某变电站UPS系统因线路老化而发生相间短路。该故障电流引起UPS电源板起火,进而引起交流组串直流,损坏仪表和控制设备中的压敏电阻,造成直流系统多次接地,最终造成后台监控系统损坏。发生了远程通信。失去权力。
—— 实际事故
UPS 的作用
UPS的中文意思是“不间断电源”。是以整流器和逆变器为主要部件的储能装置,为变电站的监控系统、自动化仪表、电信系统等设备提供恒压、恒频不间断电源。
UPS系统有两个主要特点:
(1)作为重要设备的交流电源,防止主电源突然停电,影响正常工作,造成设备损坏。
(2)消除市电电源的浪涌、瞬时高低电压、布线噪声、频率偏差等“电源污染”,提高电能质量,为计算机等设备提供优质电源。
UPS的分类
UPS系统主要有三种类型:后备式、交互式式和在线式。
(1)后备式:具有自动稳压功能和断电保护功能,逆变器交流输出约10ms,结构简单,成本低。
(2)互动式:具有滤波功能,抗市电干扰能力强,转换时间小于4ms,逆变输出为模拟正弦波,价格比在线式便宜很多。
(3)在线式:结构复杂,性能完善,可不间断连续输出纯正弦波交流电源,可解决尖峰、浪涌、频率漂移等所有电源问题。价格昂贵且常用。对电源要求较高的环境,例如大型计算机和网络设备。
UPS的结构
变电站UPS系统通常由三部分组成:动力UPS主机、旁路稳压柜、输出馈线柜(小功率则为三合一)。
结构图如图所示。我们将简要说明一些重要部分的用法。
整流器:
它有两个主要功能。
首先,交流电(AC) 转换为直流电(DC),经过滤波后馈送到逆变器。
然后它向电池提供充电电压并充当充电器。
逆变器:
将直流电(DC) 转换为交流电(AC) 并将其提供给负载。
电池:
UPS作为一种电能存储设备,可以在市电停电时反转直流电,为负载提供不间断的电力。它的容量决定了它能维持放电(供电)的时间。
静态开关:
这种开关也称为静态开关,是一种交流开关,由两个反并联的可控硅(SCR)组成,其断开和闭合由逻辑控制器控制。
隔离变压器、稳压器:
除了在输入或输出部分隔离交流和直流外,电压调节器还可以稳定电压。
UPS的四种工作模式
UPS 有四种工作模式。 UPS系统的结构如下:
(1) 正常运行模式:
对于常规交流电源,整流器将交流电源转换为直流电源,消除市电“电源污染”,同时为电池充电。补给逆变器将直流电转换为交流电,为负载提供更稳定的电力。
(2) 停电方式:
当交流电源出现异常或整流器、电抗器故障时,电池组向逆变器提供直流电并保护负载,使交流输出不被切断。
(3) 备用电源模式:
如果逆变器出现异常情况,例如逆变器保险丝熔断或短路,逆变器将自动关闭以防止损坏。如果此时旁路交流电源正常,静态开关将切换电源。备用电源输出供负载使用。
(4)维修旁路模式:
如果需要维修UPS或更换电池,且无法断开负载电源时,请先断开逆变器开关,然后打开维修旁路开关,然后断开整流器和旁路开关。此时交流电源通过维护旁路开关继续向负载提供交流电,使维护人员可以安全地对UPS进行维护。
电力系统UPS的一些要求
(1)由于监控和电信系统对于变电站来说非常重要,因此作为电源的UPS系统的可靠性也有很高的要求。
(2)集成系统中的负载很多是单相负载,因此很多电网专用的UPS电源需要三相/单相输入、中小功率的UPS。单相输出,容量一般在60kVA范围内。
(3) 旁路静态开关需要自动和手动两种工作模式,以提供不间断的切换。
(4)因为变电站有220V或110V直流系统和直流充电屏给蓄电池充电。因此,功率专用UPS本身不带电池,直接使用直流系统作为UPS的直流输入,不需要充电功能。
(5)纯电型UPS的直流输入端一般应加装回馈噪声抑制装置,如逆止二极管,以尽量减少UPS对直流母线的影响。
(6) UPS电源满载所有设备后,必须至少保留40%的供电容量。交流电源断电后,UPS 可保持不间断电源60 分钟以上。
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