电力自动化系统UPS供电方案可靠性微探

林建全

摘  要：电力自动化系统内部结构非常复杂，在运行期间一旦发生故障将会严重影响设备功能效果，还容易使装置内部元件过早损耗，从而降低设备应用率。为了解决这方面问题，保证UPS电源可以稳定、安全的运行，提升UPS装置的可靠性就显得至关重要，文章将分析UPS装置的可靠性因素，并提出提高UPS装置供电可靠性的方案。

关键词：UPS;电力自动化系统;供电方案;可靠性

中图分类号：TM76         文献标志码：A         文章编号：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

在国民经济高速发展的环境下，城市大众电器的应用越来越多也越加频繁，导致电能需求量与日俱增，为了满足大众日常生活工作需要，应该创新电网运行模式，创新传统电力自动化系统运行模式，借助UPS与电力自动化系统各自优势，确保UPS应用于电力自动化系统后，可以提升电源供电的可靠性。

1 UPS的基本相关概述

UPS电源是将主机与蓄电池以直连的方式连接，并利用主机逆变器以及其他功能模块，将直流电转换成交流电的系统设备，在设备众多内部模块作用下，可以在极大程度上提升直流电转换的稳定性。目前，UPS电源因为其在供电方面具备不间断电力供应的能力，可以保证电力稳定、长久地进行集中供电作业，所以电力企业将其用于电力电子设备中，完成电力供应作业。

UPS在应用期间具备电力输送稳定的特征，同时还具有不间断供电、稳压、滤波的作用，所以在应用过程中，得到市场较高的评价，企业应用与市电供应借助UPS内部逆变器、滤波器及稳压器，在众多模块电路作用下，可以降低市电对装置供电造成的不利干扰，确保电气设备可以按照工作要求正常进行供电作业。另一方面，UPS电源即便在输电中断后，UPS依然可以凭借内部模块电路辅助，通过直流供电组件，安全稳定的完成直流电与交流电的转换工作，可以保证设备在工作状态下正常运转。另外，UPS电源内部设有诸多模块电路，在市电与电池供电转换过程中，并没有时间间隔，从而可以进一步提升电能负载设备输电的稳定性。

2 电力自动化系统UPS装置的可靠性分析

目前，UPS装置因自身具备不间断供电稳压等功能特性，所以活跃于通信系统、微型控制系统、事故照明等。在我国科技高速发展的过程中，装置向自动化、智能化方向发展，电力行业需要具备与时俱进的发展意识，为实现电力供应的连续可靠稳定，需考虑UPS装置中的设计要点，并对UPS可靠性进行分析。

首先，电力UPS与直流屏一起组成专用不间断电源，直流屏对蓄电池组进行充能并对直流负载提供电源，对电力系统能否正常工作起着非常重要的作用。UPS在众多模块电路作用下，使内部装置可以在充足电能状态下正常运行，其中直流屏是蓄电池可以获得持续电能供应的重要组件。

为了提升UPS装置的应用时间，确保UPS装置可以正常进行各项工作，需要提升蓄电池储能的容量，还需要合理设计UPS内部模块，完成市电中断后自动供电工作，在电力自动化系统下，确保UPS装置供电能力满足工作需求，完成不间断输送电力的任务。

其次，蓄电池组模块是为UPS持续供电的核心模块之一，收集蓄电池组在故障平均修复时间与其平均无故障工作时间，发现蓄电池在这两方面的数据均服从指数分布。另外故障状态、正常状态、失电状态等均是蓄电池的工作状态，掌握蓄电池组工作参数，完成故障平均修复时间抽样统计表，并根据统计结果研究蓄电池组工作规律，发现蓄电池组充放电时间以及电池实时容量间的内在联系，根据掌握的情况分析蓄电池主要在不同状态下作业情况。并通过实时容量与恒定放电电流比值，测定蓄电池组工作状态。在蓄电池组模块作用下，提升设备传输工作的平稳性、可靠性。

再次，发电机对UPS电源进行供电，其有三个状态分别为检修状态、正常状态、故障状态，需要掌握UPS发电机输入方式，了解其对UPS起到的作用，需要使用逆变法分析发电机状态，通过无故障时间统计制作发电机故障，掌握发电机指数与装置修复率的内在联系，从两者间内在联系层面出发，应用数学算式作为测算检修时间是否正常的參数，通过发电机模块测定，掌握其在UPS装置内部运行期间是否正常。UPS装置内部多个工作模块，在应用期间均可以通过分析测算，掌握模块运行情况，并根据模块稳定性分析，及时发现装置内部存在的问题，确认装置发生故障的危险部位，并进行集中管制。

