某變電(diàn)站內(nèi)UPS系統由于線路(lù)老(lǎo)化(huà),發生(shēng)相(xiàng)間(jiān)短路(lù)。故障電(diàn)流導緻UPS電(diàn)源屏內(nèi)起火,進一步導緻交流串直流,并擊穿測控裝置中的(de)壓敏電(diàn)阻導緻直流系統多點接地(dì),最終導緻後台監控系統及遠(yuǎn)方通(tōng)信失電(diàn)。
——一起真實的(de)事(shì)故
UPS中文(wén)為(wèi)“不間(jiān)斷電(diàn)源”。是一種含儲能裝置,以整流器(qì)、逆變器(qì)為(wèi)主要組成部分,為(wèi)變電(diàn)站內(nèi)監控系統、自(zì)動化(huà)儀表、遠(yuǎn)方通(tōng)信系統等設備提供恒壓恒頻(pín)的(de)不間(jiān)斷電(diàn)源。
UPS系統的(de)主要作(zuò)用有(yǒu)兩方面:
(1)做為(wèi)重要設備的(de)交流供電(diàn)電(diàn)源,防止市(shì)電(diàn)突然斷電(diàn)而影響正常工(gōng)作(zuò),給設備造成損害;
(2)消除市(shì)電(diàn)中的(de)電(diàn)湧、瞬間(jiān)高(gāo)/低(dī)電(diàn)壓、電(diàn)線噪聲和(hé)頻(pín)率偏移等“電(diàn)源污染”,改善電(diàn)源質量,為(wèi)計(jì)算(suàn)機(jī)等提供高(gāo)質量的(de)電(diàn)源。
UPS系統主要有(yǒu)有(yǒu)三種類型:後備式、互動式、在線式。
(1)後備式:具備自(zì)動穩壓、斷電(diàn)保護等功能,轉換時(shí)間(jiān)10ms左右,逆變輸出的(de)交流電(diàn)是方波,結構簡單,價格便宜;
(2)互動式:具有(yǒu)濾波功能,抗市(shì)電(diàn)幹擾能力強,轉換時(shí)間(jiān)小(xiǎo)于4ms,逆變輸出為(wèi)模拟正弦波,價格遠(yuǎn)低(dī)于在線式;
(3)在線式:結構較複雜(zá),性能完善,能夠持續不中斷輸出純淨正弦波交流電(diàn),能夠解決尖峰、浪湧、頻(pín)率漂移等全部的(de)電(diàn)源問(wèn)題;價格高(gāo),通(tōng)常應用在關鍵計(jì)算(suàn)機(jī)和(hé)網絡設備等對(duì)電(diàn)力要求苛刻的(de)環境中。
變電(diàn)站內(nèi)UPS系統一般由電(diàn)力UPS主機(jī)、旁路(lù)穩壓櫃、輸出饋線櫃等三部分組成(小(xiǎo)功率時(shí)也可三合一)。
結構示意圖如圖所示,簡單說(shuō)說(shuō)幾個(gè)比較重要的(de)部分的(de)用處。
整流器(qì):
有(yǒu)兩個(gè)主要功能:
第一,将交流電(diàn)(AC)變成直流電(diàn)(DC),經濾波後供給逆變器(qì);
第二,給蓄電(diàn)池提供充電(diàn)電(diàn)壓,起到一個(gè)充電(diàn)器(qì)的(de)作(zuò)用;
逆變器(qì):
将直流電(diàn)(DC)轉化(huà)為(wèi)交流電(diàn)(AC),供給負載使用;
蓄電(diàn)池:
UPS用來(lái)作(zuò)為(wèi)儲存電(diàn)能的(de)裝置,使其在市(shì)電(diàn)失電(diàn)時(shí),可以将直流電(diàn)逆變後,為(wèi)負載提供不間(jiān)斷電(diàn)源。其容量大小(xiǎo)決定了其維持放(fàng)電(diàn)(供電(diàn))的(de)時(shí)間(jiān) ;
靜态開(kāi)關:
又(yòu)稱靜止開(kāi)關,是用兩個(gè)可控矽(SCR)反向并聯組成的(de)一種交流開(kāi)關,其閉合和(hé)斷開(kāi)由邏輯控制器(qì)控制;
