机电养护专业学术论文--浅谈UPS供电系统的检测与更换
发布时间：
2024-07-02
来源：
机电与信息管理部 卜卓
高速公路供配电系统是为高速公路收费、监控、通信系统的正常运行提供基本的电力保障，其中UPS设备为收费系统提供不间断电力供应，了解它的工作原理和运行状态对机电设备的日常管养至关重要，也为UPS的快速维修及更换提供理论基础。
一、UPS构成及工作原理
UPS不间断系统主要由AC/DC整流器、DC/AC逆变器、控制线路、电池组构成，并由两组UPS主机加配两组直流电池组构成，采用组合并机形式运行，其中工作原理如下：
当UPS正常工作时，箱变通过380V电压输入到主机内，之后分为两个回路进行工作，第一个回路通过充电回路对电池充电，第二个回路是通过整流回路后通过逆变器的转换提供给各路负载设备使用。现有的在线式UPS电力输出全部由逆变器供应，且不论市电输入品质如何，都不影响输出电力的稳定。
当市电出现停电、过压、欠压等状况时，储存于电池中的直流电输入至逆变器再转换为交流电供负载使用，做到了切换不断电的功能。此时的电力来源是电池，但是电池组根据电池块的多少和容量，其内部储存的电力是有限的，因此不断电系统不能无限制供电，再设备满载的状态下，其供电的时间有限，若要延长电池供电时间，需要加装更多电池或更换UPS整体参数型号。
二、UPS负载检测方法
在UPS正常工作时,切断交流输入电源，让电池连续供电到自动保护为止，然后恢复交流输入电源供电,UPS 应能对电池自动充电,用钟表记录从充电开始到充满时止所用的时间。根据日常使用要求和供配电系统的运行标准，如果UPS主机显示屏显示负载过大或电池供电时长小于60分钟，可考虑更换整套UPS供电系统或UPS蓄电池组。
三、UPS更换的管理
受电池使用寿命影响，UPS的平均使用年限在5-8年左右，近期朝阳路收费站UPS因部分主机损坏导致整体负载过大，且蓄电池组已经无法维持供电30分钟以上，无法满足使用需求，对其进行整体更换。因该站的车道数量和挂载设备较多，此项工程极具典型性、代表性、复杂性，故以朝阳路收费站UPS更换工程作为实例，分享关于UPS更换施工作业的工程管理经验，具体如下：项目初期立项时，合理规划所需UPS设备型号及参数，应符合线路所需设备的负载要求，并预留出计划外的负载量，整体处于UPS合理负载范围内。因UPS属于提供电力的重要组成设备，应时刻保障车道设备的正常运转和各项数据的上传，因此要求施工单位对线路彻底摸排，除UPS直连设备外还应对线路中并联的设备进行检查，防止发生特情，结合实地摸排，制定出完善、精细的施工方案。
项目施工开始后，现场人员安全应有专人盯护，设备安全在保障正常运行的同时，对周围环境要求也应考虑在内，如：车道接入临时市电后因负载过大导致空调不能运行；关闭设备和启动设备应按合理流程操作，避免误操作导致的设备损坏；恶劣天气导致意外停电；无标识的断路器、控制开关等。
此外项目负责人应结合实际保畅需求，做好人员分工安排，做到对站口保畅、车道关闭顺序合理规划，项目组、收费站、施工单位应做到三方协调统一，避免独立操作、违规操作。
UPS线路恢复完毕后要进行充分的完好性验证，对可能出现的故障进行现场演练，检查设备运行状态和施工恢复情况。
四、UPS更换的改善点
在UPS更换施工项目中，施工要求在讲究安全、流程、工艺的前提下，还要加强经验的积累和创新改善。更换UPS项目中更换临时用电成为最浪费时间的节点，也是整体工程中最容易出错和造成大范围影响的步骤。通过分析研判，可在配电柜中加装一路维修旁路，通过控制断路器，统一将UPS供电转移至市电旁路供电，有效避免了设备断电造成的影响。
以上是我对UPS的基础认知及UPS更换施工相关经验总结，有不足之处还望批评指正。
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