電給逆變器，使交流輸出不會有中斷，進而達到保護負載的作用。（3）備用電源模式：

當逆變器發(fā)生異常狀況如逆變器保險絲熔斷、短路等故障時，逆變器會自動切斷以防止損壞，若此時旁路交流電源正常時，靜態(tài)開關(guān)會將電源供應轉(zhuǎn)為由旁路備用電源輸出給負載使用。

（4）維護旁路模式：

當 UPS要進行維修或更換電池而且負載供電又不能中斷時，可以先切斷逆變器開關(guān)然后激活維修旁路開關(guān)，再將整流器和旁路開關(guān)切斷。交流電源經(jīng)由維護旁路開關(guān)繼續(xù)供應交流電給負載，此時，維護人員可以安全地對UPS 進行維護。

5、電力系統(tǒng)UPS的一些要求

（1）監(jiān)控系統(tǒng)和遠方通信系統(tǒng)對變電站十分重要，因此作為電源的UPS系統(tǒng)的可靠性也有非常高的要求；

（2）綜自系統(tǒng)的負載大多數(shù)為單相負載，因此電力系統(tǒng)專用的UPS電源大多數(shù)要求為三相/單相輸入、單相輸出的中小型功率 UPS ，容量一般在 60kVA 范圍之內(nèi)；

（3）旁路靜態(tài)切換開關(guān)應具有自動、手動兩種工作方式，實現(xiàn)無間斷切換；

（4）由于變電站有 220V或 110V 直流系統(tǒng)，并有直流充電屏給蓄電池充電。所以電力專用UPS自身不帶蓄電池，直接使用直流系統(tǒng)作為UPS的直流輸入，并且不需要具備充電功能；

（5）電力專用 UPS 的直流輸入端一般要求裝有反灌雜訊抑制器，如逆止二極管等，使 UPS 對直流母線的影響盡量小；

（6）UPS電源在帶滿全部設(shè)備后，應留有40%以上的供電容量。UPS在交流電失電后，不間斷供電維持時間不小于60分鐘。

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