電力自動化系統UPS供電方案可靠性微探

林建全

摘 ?要：電力自動化系統內部結構非常復雜，在運行期間一旦發生故障將會嚴重影響設備功能效果，還容易使裝置內部元件過早損耗，從而降低設備應用率。為了解決這方面問題，保證UPS電源可以穩定、安全的運行，提升UPS裝置的可靠性就顯得至關重要，文章將分析UPS裝置的可靠性因素，并提出提高UPS裝置供電可靠性的方案。

關鍵詞：UPS;電力自動化系統;供電方案;可靠性

中圖分類號：TM76 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）28-0129-02

Abstract： The internal structure of the power automation system is very complex. Once a failure occurs during the operation， it will seriously affect the functional effect of the equipment， and it is easy to make the internal components of the device wear out prematurely， thus reducing the application rate of the equipment. In order to solve this problem and ensure the safe and stable operation of the UPS power supply， it is very important to improve the reliability of the UPS device. This paper analyzes the reliability factors of the UPS device and puts forward a scheme to improve the power supply reliability of the UPS device.

Keywords： UPS; power automation system; power supply scheme; reliability

引言

在國民經濟高速發展的環境下，城市大眾電器的應用越來越多也越加頻繁，導致電能需求量與日俱增，為了滿足大眾日常生活工作需要，應該創新電網運行模式，創新傳統電力自動化系統運行模式，借助UPS與電力自動化系統各自優勢，確保UPS應用于電力自動化系統后，可以提升電源供電的可靠性。

1 UPS的基本相關概述

UPS電源是將主機與蓄電池以直連的方式連接，并利用主機逆變器以及其他功能模塊，將直流電轉換成交流電的系統設備，在設備眾多內部模塊作用下，可以在極大程度上提升直流電轉換的穩定性。目前，UPS電源因為其在供電方面具備不間斷電力供應的能力，可以保證電力穩定、長久地進行集中供電作業，所以電力企業將其用于電力電子設備中，完成電力供應作業。

UPS在應用期間具備電力輸送穩定的特征，同時還具有不間斷供電、穩壓、濾波的作用，所以在應用過程中，得到市場較高的評價，企業應用與市電供應借助UPS內部逆變器、濾波器及穩壓器，在眾多模塊電路作用下，可以降低市電對裝置供電造成的不利干擾，確保電氣設備可以按照工作要求正常進行供電作業。另一方面，UPS電源即便在輸電中斷后，UPS依然可以憑借內部模塊電路輔助，通過直流供電組件，安全穩定的完成直流電與交流電的轉換工作，可以保證設備在工作狀態下正常運轉。另外，UPS電源內部設有諸多模塊電路，在市電與電池供電轉換過程中，并沒有時間間隔，從而可以進一步提升電能負載設備輸電的穩定性。

2 電力自動化系統UPS裝置的可靠性分析

目前，UPS裝置因自身具備不間斷供電穩壓等功能特性，所以活躍于通信系統、微型控制系統、事故照明等。在我國科技高速發展的過程中，裝置向自動化、智能化方向發展，電力行業需要具備與時俱進的發展意識，為實現電力供應的連續可靠穩定，需考慮UPS裝置中的設計要點，并對UPS可靠性進行分析。

首先，電力UPS與直流屏一起組成專用不間斷電源，直流屏對蓄電池組進行充能并對直流負載提供電源，對電力系統能否正常工作起著非常重要的作用。UPS在眾多模塊電路作用下，使內部裝置可以在充足電能狀態下正常運行，其中直流屏是蓄電池可以獲得持續電能供應的重要組件。

為了提升UPS裝置的應用時間，確保UPS裝置可以正常進行各項工作，需要提升蓄電池儲能的容量，還需要合理設計UPS內部模塊，完成市電中斷后自動供電工作，在電力自動化系統下，確保UPS裝置供電能力滿足工作需求，完成不間斷輸送電力的任務。

其次，蓄電池組模塊是為UPS持續供電的核心模塊之一，收集蓄電池組在故障平均修復時間與其平均無故障工作時間，發現蓄電池在這兩方面的數據均服從指數分布。另外故障狀態、正常狀態、失電狀態等均是蓄電池的工作狀態，掌握蓄電池組工作參數，完成故障平均修復時間抽樣統計表，并根據統計結果研究蓄電池組工作規律，發現蓄電池組充放電時間以及電池實時容量間的內在聯系，根據掌握的情況分析蓄電池主要在不同狀態下作業情況。并通過實時容量與恒定放電電流比值，測定蓄電池組工作狀態。在蓄電池組模塊作用下，提升設備傳輸工作的平穩性、可靠性。

