高速公路机电工程中UPS的运用

2018-02-10吴战锋浙江泰仑电力集团有限责任公司浙江湖州313000

中国房地产业 2018年14期

文/吴战锋浙江泰仑电力集团有限责任公司浙江湖州 313000

监控系统、通信系统和收费系统称为公路机电工程的三个系统，如果把高速公路作为计算机，那么这三个系统对这一计算机系统至关重要。高速公路通车后，机电系统的三大系统起着极其重要的作用。机电三大系统正常运行，公路才能正常运行，反而会使整个公路瘫痪，将给国家的财产，人民的生命和健康带来非常严重的后果。为了保证三个系统的正常运行，UPS是不可缺少的机电设备之一。在高速公路信息网络技术应用中，UPS供电系统可靠、稳定、不间断显得越来越重要，UPS电池系统的安全性直接影响整个系统的可靠性。

1、UPS概念

不间断电源，以下简称UPS（Uninterruptible Power Supply），它是在信息技术领域的一个重要组成部分，是一个高科技的电力设备，集信号检测、通信技术、控制技术和电力电子技术于一身，那么在电信移动通信系统、计算机网络和各种全自动生产线，以及其他应用领域有着广泛的应用。由于计算机技术的快速发展，UPS在高速公路领域也得到了越来越广泛的应用，UPS虽然使用了很多年，但许多人仍然不知道UPS的性能指标，供电配置和供电系统没有引起足够的重视。

2、UPS配置

2.1 高速公路用电环境复杂多变

选择宽输入范围宽、容量大、适合国内电网环境的在线型UPS。其主要特点是：电网适应性强，电压范围±25%，输入输出都有变压器隔离，负荷适应性强，整机配套性好。

2.2 UPS容量的选择

确定UPS容量大小应参考因素主要有;实际负载容量、负载的类型、潜在扩容需求等。

(1)实际负载容量

这是决定UPS容量大小的最根本因素。UPS的输出能力必须达到或超过负载要求，以保证正常的供电。实践中认为UPS采用集中供电和分布式供电方式。集中供电的总负荷应为所有UPS的总电源。分布式电源是根据每个UPS的负载来确定的。在公路机电系统中，UPS一般采用集中供电方式，计算出入口车道设备内的机房负荷，监控外场设备和收费站。

(2)负载的类型

不同类型的负荷对有功功率和无功功率的比例不同，但UPS需要同时提供足够的有功功率和无功功率，实际的输出容量受负荷类型的限制。对于计算机级负载，UPS基本上可以输出额定功率。如果负载是电阻性或电感性的，那么UPS的输出功率将下降，需要增加UPS的容量。

(3)潜在扩容需求

UPS容量的配置应考虑机电设备容量的扩大，留有一定的剩余量，未来负荷增加的时候，以免再次购买UPS。此外，尽可能选择具有并机功能的机型，整个系统具有良好的可扩展性，采用主从式n＋1机型，可通过增加并机来满足未来的容量要求，并在所有的并机系统负载时，必要时可通过UPS并机成倍扩大输出容量

3、UPS在高速公路机电系统中的应用研究

3.1 UPS的选用

因为根据不同的标准，会涉及很多类型，且各有优缺点，这就要求高速公路机电系统配备UPS不间断电源时，应与实际情况相结合，如考虑公路环境是否复杂，和工作状态的电气和机械设备、精密电子，操作效率和寿命是电源与稳定性直接相关，所以选择适应国内电网、负载能力强，具有较宽的频率范围的在线式UPS，至于其容量的确定，可以考虑负载类型，实际的负载能力和其他因素。

3.2 UPS的使用

使用ups时，应确保在清洁通风的工作环境下，避免温度影响其使用寿命，避免串联厂家、性能、容量、电池不同，以免影响UPS电池的实际性能。开机时接通电源开关，然后依次启动负载，其中显示器等大电流冲击负荷应优先打开，然后小负荷再打开，最后打开UPS面板开关，使其处于逆变状态；当它关闭时，负载、面板开关和市电供应依次关闭。在实际应用过程中，尽可能给UPS负载输出控制在60%左右，因为如果满负荷运行，可能会损坏整流滤波器、逆变器，而轻负荷运行容易导致电池损坏；如果在电源的机械和电气系统长期的稳定性来看，为安全起见，建议每2至3个月对市电输入进行断电操作，使UPS处于工作状态，等待储能不足然后报警后再恢复供电，用来提高UPS电池的活性，延长其使用寿命。为了保证设备在同一时间的正常运行，避免事故的发生，应连接4Ω接地电阻，提高接地保护的能力。

3.3 UPS故障处理

UPS用于高速公路机电系统，可能会出现故障，如果不能有效的处理故障，是很容易为系统电源稳定性埋下安全隐患，所以如果电源中断，无法为UPS提供电源，导致UPS关机，应更换电池，使电力可以尽快恢复；如果UPS经常转换到旁路电源和影响稳定的电力供应，可在旁路模式集中启停设备，重新启动后，UPS设备避免冲击电流，也可以在正常方式下逐步加载用于分散冲击电流;若UPS无法正常启动，应先后对其输入电压、三相输入进行检查，以此确定是否存在电压相序有误、零线与火线接反、缺相等故障，进而予以针对性的解决;如果UPS的实际放电时间低于标准时间，可能是充电器故障或电池的损耗，这时可通过重新放电进行验证，必要时应更换电池，但应注意先关闭电池后面板开关，然后用绝缘胶布将固定扳手包好，用于避免电流释放对人的伤害。

3.4 UPS日常维护

除了保证合理的选择，在使用过程中，日常维护也是UPS在高速公路机电系统的重要工作之一，毕竟公路环境比较恶劣，干扰较大，而UPS与机械和电气系统的监控、通信、供电和充电设备直接有关，如电压运行稳定，所以加强对其的维护具有重大的意义。这就要求我们完善的日常管理制度，定期检查和维护，如检查主机、配电、连接端口的铅电池，看是否有接触不良现象，检查电缆、柔性接头、馈线母线连接是否可靠，检查自动保护，故障指示、报警等是否正常，检查风扇电机温度、主要模块是否在正常范围内，检查内部设备是否有异常，测量温度和压力的下降是否正常等，以及时发现问题、解决问题，在此之外，还应定期对网格，散热风口进行必要的清洗，以提高UPS电源的可靠性，延长其使用寿命。UPS在高速公路机电系统中的应用已经显示出了巨大的作用，相信随着科学技术的发展，UPS将逐渐向网络化、智能化数字控制方式发展，它的自动检测、直流启动，双机热备份，过载能力强，自我保护功能会越来越完善，为机电系统提供一个更加稳定，安全和不间断的电源。