浅谈润扬大桥机电系统工程之UPS系统

柳力

摘 要：润扬大桥的机电系统工程中包括供配电系统、照明系统、综合电力监控系统、结构安全监测系统、主缆除湿系统、钢箱梁、锚室、鞍室除湿系统、空调设备、悬索桥电梯、斜拉桥升降机、污水处理设备、雨水泵房、电缆防盗系统、直流屏系统和UPS系统。

关键词：润扬大桥；机电系统工程；UPS

在润扬大桥机电工程中，UPS系统是机电系统工程组成的重要部分。润扬大桥6个收费站点（其中包括主线站、瓜洲站、世业洲站、镇江西站、镇江南站、上党站）、15个供配电房（其中包括主线站配电房、瓜洲站配电房、镇江西配电房、镇江南配电房、上党配电房、悬索南塔下横梁、悬索南塔上横梁、悬索北塔下横梁、悬索北塔上横梁、斜拉南塔下横梁、斜拉南塔中横梁、斜拉北塔下横梁、斜拉北塔上横梁、悬索南锚、悬索北锚）、悬索斜拉桥钢箱梁内都设立的UPS系统，在供配电系统起着重大的作用，是供配电部分不可或缺的一部分。

1 UPS是什么

UPS即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时，UPS立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。

2 UPS的组成

UPS电源系统由五部分组成：主路、旁路、电池等电源输入电路，进行AC/DC变换的整流器（REC），进行DC/AC变换的逆变器（INV），逆变和旁路输出切换电路以及蓄能电池。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高频开关整流器，本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能，从而当外电发生变化时（该变化应满足系统要求），输出幅度基本不变的整流电压。净化功能由储能电池来完成，由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲。储能电池除可存储直流直能的功能外，对整流器来说就象接了一只大容器电容器，其等效电容量的大小，与储能电池容量大小成正比。由于电容两端的电压是不能突变的，即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰，起到了净化功能，也称对干扰的屏蔽。频率的稳定则由变换器来完成，频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定程度。为方便UPS电源系统的日常操作与维护，设计了系统工作开关，主机自检故障后的自动旁路开关，检修旁路开关等开关控制。在电网电压工作正常时，给负载供电如图所示，而且，同时给储能电池充电；当突发停电时，UPS电源开始工作，由储能电池供给负载所需电源，维持正常的生产；当由于生产需要，负载严重过载时，由电网电压经整流直接给负载供电。

3 UPS的工作过程

当市电正常380Vac时，直流主回路有直流电压，供给DC-AC交流逆变器，输出稳定的220V或380Vac交流电压，同时市电经整流后对电池充电。当任何时候市电欠压或突然掉电，则由电池组通过隔离二极管开关向直流回路馈送电能。从电网供电到电池供电没有切换时间。当电池能量即将耗尽时，不间断电源发出声光报警，并在电池放电下限点停止逆变器工作，长鸣告警。不间断电源还有过载保护功能，当发生超载（150%负载）时，跳到旁路状态，并在负载正常时自动返回。当发生严重超载（超过200%额定负载）时，不间断电源立即停止逆变器输出并跳到旁路状态，此时前面输入空气开关也可能跳闸。消除故障后，只要合上开关，重新开机即开始恢复工作。

4 UPS的种类

UPS按工作原理分成后备式、在线式与在线互动式三大类。其中，我们最常用的是后备式UPS，它具备了自动稳压、断电保护等UPS最基础也最重要的功能，虽然一般有10ms左右的转换时间，逆变输出的交流电是方波而非正弦波，但由于结构简单而具有价格便宜，可靠性高等优点，因此广泛应用于微机、外设、POS机等领域。在线式UPS结构较复杂，但性能完善，能解决所有电源问题，如四通PS系列，其显著特点是能够持续零中断地输出纯净正弦波交流电，能够解决尖峰、浪涌、频率漂移等全部的电源问题；由于需要较大的投资，通常应用在关键设备与网络中心等对电力要求苛刻的环境中。在线互动式UPS，同后备式相比较，在线互动式具有滤波功能，抗市电干扰能力很强，转换时间小于4ms，逆变输出为模拟正弦波，所以能配备服务器、路由器等网络设备，或者用在电力环境较恶劣的地区。

5 结束语

确保润扬大桥的正常安全生产，UPS监控系统起着重要的作用。要保证UPS系统的正常运转一定要对整个系统进行全面的维护与保养，这也是我们要做的重要工作。