隔離變壓器(qì)、穩壓器(qì):
在輸入或輸出部分将交流與直流隔離,穩壓器(qì)除了隔離之外(wài)還(hái)有(yǒu)穩定電(diàn)壓的(de)作(zuò)用;
UPS有(yǒu)4種運行模式,将UPS系統結構簡化(huà)後示意圖如下(xià):
(1)正常操作(zuò)模式:
在正常交流電(diàn)源供應下(xià),整流器(qì)将交流電(diàn)轉換為(wèi)直流電(diàn),将市(shì)電(diàn)中的(de)“電(diàn)源污染”消除,并同時(shí)對(duì)蓄電(diàn)池充電(diàn)。再供給逆變器(qì)将直流電(diàn)轉換為(wèi)交流電(diàn),提供更穩定的(de)電(diàn)源給負載。
(2)停電(diàn)模式:
當交流電(diàn)源發生(shēng)異常或整流器(qì)、電(diàn)抗器(qì)故障時(shí),蓄電(diàn)池組提供直流電(diàn)給逆變器(qì),使交流輸出不會有(yǒu)中斷,進而達到保護負載的(de)作(zuò)用。
(3)備用電(diàn)源模式:
當逆變器(qì)發生(shēng)異常狀況如逆變器(qì)保險絲熔斷、短路(lù)等故障時(shí),逆變器(qì)會自(zì)動切斷以防止損壞,若此時(shí)旁路(lù)交流電(diàn)源正常時(shí),靜态開(kāi)關會将電(diàn)源供應轉為(wèi)由旁路(lù)備用電(diàn)源輸出給負載使用。
(4)維護旁路(lù)模式:
當 UPS要進行維修或更換電(diàn)池而且負載供電(diàn)又(yòu)不能中斷時(shí),可以先切斷逆變器(qì)開(kāi)關然後激活維修旁路(lù)開(kāi)關,再将整流器(qì)和(hé)旁路(lù)開(kāi)關切斷。交流電(diàn)源經由維護旁路(lù)開(kāi)關繼續供應交流電(diàn)給負載,此時(shí),維護人(rén)員(yuán)可以安全地(dì)對(duì)UPS 進行維護。
(1)監控系統和(hé)遠(yuǎn)方通(tōng)信系統對(duì)變電(diàn)站十分重要,因此作(zuò)為(wèi)電(diàn)源的(de)UPS系統的(de)可靠性也有(yǒu)非常高(gāo)的(de)要求;
(2)綜自(zì)系統的(de)負載大多數為(wèi)單相(xiàng)負載,因此電(diàn)力系統專用的(de)UPS電(diàn)源大多數要求為(wèi)三相(xiàng)/單相(xiàng)輸入、單相(xiàng)輸出的(de)中小(xiǎo)型功率 UPS ,容量一般在 60kVA 範圍之內(nèi);
(3)旁路(lù)靜态切換開(kāi)關應具有(yǒu)自(zì)動、手動兩種工(gōng)作(zuò)方式,實現(xiàn)無間(jiān)斷切換;
(4)由于變電(diàn)站有(yǒu) 220V或 110V 直流系統,并有(yǒu)直流充電(diàn)屏給蓄電(diàn)池充電(diàn)。所以電(diàn)力專用UPS自(zì)身(shēn)不帶蓄電(diàn)池,直接使用直流系統作(zuò)為(wèi)UPS的(de)直流輸入,并且不需要具備充電(diàn)功能;
(5)電(diàn)力專用 UPS 的(de)直流輸入端一般要求裝有(yǒu)反灌雜(zá)訊抑制器(qì),如逆止二極管等,使 UPS 對(duì)直流母線的(de)影響盡量小(xiǎo);
(6)UPS電(diàn)源在帶滿全部設備後,應留有(yǒu)40%以上(shàng)的(de)供電(diàn)容量。UPS在交流電(diàn)失電(diàn)後,不間(jiān)斷供電(diàn)維持時(shí)間(jiān)不小(xiǎo)于60分鐘(zhōng)。
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