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UPS及EPS的应用技术与发展趋势

来源:    作者:    发布时间:2015-02-28 10:01:36    浏览量:

供电系统除了要向负载提供高质量的电源外,保证供电的连续性已经成为重要的不可缺少的功能,不间断供电系统(UPS)就是在这种形势下应运而生的。UPS供电系统从产生到现在已有几十年的发展历程,在技术不断发展和改进的过程中,其保护功能也在不断地发生变化,特别是在网络技术高速发展的今天,这种变化就更明显,图1显示了这个变化过程。1993年以前着重追求对硬件的保护,1993年开始,更多的用户把电源对数据的保护要求放在了最重要电感生产的地位。

图1 供电系统保护功能的变化

1.3 一体化网络系统

随着网络应用的深入和用户需求的个性化,对UPS的应用要求呈现高可靠性、可管理性以及经济性并重的趋势,集不间断电源、机柜、电源管理、散热、电力电缆和数据布线为一体的全套电源供应与管理的“整体方案”可以大大便利用户的选购、安装、维护和扩容,降低日常管理、维护的成本。这种应用趋势演变为厂商之间综合实力的竞争,包含产品技术、方案提供以及现场服务等多方面的因素。

当前所说供电机房已不再是传统意义的UPS设备,而是网络关键物理基础设施的体现,它是一套集成系统,UPS设备只能说成是该系统的核心部件。

由于UPS和EPS(应急电源)等电源保障系统是支持大型电脑、电子设备、电机设备系统的,这些系统要有集中测控的设备来监控整个过程的运行。10年前电源保障比较简单,只是单机单元进行监视与维护。后来随着系统愈来愈大,所用的UPS容量也愈来愈大,并要求高可靠性。例如民航导航与空管站的UPS,要求有两套来自不同电网的功率电感特性均分并机系统,两台UPS再并机,即用双总线系统来保证高可靠性与高可用性。如一台UPS出故障,可由并机的另一台承担。一路市电出问题,还有另一路市电来承担。与此同时还要求能监控每一块电池,对发电机组也需监控,对电机的起动电池也得监控。于是电源就成了一个与负载——电脑设备、电子设备、机电设备同等重要而复杂的系统。当然,技术上是可以解决的,但最终受限于成本和价格。于是电源网络化与IT化结合起来,形成“电源、发电机、电池及被保护的电脑、电子、机电”网络一体化的系统。也就是把UPS、EPS、电池、发电机,与被保护的电脑、电子、机电系统看作是一个整体。即“电源、电池、电机、电脑、电子、机电”的“六电一体化网络系统”。

只顾眼前利益忽视安全要求是非常危险的。近来报道的一些厂矿事故、城市火灾、坍塌事故等乃是这种意识的严重后果。对于“六电一体网”的建设绝不是一个把UPS、EPS、电池、电机与被保护的电脑、电子(如雷达、导航、通信)、机电设备(自动化系统)简单地接在一个Ethernet(以太网)上就行了。还要保证物流、能流、人流与电感器生产信息流能够充分地流动起来。

2 UPS与EPS的应用特点

2.1 常用型UPS的特点及功能

U PS按其设计原理与工作方式可分为离线式UPS、在线式UPS、在线互动式UPS三种。

离线式UPS亦称后备式UPS,以小功率(5kVA以下)为主,主要对市电进行滤波、稳压调整,以便向负载提供更为稳定的电压,同时通过充电器把电能转变为化学能储存在蓄电池内,一旦电力中断、电网电压或电网频率超出UPS的输入范围,可在极短的时间内(几ms)开启自身的储备电源,向负载供电,此类UPS的特点是转换效率高、易于维护且价格低廉,为绝大多数中小功率用户电源保护的首选。

在线式UPS以中大功率(5kVA以上)为主,逆变器始终处于工作状态,与用电设备同时运行,在供电状态下的主要功能是稳压和防止电压波动和干扰,避免负载遭到长期低品质电感器生产厂家电力的侵害,一旦市电中断,UPS中的逆变器会利用机内蓄电池所提供的电能来维持负载的正常运转,供电转换时间为零,真正实现了不间断供电。该类UPS供电质量高,但价格昂贵。

在线互动式UPS以网络使用为主,它结合了离线式效率高和在线式供电质量高的特点,与离线式UPS相比切换时间短。

一台UPS应该包括传统意义上的以下环节和功能:能在各种复杂的电网环境下运行;在运行中不会对市电产生附加的干扰;输出电性能指标应该是全面的、高质量的,能满足负载的各项要求;UPS本身应具有很高的效率,有接近实际市电的输出能力;是一台智能化程度很高的设备,有高度智能化的自检功能,自动显示、报警、状态记忆功能,以及通讯功能;UPS不仅向由它直接供电的各种硬件设备提供全面的保护,在互联网时代,还应该向他们所运行的软件以及数据传输途径提供安全可靠的保护,可配置相应的电源监控软件,使其具有远程管理能力,使用户可执行UPS与网络管理平台之间的监控和数据通讯操作。

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    是抄板嗎?


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