直流220V電池電源替代UPS不間斷電源應(yīng)用

王蕊+羅浩

摘 要：UPS不間斷電源主要作用是防止變電廠或變電站的廠用電源消失后相關(guān)的控制系統(tǒng)失去原有的監(jiān)控作用，避免丟失部分的監(jiān)控記錄，影響控制系統(tǒng)運(yùn)行。使用直流220V電池電源可以替代UPS不間斷電源，優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)，基于此，作者結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，對直流220V電池電源替代UPS不間斷電源進(jìn)行合理分析研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：不間斷電源；直流電；替代

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.134

0 引言

隨著時代不斷發(fā)展，相關(guān)的冶金、電能、石油等相關(guān)領(lǐng)域都配有UPS不間斷電源設(shè)備，以此來保證在斷電過程中相關(guān)的監(jiān)控系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，從而為相關(guān)的維修提供有效的依據(jù)。使用直流220V電池電源替代UPS不間斷電源，可以從根本上降低成本的支出，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提升相關(guān)設(shè)備的安全性，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

1 UPS不間斷電源工作原理與存在問題

（1）工作原理。UPS不間斷電源系統(tǒng)主要連接四部分電源：第一部分，屬于A段母線，以調(diào)壓設(shè)施與隔離變壓器為基礎(chǔ)作為UPS回路系統(tǒng)；第二部分，屬于B段母線，以逆變設(shè)施、濾波器以及阻隔變壓設(shè)施為主電力系統(tǒng)；第三部分，相關(guān)的直流系統(tǒng)或直流蓄電池，通過利用二極管，將逆變設(shè)施與二路電源整流相連接，從而作為補(bǔ)充電力系統(tǒng)；第四部分，作為相關(guān)的UPS不間斷電源出現(xiàn)故障進(jìn)行檢修時的電源。在實(shí)際的工作過程中，UPS不間斷電源利用二路系統(tǒng)，對于斷電的系統(tǒng)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，輸送正常的電力，保證監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行。例如，下圖是某UPS不間斷電源，如圖1所示。

（2）存在問題。UPS不間斷電源相關(guān)的系統(tǒng)較為復(fù)雜，導(dǎo)致其在運(yùn)行過程中發(fā)生故障的頻率較高，直接影響電源的可靠性。同時，UPS不間斷電源需要投入資金較多，自身耗電量較多，相關(guān)工作人員在日常維修檢測過程中難度大，增大了企業(yè)的成本支出。

2 直流220V電池電源替代UPS不間斷電源應(yīng)用分析

（1）直流220V電池電源替代原理。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，直流220V電池電源主要利用兩種方式：一種是穩(wěn)壓電源開關(guān)，其具有較高的工作效率，利用自身質(zhì)量小與體積小的特點(diǎn)，可以從根本上降低相關(guān)電能的消耗，但存在一些不足之處，例如，具有電路復(fù)雜特點(diǎn)等；另一種是穩(wěn)壓電源串聯(lián)，有效的利用穩(wěn)壓50赫茲的工頻電源，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)檎ｋ娫措妷?，使用硅鋼材料或者線圈進(jìn)行有效的纏繞，從而為相關(guān)的監(jiān)控系統(tǒng)提供良好的穩(wěn)定電力。受電源變壓設(shè)備影響，相關(guān)的電源必須是交流電。隨著時代不斷發(fā)展，信息技術(shù)逐漸應(yīng)用，現(xiàn)階段的穩(wěn)壓電源開關(guān)設(shè)備逐漸完善，并將相關(guān)的復(fù)雜電路系統(tǒng)逐漸優(yōu)化，促使直流220V電池電源廣泛應(yīng)用。

（2）直流220V電池電源應(yīng)用。在實(shí)際的使用過程中，將原本系統(tǒng)的第二部分交流電源進(jìn)行改變，轉(zhuǎn)換為直流電源，并直接利用原有的相關(guān)直流蓄電池，利用電纜線進(jìn)行負(fù)載與電源的連接。利用直流220V電池電源替代UPS不間斷電源，可以有效的降低企業(yè)成本支出，減少資金的投入，同時降低UPS不間斷電源自身的電能消耗，降低系統(tǒng)發(fā)生故障的幾率，保證監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行。通過DCS控制系統(tǒng)，接受二路電源，并促使二路電源為其供電，以此來保證其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。DPU控制柜在實(shí)際的工作過程中，其內(nèi)部的兩路電源切換時間較短，不會對系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響，進(jìn)而避免“系統(tǒng)重啟”情況發(fā)生。直流電源與廠用交流電源屬于兩種不同性質(zhì)的電源，發(fā)生故障幾率較小，能有效的滿足當(dāng)前系統(tǒng)的用電需求，保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。例如，下圖是DPU控制柜內(nèi)電源分配原理圖，如圖2所示。

（3）解決直流電源替代過程中出現(xiàn)的問題有效措施。改變相關(guān)控制系統(tǒng)原有的供電設(shè)計(jì)方案，適當(dāng)調(diào)整被控二次設(shè)備的直流電源配套措施，以此來減少電量的損耗，利用有效的調(diào)整措施，將負(fù)荷進(jìn)行轉(zhuǎn)移，分配給相關(guān)的交流系統(tǒng)，不另外為蓄電池充電裝置提供技術(shù)要求，為DCS控制系統(tǒng)的控制柜第二電源提供有效的電力，保證其正常運(yùn)行，并作為有效的事故電源。在部分DCS控制系統(tǒng)中，存在不使用直流電情況，此時，并不是相關(guān)的設(shè)備出現(xiàn)故障問題，而是由DPU控制柜自身的電源切換而引起，因此，當(dāng)使用直流電時，需要對其內(nèi)部的相關(guān)電源進(jìn)行有效的電路切換，從而保證其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（4）效果分析。利用直流220V電池電源替代UPS不間斷電源，可以從根本上減少相關(guān)的設(shè)備進(jìn)口數(shù)量，降低UPS設(shè)備的自身損耗電能，例如，某火力發(fā)電廠為2×300MW，利用直流220V電池電源替代，直接降低了相關(guān)設(shè)備的投資280萬元，年降低電損耗38萬kWh，同時，相關(guān)的維護(hù)與檢修工作量不斷降低，從根本上提升了系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性，避免發(fā)生安全事故，提升經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)論

直流220V電池電源替代UPS不間斷電源系統(tǒng)轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)理念，優(yōu)化控制系統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)，以此為基礎(chǔ)，提升設(shè)備的工作效率，降低電能的損耗，同時減少相關(guān)工作人員的設(shè)備維護(hù)與檢修的工作量，保證系統(tǒng)安全有效運(yùn)行。但在實(shí)際的替換過程中，還存在一些不足之處，需要工作人員不斷創(chuàng)新，以滿足當(dāng)前時代的需求。

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