高速公路機(jī)電工程中US的運(yùn)用

【摘要】本文首先對UPS的概念和配置進(jìn)行簡要分析，然后詳細(xì)介紹了UPS在高速公路機(jī)電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究，最后總結(jié)了UPS發(fā)展方向。供相關(guān)人員參考。

【關(guān)鍵詞】高速公路；機(jī)電工程；UPS

監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和收費系統(tǒng)稱為公路機(jī)電工程的三個系統(tǒng)，如果把高速公路作為計算機(jī)，那么這三個系統(tǒng)對這一計算機(jī)系統(tǒng)至關(guān)重要。高速公路通車后，機(jī)電系統(tǒng)的三大系統(tǒng)起著極其重要的作用。機(jī)電三大系統(tǒng)正常運(yùn)行，公路才能正常運(yùn)行，反而會使整個公路癱瘓，將給國家的財產(chǎn)，人民的生命和健康帶來非常嚴(yán)重的后果。為了保證三個系統(tǒng)的正常運(yùn)行，UPS是不可缺少的機(jī)電設(shè)備之一。在高速公路信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用中，UPS供電系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定、不間斷顯得越來越重要，UPS電池系統(tǒng)的安全性直接影響整個系統(tǒng)的可靠性。

1、UPS概念

不間斷電源，以下簡稱UPS（Uninterruptible Power Supply），它是在信息技術(shù)領(lǐng)域的一個重要組成部分，是一個高科技的電力設(shè)備，集信號檢測、通信技術(shù)、控制技術(shù)和電力電子技術(shù)于一身，那么在電信移動通信系統(tǒng)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和各種全自動生產(chǎn)線，以及其他應(yīng)用領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。由于計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，UPS在高速公路領(lǐng)域也得到了越來越廣泛的應(yīng)用，UPS雖然使用了很多年，但許多人仍然不知道UPS的性能指標(biāo)，供電配置和供電系統(tǒng)沒有引起足夠的重視。

2、UPS配置

2.1高速公路用電環(huán)境復(fù)雜多變

選擇寬輸入范圍寬、容量大、適合國內(nèi)電網(wǎng)環(huán)境的在線型UPS。其主要特點是：電網(wǎng)適應(yīng)性強(qiáng)，電壓范圍±25%，輸入輸出都有變壓器隔離，負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)，整機(jī)配套性好。

2.2UPS容量的選擇

確定UPS容量大小應(yīng)參考因素主要有；實際負(fù)載容量、負(fù)載的類型、潛在擴(kuò)容需求等。

（1）實際負(fù)載容量

這是決定UPS容量大小的最根本因素。UPS的輸出能力必須達(dá)到或超過負(fù)載要求，以保證正常的供電。實踐中認(rèn)為UPS采用集中供電和分布式供電方式。集中供電的總負(fù)荷應(yīng)為所有UPS的總電源。分布式電源是根據(jù)每個UPS的負(fù)載來確定的。在公路機(jī)電系統(tǒng)中，UPS一般采用集中供電方式，計算出入口車道設(shè)備內(nèi)的機(jī)房負(fù)荷，監(jiān)控外場設(shè)備和收費站。

（2）負(fù)載的類型

不同類型的負(fù)荷對有功功率和無功功率的比例不同，但UPS需要同時提供足夠的有功功率和無功功率，實際的輸出容量受負(fù)荷類型的限制。對于計算機(jī)級負(fù)載，UPS基本上可以輸出額定功率。如果負(fù)載是電阻性或電感性的，那么UPS的輸出功率將下降，需要增加UPS的容量。

（3）潛在擴(kuò)容需求

UPS容量的配置應(yīng)考慮機(jī)電設(shè)備容量的擴(kuò)大，留有一定的剩余量，未來負(fù)荷增加的時候，以免再次購買UPS。此外，盡可能選擇具有并機(jī)功能的機(jī)型，整個系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性，采用主從式n+1機(jī)型，可通過增加并機(jī)來滿足未來的容量要求，并在所有的并機(jī)系統(tǒng)負(fù)載時，必要時可通過UPS并機(jī)成倍擴(kuò)大輸出容量

3、UPS在高速公路機(jī)電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

3.1UPS的選用

因為根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，會涉及很多類型，且各有優(yōu)缺點，這就要求高速公路機(jī)電系統(tǒng)配備UPS不間斷電源時，應(yīng)與實際情況相結(jié)合，如考慮公路環(huán)境是否復(fù)雜，和工作狀態(tài)的電氣和機(jī)械設(shè)備、精密電子，操作效率和壽命是電源與穩(wěn)定性直接相關(guān)，所以選擇適應(yīng)國內(nèi)電網(wǎng)、負(fù)載能力強(qiáng)，具有較寬的頻率范圍的在線式UPS，至于其容量的確定，可以考慮負(fù)載類型，實際的負(fù)載能力和其他因素。