最后，UPS供电方案设计是重要的核心内容，需要从多个角度分析。我们应该了解UPS装置特点，对供电系统进行状态监控，UPS装备内部包含滤波模块、整流模块、充电模块、逆变模块、自动转换开关模块、监控模块、蓄电池组等模块，在UPS供电过程中对各模块工作状态进行评估预测，分析各模块工作参数，考虑电池组故障检修以及其他模块故障调控等工作。从供电可靠性角度思考，选择最适合的供电方案策略。

3 电力自动化系统UPS供电方案可靠性策略

3.1 加强UPS的日常维修和定期检修

UPS内部由多个功能模块构成，在电力自动化系统运行期间，如果因内部元件发生故障，导致供电作业中断后，可以在内部功能模块的作用下，确保装置依然可以稳定运转，掌握UPS装置内部结构，还需要根据工作要求，定期对UPS装置进行日常维护，测算元器件工作时间，并根据元器件使用寿命，设计UPS装置检修计划，保证UPS装置检修工作可以顺利进行，减少装置运行期间故障发生的次数，元器件发生故障的次数与其使用寿命有一定的关联，通过日常维护防止元器件烧毁装置，可以在一定程度上增长装置使用年限，从而间接提升企业经济效益。

UPS应用期间，通过运维工作掌握其运行情况，测试设备内部元件是否存在问题，设备运行一段时间后，内部必然会沉积灰尘，如果不能及时清扫设备，内部灰尘很可能会导致各元件基础发生障碍，为了避免灰尘堆积导致元器件接触不良等情况出现，需要通过日常监管，定期除灰。另外，需要在UPS电源发生故障后，根据故障分析结果，查找电源发生故障的原因，并进行故障点排查，确定UPS电源故障位置。制定检测方案，掌握故障排查要点，并根据方案检测流程逐步排查设备内部元件，通过科学系统的排查流程，可以提升故障检修速度。

3.2 采用双机并联冗余方案，提升系统的可靠性

为了进一步提升电力自动化系统可靠性，采用UPS双机并联冗余的方案，来提高UPS供电方案的可靠性，并开展不定期检测，从而实时掌握UPS装置运行各时段工作情况。

双机备用供电，会使用两台UPS电源，应用两台UPS电源与母线共同负责系统负载运行工作，在电力自动化系统运行期间，当装置内其中一台UPS电源发生故障后，由另一台UPS电源进行电力系统负载运行。当两台UPS电源装置同时发生故障，母线自动承担负载供电作业。在负载运行期间，装置配备两台UPS电源，可以在极大程度上防止因为装置内任意元件发生故障对负载运行带来的影响，使用双机备用供电的方式，可以提升系统运行的可靠性，防止模块发生故障后，冗余容量无法完成在线负载运行。

3.3 多机并联的供电方案，保障系统可靠性

多机并联适用于大型机构，为其内部电力系统进行持久供电，由多个UPS电源以并联的方式进行负载供电，可以提升供电的稳定性，同时使用多机并联供电在后期维护工作也相对比较简单，直接替换故障的机器维持不间断的供电进行修复。另外，使用UPS多机并联供电的方式，可以应用双电源负载或多条相对独立线路，减少后期负载转换浪费的能量，还能进一步简化配置结构，提升系统运行的可靠性。

4 结束语

UPS供电方案需要从实际出发，为电力自动化系统可以持续供电，应该分析UPS系统电源应用于电力自动化系统后的工作表现，还应该保证UPS供电方案可以使系统可以稳定、可靠的运行。并分析双机并联、多机并联UPS电源在其中的应用表现，并在后期加大对方案的研究力度，一旦发现装置运行存在问题，需要及时优化装置内部结构，进一步提升UPS装置运行的可靠性。

参考文献：

[1]曾伟.电力自动化系统中UPS电源技术的应用分析[J].中国设备工程，2019（16）：169-170.

[2]于成功.电力自动化系统UPS供电方案的可靠性研究[J].电脑编程技巧与维护，2019（03）：46-47+79.

[3]于希軍，刘杰，武丙顺.基于EPON模式的分布式电源自动化通信系统及安全机制[J].数字通信世界，2018（11）：276.