UPS（不間斷電源）基礎(chǔ)知識詳解

某變電站內(nèi)UPS系統(tǒng)由于線路老化，發(fā)生相間短路。故障電流導(dǎo)致UPS電源屏內(nèi)起火，進(jìn)一步導(dǎo)致交流串直流，并擊穿測控裝置中的壓敏電阻導(dǎo)致直流系統(tǒng)多點(diǎn)接地，最終導(dǎo)致后臺監(jiān)控系統(tǒng)及遠(yuǎn)方通信失電。

-- 一起真實(shí)的事故

UPS中文為“不間斷電源”。是一種含儲能裝置，以整流器、逆變器為主要組成部分，為變電站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)化儀表、遠(yuǎn)方通信系統(tǒng)等設(shè)備提供恒壓恒頻的不間斷電源。

UPS系統(tǒng)的主要作用有兩方面：

（1）做為重要設(shè)備的交流供電電源，防止市電突然斷電而影響正常工作，給設(shè)備造成損害；

（2）消除市電中的電涌、瞬間高/低電壓、電線噪聲和頻率偏移等“電源污染”，改善電源質(zhì)量，為計(jì)算機(jī)等提供高質(zhì)量的電源。

UPS系統(tǒng)主要有有三種類型：后備式、互動(dòng)式、在線式。

（1）后備式：具備自動(dòng)穩(wěn)壓、斷電保護(hù)等功能，轉(zhuǎn)換時(shí)間10ms左右，逆變輸出的交流電是方波，結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜；

（2）互動(dòng)式：具有濾波功能，抗市電干擾能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)換時(shí)間小于4ms，逆變輸出為模擬正弦波，價(jià)格遠(yuǎn)低于在線式；

（3）在線式：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，性能完善，能夠持續(xù)不中斷輸出純凈正弦波交流電，能夠解決尖峰、浪涌、頻率漂移等全部的電源問題；價(jià)格高，通常應(yīng)用在關(guān)鍵計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等對電力要求苛刻的環(huán)境中。

變電站內(nèi)UPS系統(tǒng)一般由電力UPS主機(jī)、旁路穩(wěn)壓柜、輸出饋線柜等三部分組成（小功率時(shí)也可三合一）。

結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，簡單說說幾個(gè)比較重要的部分的用處。

整流器：

有兩個(gè)主要功能：

第一，將交流電（AC）變成直流電（DC），經(jīng)濾波后供給逆變器；

第二，給蓄電池提供充電電壓，起到一個(gè)充電器的作用；

逆變器：

將直流電（DC）轉(zhuǎn)化為交流電（AC），供給負(fù)載使用；

蓄電池：

UPS用來作為儲存電能的裝置，使其在市電失電時(shí)，可以將直流電逆變后，為負(fù)載提供不間斷電源。其容量大小決定了其維持放電（供電）的時(shí)間 ；

靜態(tài)開關(guān)：

又稱靜止開關(guān)，是用兩個(gè)可控硅（SCR）反向并聯(lián)組成的一種交流開關(guān)，其閉合和斷開由邏輯控制器控制；

隔離變壓器、穩(wěn)壓器：

在輸入或輸出部分將交流與直流隔離，穩(wěn)壓器除了隔離之外還有穩(wěn)定電壓的作用；

UPS有4種運(yùn)行模式，將UPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化后示意圖如下：

（1）正常操作模式：

在正常交流電源供應(yīng)下，整流器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，將市電中的“電源污染”消除，并同時(shí)對蓄電池充電。再供給逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，提供更穩(wěn)定的電源給負(fù)載。

（2）停電模式：

當(dāng)交流電源發(fā)生異?；蛘髌鳌㈦娍蛊鞴收蠒r(shí)，蓄電池組提供直流電給逆變器，使交流輸出不會有中斷，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)負(fù)載的作用。

（3）備用電源模式：

當(dāng)逆變器發(fā)生異常狀況如逆變器保險(xiǎn)絲熔斷、短路等故障時(shí)，逆變器會自動(dòng)切斷以防止損壞，若此時(shí)旁路交流電源正常時(shí)，靜態(tài)開關(guān)會將電源供應(yīng)轉(zhuǎn)為由旁路備用電源輸出給負(fù)載使用。

（4）維護(hù)旁路模式：

當(dāng) UPS要進(jìn)行維修或更換電池而且負(fù)載供電又不能中斷時(shí)，可以先切斷逆變器開關(guān)然后激活維修旁路開關(guān)，再將整流器和旁路開關(guān)切斷。交流電源經(jīng)由維護(hù)旁路開關(guān)繼續(xù)供應(yīng)交流電給負(fù)載，此時(shí)，維護(hù)人員可以安全地對UPS 進(jìn)行維護(hù)。

（來源：157繼保教室，版權(quán)歸原作者）