3.2UPS的使用

使用ups時，應(yīng)確保在清潔通風(fēng)的工作環(huán)境下，避免溫度影響其使用壽命，避免串聯(lián)廠家、性能、容量、電池不同，以免影響UPS電池的實際性能。開機(jī)時接通電源開關(guān)，然后依次啟動負(fù)載，其中顯示器等大電流沖擊負(fù)荷應(yīng)優(yōu)先打開，然后小負(fù)荷再打開，最后打開UPS面板開關(guān)，使其處于逆變狀態(tài)；當(dāng)它關(guān)閉時，負(fù)載、面板開關(guān)和市電供應(yīng)依次關(guān)閉。在實際應(yīng)用過程中，盡可能給UPS負(fù)載輸出控制在60%左右，因為如果滿負(fù)荷運(yùn)行，可能會損壞整流濾波器、逆變器，而輕負(fù)荷運(yùn)行容易導(dǎo)致電池?fù)p壞；如果在電源的機(jī)械和電氣系統(tǒng)長期的穩(wěn)定性來看，為安全起見，建議每2至3個月對市電輸入進(jìn)行斷電操作，使UPS處于工作狀態(tài)，等待儲能不足然后報警后再恢復(fù)供電，用來提高UPS電池的活性，延長其使用壽命。為了保證設(shè)備在同一時間的正常運(yùn)行，避免事故的發(fā)生，應(yīng)連接4Ω接地電阻，提高接地保護(hù)的能力。

3.3UPS故障處理

UPS用于高速公路機(jī)電系統(tǒng)，可能會出現(xiàn)故障，如果不能有效的處理故障，是很容易為系統(tǒng)電源穩(wěn)定性埋下安全隱患，所以如果電源中斷，無法為UPS提供電源，導(dǎo)致UPS關(guān)機(jī)，應(yīng)更換電池，使電力可以盡快恢復(fù)；如果UPS經(jīng)常轉(zhuǎn)換到旁路電源和影響穩(wěn)定的電力供應(yīng)，可在旁路模式集中啟停設(shè)備，重新啟動后，UPS設(shè)備避免沖擊電流，也可以在正常方式下逐步加載用于分散沖擊電流；若UPS無法正常啟動，應(yīng)先后對其輸入電壓、三相輸入進(jìn)行檢查，以此確定是否存在電壓相序有誤、零線與火線接反、缺相等故障，進(jìn)而予以針對性的解決；如果UPS的實際放電時間低于標(biāo)準(zhǔn)時間，可能是充電器故障或電池的損耗，這時可通過重新放電進(jìn)行驗證，必要時應(yīng)更換電池，但應(yīng)注意先關(guān)閉電池后面板開關(guān)，然后用絕緣膠布將固定扳手包好，用于避免電流釋放對人的傷害。

3.4UPS日常維護(hù)

除了保證合理的選擇，在使用過程中，日常維護(hù)也是UPS在高速公路機(jī)電系統(tǒng)的重要工作之一，畢竟公路環(huán)境比較惡劣，干擾較大，而UPS與機(jī)械和電氣系統(tǒng)的監(jiān)控、通信、供電和充電設(shè)備直接有關(guān)，如電壓運(yùn)行穩(wěn)定，所以加強(qiáng)對其的維護(hù)具有重大的意義。這就要求我們完善的日常管理制度，定期檢查和維護(hù)，如檢查主機(jī)、配電、連接端口的鉛電池，看是否有接觸不良現(xiàn)象，檢查電纜、柔性接頭、饋線母線連接是否可靠，檢查自動保護(hù)，故障指示、報警等是否正常，檢查風(fēng)扇電機(jī)溫度、主要模塊是否在正常范圍內(nèi)，檢查內(nèi)部設(shè)備是否有異常，測量溫度和壓力的下降是否正常等，以及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，在此之外，還應(yīng)定期對網(wǎng)格，散熱風(fēng)口進(jìn)行必要的清洗，以提高UPS電源的可靠性，延長其使用壽命。UPS在高速公路機(jī)電系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)顯示出了巨大的作用，相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，UPS將逐漸向網(wǎng)絡(luò)化、智能化數(shù)字控制方式發(fā)展，它的自動檢測、直流啟動，雙機(jī)熱備份，過載能力強(qiáng)，自我保護(hù)功能會越來越完善，為機(jī)電系統(tǒng)提供一個更加穩(wěn)定，安全和不間斷的電源。

4、UPS發(fā)展方向

（1）智能化、網(wǎng)絡(luò)化的全數(shù)字控制方式。通過內(nèi)部的CPU機(jī)器進(jìn)行編程控制的。UPS可以連接多個計算機(jī)系統(tǒng)，同時通信接口與計算機(jī)通信可以使用，使用智能化監(jiān)控軟件及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可進(jìn)行方便、高效地管理整個計算機(jī)系統(tǒng)。（2）高可靠性和安全性。配備自動檢測、自我保護(hù)、直流啟動、過載能力高、雙機(jī)熱備份功能。

結(jié)語：

近年來，隨著公路事業(yè)的蓬勃發(fā)展，推動了UPS在機(jī)械和電氣系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，這主要是由于其優(yōu)勢持續(xù)提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)，因此，為保持電壓穩(wěn)定和設(shè)備的正常運(yùn)行提供了重要保障，我們有必要研究高速公路機(jī)電系統(tǒng)中UPS的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)不足，及時改進(jìn)，更好地推動UPS電源為高速公路的發(fā)展和機(jī)電系統(tǒng)系提供服務(wù)。

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作者簡介：

吳戰(zhàn)鋒，浙江泰侖電力集團(tuán)有限責(zé)任公司。