高速公路機電工程中UPS的運用論文

高速公路機電工程中UPS的運用論文

　　UPS，即不間斷電源，是能夠給予持續、穩定、不間斷的電源供應的重要外部設備。下面是小編收集整理的高速公路機電工程中UPS的運用論文，希望對您有所幫助！

　　【摘要】：在高速公路機電工程中，UPS對于保障機電工程的穩定運行起著關鍵的作用。本文就UPS在高速公路機電工程中的應用進行詳細的介紹。

　　【關鍵詞】：UPS；機電工程；高速公路

　　1 引 言

　　UPS（Uninterruptible Power Supply），即不間斷電源，是能夠給予持續、穩定、不間斷的電源供應的重要外部設備。從原理上來說，UPS是一種電力電子設備，它將自動控制逆變器與免維護貯能裝置集合于一身；從功能上來說，UPS可以在市電出現異常時消除“電源污染”，還可以防止因為市電突然中斷而影響正常工作，保障系統在斷電之后能持續工作一定時間，使用戶有充足的時間應對，并且保護系統軟、硬件；從用途上來說，隨著信息化社會的來臨，UPS 廣泛地應用于從信息采集、傳送、處理、儲存到應用的各個環節，其重要性是隨著信息應用重要性的日益提高而增加的。

　　2 高速公路機電工程三大系統配備UPS的必要性

　　UPS 可從電路主結構、后備時間、輸入/輸出方式、輸出波形和輸出容量等5個方面對其進行分類，其中按電路主結構進行分類是目前最常用的方法�！半x線式UPS”，其工作方式為：市電正常時僅對市電進行穩壓工作，此時UPS 處于蓄電池充電狀態；一旦市電異常，后備式UPS 就會迅速切換，變成逆變狀態，實現對負載的繼續供電。后備式UPS 的優點是運行起來效率高、噪音低，然而這種UPS 需要切換時間，一般為4～10 ms，所以價格相對便宜，主要適用于市電波動不大、對供電質量要求不高的場合。它對一般的計算機設備的工作不會造成影響，但不適用于關鍵性的供電不能中斷的場所�！� 雙變換UPS”，它具有高質量的逆變器，逆變器一直處于工作狀態。當市電正常時，在線式UPS 的主要功能是穩定電壓并防止電波干擾；而當市電中斷時，它便使用備用直流電源（蓄電池組）給逆變器供電。由于逆變器一直在工作，因此在線式UPS 不存在切換時間問題，且供電持續時間長，它的主要功能是使設備在停電時像平常一樣工作，顯然，由于功能的特殊性，其價格也明顯要高出很多。

　　實現電網與用電器之間的隔離，實現兩路電源的不間斷切換，提供高質量電源，具有電壓變換和頻率變換功能，能在停電后提供后備時間。這是一種智能化的UPS，它集中了后備式UPS 高效和在線式UPS 高質供電的優點。在輸入市電正常時，在線互動式UPS 的逆變器處于反向工作（即整流工作）狀態，給電池組充電；而輸入市電異常時，逆變器立刻轉為逆變工作狀態，將電池組儲備的電能轉換為交流電輸出，因此在線互動式UPS 也有轉換時間。這種UPS 轉換時間短于后備式UPS，保護功能強，而其最大的優點是可以方便地上網，進行UPS 的遠程控制和智能化管理。但由于穩頻特性不夠理想，它不適合用作常延時的UPS 電源。

　　3 如何給高速公路機電設備配備UPS

　　多采用雙逆變電壓補償技術，也稱“Delta 技術”，當市電正常時，2組逆變器只對輸入電壓與輸出電壓的差值進行調整和補償。逆變器承擔的最大功率僅為輸出功率的20%，所以功率強度很小，功率余量大，這就增強了UPS 的輸出能力和過載能力。串并聯調整式UPS 不需限制負載電流波峰系數和負載功率因數，輸出有功功率可以等于標定值。

　　配備有內置蓄電池組的UPS，需外接蓄電池組的UPS，長效機的容量有幾百伏安到幾十千伏安可供選擇�？煞譃槲⑿蚒PS、小型UPS、中型UPS 及大型UPS。由于UPS 功能的不同，其主電路結構和工作原理區別很大，但一般都包括以下組成部分：整流充電器是把交流電轉換成直流電的裝置。它主要有兩個功能：第一，將交流電轉換為直流電，再經濾波后將直流電供給逆變器；第二，給蓄電池提供充電電壓，起到充電器的作用。其性能的優劣直接影響到UPS 的輸入性能指標。