再次，發電機對UPS電源進行供電，其有三個狀態分別為檢修狀態、正常狀態、故障狀態，需要掌握UPS發電機輸入方式，了解其對UPS起到的作用，需要使用逆變法分析發電機狀態，通過無故障時間統計制作發電機故障，掌握發電機指數與裝置修復率的內在聯系，從兩者間內在聯系層面出發，應用數學算式作為測算檢修時間是否正常的參數，通過發電機模塊測定，掌握其在UPS裝置內部運行期間是否正常。UPS裝置內部多個工作模塊，在應用期間均可以通過分析測算，掌握模塊運行情況，并根據模塊穩定性分析，及時發現裝置內部存在的問題，確認裝置發生故障的危險部位，并進行集中管制。

最后，UPS供電方案設計是重要的核心內容，需要從多個角度分析。我們應該了解UPS裝置特點，對供電系統進行狀態監控，UPS裝備內部包含濾波模塊、整流模塊、充電模塊、逆變模塊、自動轉換開關模塊、監控模塊、蓄電池組等模塊，在UPS供電過程中對各模塊工作狀態進行評估預測，分析各模塊工作參數，考慮電池組故障檢修以及其他模塊故障調控等工作。從供電可靠性角度思考，選擇最適合的供電方案策略。

3 電力自動化系統UPS供電方案可靠性策略

3.1 加強UPS的日常維修和定期檢修

UPS內部由多個功能模塊構成，在電力自動化系統運行期間，如果因內部元件發生故障，導致供電作業中斷后，可以在內部功能模塊的作用下，確保裝置依然可以穩定運轉，掌握UPS裝置內部結構，還需要根據工作要求，定期對UPS裝置進行日常維護，測算元器件工作時間，并根據元器件使用壽命，設計UPS裝置檢修計劃，保證UPS裝置檢修工作可以順利進行，減少裝置運行期間故障發生的次數，元器件發生故障的次數與其使用壽命有一定的關聯，通過日常維護防止元器件燒毀裝置，可以在一定程度上增長裝置使用年限，從而間接提升企業經濟效益。

UPS應用期間，通過運維工作掌握其運行情況，測試設備內部元件是否存在問題，設備運行一段時間后，內部必然會沉積灰塵，如果不能及時清掃設備，內部灰塵很可能會導致各元件基礎發生障礙，為了避免灰塵堆積導致元器件接觸不良等情況出現，需要通過日常監管，定期除灰。另外，需要在UPS電源發生故障后，根據故障分析結果，查找電源發生故障的原因，并進行故障點排查，確定UPS電源故障位置。制定檢測方案，掌握故障排查要點，并根據方案檢測流程逐步排查設備內部元件，通過科學系統的排查流程，可以提升故障檢修速度。

3.2 采用雙機并聯冗余方案，提升系統的可靠性

為了進一步提升電力自動化系統可靠性，采用UPS雙機并聯冗余的方案，來提高UPS供電方案的可靠性，并開展不定期檢測，從而實時掌握UPS裝置運行各時段工作情況。

雙機備用供電，會使用兩臺UPS電源，應用兩臺UPS電源與母線共同負責系統負載運行工作，在電力自動化系統運行期間，當裝置內其中一臺UPS電源發生故障后，由另一臺UPS電源進行電力系統負載運行。當兩臺UPS電源裝置同時發生故障，母線自動承擔負載供電作業。在負載運行期間，裝置配備兩臺UPS電源，可以在極大程度上防止因為裝置內任意元件發生故障對負載運行帶來的影響，使用雙機備用供電的方式，可以提升系統運行的可靠性，防止模塊發生故障后，冗余容量無法完成在線負載運行。

3.3 多機并聯的供電方案，保障系統可靠性

多機并聯適用于大型機構，為其內部電力系統進行持久供電，由多個UPS電源以并聯的方式進行負載供電，可以提升供電的穩定性，同時使用多機并聯供電在后期維護工作也相對比較簡單，直接替換故障的機器維持不間斷的供電進行修復。另外，使用UPS多機并聯供電的方式，可以應用雙電源負載或多條相對獨立線路，減少后期負載轉換浪費的能量，還能進一步簡化配置結構，提升系統運行的可靠性。

4 結束語

UPS供電方案需要從實際出發，為電力自動化系統可以持續供電，應該分析UPS系統電源應用于電力自動化系統后的工作表現，還應該保證UPS供電方案可以使系統可以穩定、可靠的運行。并分析雙機并聯、多機并聯UPS電源在其中的應用表現，并在后期加大對方案的研究力度，一旦發現裝置運行存在問題，需要及時優化裝置內部結構，進一步提升UPS裝置運行的可靠性。

參考文獻：

[1]曾偉.電力自動化系統中UPS電源技術的應用分析[J].中國設備工程，2019（16）：169-170.

[2]于成功.電力自動化系統UPS供電方案的可靠性研究[J].電腦編程技巧與維護，2019（03）：46-47+79.

[3]于希軍，劉杰，武丙順.基于EPON模式的分布式電源自動化通信系統及安全機制[J].數字通信世界，2018（11）：276.