　　可控硅整流器：以晶閘管為基礎，以智能數字控制電路為核心，具有輸出功率大、工作效率高、響應速度快、體積小、重量輕等諸多優點，適用于輸入電壓低、功率大的UPS。

　　二極管與IGBT（絕緣柵雙極晶體管）組合型整流器：工作頻率高，具有功率因數校正功能，濾波器體積小，噪聲低，可靠性高，適用于中小功率UPS。

　　用以把市電經整流后的直流電能或蓄電池的直流電能轉換為電壓和頻率都比較穩定的交流電能，其性能的優劣直接影響到UPS 的輸出性能指標。

　　4 UPS 在高速公路機電系統中的實際應用

　　高速公路機電系統主要由4 項子系統組成，分別是通訊、收費、監控和供電。UPS 作為高速公路機電系統的重要組成部分，在保證計算機數據、通信、收費、監控設備穩定運行和電壓穩定，防止瞬時停電對系統造成危害等方面是非常重要的。由于高速公路范圍廣、線路長，在經過偏遠地區時供電條件十分有限，經常遇到電壓波動幅度大、停電等情況；在經過環境條件不好的地區（比如山洞）時，則面臨環境惡劣、干擾大等問題；再加上系統技術力量薄弱，維修能力無法跟上建設的腳步等等，所以UPS 對于維護高速公路機電系統的穩定性來說意義非常重大，這也要求UPS 能耐惡劣環境，具有無人值守的能力。除此之外，高速公路設計部門為了提高供電系統的可靠性，還在UPS 前面增加了一級參數穩壓器。

　　4.1 UPS 的選型

　　UPS 的功率大小由幾個因素決定：負載功率的大小。一般情況下UPS 的功率是負載功率除以0.8 的大小，但為了保障UPS 的最佳工作狀態，一般是除以0.6。負載類型。高速公路機電系統的設備供電采用相對集中的方式，其中，收費系統和監控中心、分中心及各通信站屬于一類負荷（不容許停電），且設備對電源質量要求較高，因此決定了必須選擇在線式UPS。

　　4.2 UPS 的連接

　　安裝UPS 時，應選擇一個通風良好、清潔的環境，并與其他物體保持一定的距離。配電箱所使用的開關不宜選擇老式的刀閘開關，選用空氣開關時容量要適中。如市電電壓波動較大，應在UPS 前安裝一級參數穩壓器。禁止將不同安時數、不同品牌的蓄電池組合使用。

　　4.3 UPS 的防雷接地

　　雷擊是所有電器的天敵，一定要注意保證UPS 的有效屏蔽和接地保護。為防止寄生電容耦合干擾并保護設備及人身安全，UPS必須接地，且接地電阻不可大于1 Ω。

　　4.4 UPS 的安全操作

　　嚴格按照正確的開、關機順序進行操作，避免突然加載或減載時造成UPS 輸出電壓波動過大。UPS 開機順序必須正確，應先使負載處于關機狀態，在UPS 啟動后再逐一打開負載；關閉時順序則相反。

　　4.5 定期維護

　　通常，每半年應該測量UPS 的電池端電壓。如果電壓差超過1V，則使用均衡的恒壓限流（0.5A）充電，如果沒有效果，則必須換新電池。如果某地長期不停電，必須定期（3 個月）人為中斷供電，使UPS 帶負載放電。

　　5 UPS 的發展方向

　　智能化、網絡化的全數字控制方式。通過UPS 內部的CPU 對機器參數進行編程控制；一臺UPS 可以同時連接多臺電腦系統；可利用通訊接口與計算機通訊，并配合智能化監控軟件及網絡協議使用戶方便、高效地在本地甚至遠程分析、管理整個計算機及UPS 系統。高可靠性與安全性。具備自動偵測、自我保護、直流開機、高過載能力及雙機熱備份功能。

　　6 結 語

　　正確、安全地使用和維護好UPS，將使高速公路機電系統及其他應用UPS 供電的設備得到安全的保護，以提高負載設備和數據的可靠性、穩定性，從而給用戶創造一個放心的使用環境，并帶來良好的社會效益和經濟效益。

　　【參考文獻】

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　　［2]王愷 高速公路電流供電方案探討[J].中國交通信息產業，2009（9）

　　［3]尹凱 淺論高速公路機電系統全方位管理和養護[J].機電信息，2010（18）

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