多组UPS冗余并联和热插拔技术的原理大体一致,但实现起来要比单台UPs复杂得多,这是因为交流电的变量比直流电要多,有相序、频率、相位、电压幅值和波形等5个变量,其中任意一个与市电电源不一致,都不能使UPS组投入电网。在投入电网后还必须不断地检测各台UPS输出的有功功率和无功功率,通过调节电压和相位等变量实现各UPS输出有功功率和无功功率的平均分配。
由此可见,UPS的并联和热插拔技术有3个要求:一是能够正常工作的UPS可以自动投入电网;二是并联运行的UPS之间有功功率和无功功率的均匀分l配;三是在不干扰电网的情况下快速切除故障UPS,实现系统的快速维护。
3.2 UPS蓄电池的检测和维护
蓄电池是UPS的心脏,不管UPS电路多么先进,其性能最终取决于它的电池,蓄电池的稳定性和在放电过程中能够提供给负载的实际容量对确保电力设备的安全运行具有十分重要的意义。
目前,国内的UPS一般采用阀控式密封铅酸蓄电池(VRLA)。实践证明,VRLA端电压与放电能力无相关性,VRLA和电池组在运行过程中,随着使用时间的增加必然会有个别或部分电池因内阻变大,呈退行性老化现象。整组电池的容量值并不是以平均值或额定值(初始值)为准,而是以状况最差的电池容量为准。当电池的实际容量下降到其本身额定容量的90% 以下时,电池便进入了衰退期,当电池容量下降到原来的80%以下时,电池便进入急剧衰退时期。由于衰退期很短,这时电池组已存在极大的事故隐患。
蓄电池的寿命主要取决于电池的充放电次数,随着充放电次数的增加,蓄电池的内阻增大,放电能力减少,当达到一定程度时,这种变化会急剧加快,造成电池老化失效。因此,对蓄电池进行长期跟踪测试,优化电池充、放电方法,并实行状态管理非常必要。目前蓄电池组充电一般采用的ABM(AdvflncedBattery Management)3阶段电池管理方案,将充、放电分成3个阶段:(1)恒流均衡充电,将电池容量充到90% ;(2)浮充充电,将电池容量充到100%,然后停止充电;(3)自然放电,在这个阶段里,电池利用自身的漏电流放电。一直到规定的电压下限,再重复上述的3个阶段。这种方式改变了以前充满电后,电池仍然处于不问断浮充的状态,有效延长了蓄电池的使用寿命。
4 UPS与EPS的比较
EPS技术是在UPS不断应用过程中迅猛发展起来的一个新兴产业,并随着现代社会对电力能源的依赖性不断增加,已经被广泛应用于建筑电气领域和有应急供电要求的特殊场合,以确保在发生电力事故的情况下提供必需的应急电力,有效降低因为断电而造成的损失,为人们生产和生活提供安全保障。因此,EPS也被称为“城市生命线系统”。EPS与发展相对成熟的UPS比较,两者的技术特点既有相同点,也有不同点。
4.1 相同点
UPS和EPS均采用了IGBT逆变技术和脉宽调制(PWM)技术,并且都具备在市电中断或故障的情况下继续向负载提供电源的功能。从工作原理来分析,EPS近似于离线式UPS,但更加重视系统的安全性、可靠性、适用性及合理性。
4.2 不同点
4.2.1 UPS除了提供不问断供电外,比较注重于改善供电质量,因此通常是选择逆变优先;而EPS则主要保证市电故障时的应急供电,以防范重大灾难事故为主要目的,比较注重节能,因此是选择市电优先。所以两者在工作原理和实际应用中各有侧重,在设备的整流/充电器以及逆变器的设计指标上也各有差异。
4.2.2 两者适用的安全规范明显不同。目前我国EPS的发展主要起源于电网突发故障时为确保电力保障和消防联动的需要,能够即时提供逃生照明和消防应急,保护用户的生命或身体免受伤害,并尽量减少经济损失。所以EPS要求具备消防联动以及远程监测和控制等功能,其产品技术要求接受公安部消防认证监督,安装完成后必须通过现场消防验收。而UPS主要用来保护用户的设备或业务免受经济损失,一般以用户自行监控为主,其产品技术仅要求接受信息产业部认证。
4.2.3 两者的安装和维护要求不同。由于EPS均为离线式使用,作为负载的最后一道供电保障,其可靠性的设计要求更高,不可以简单地理解为后备式UPS。如果EPS在市电故障时,不能通过蓄电池应急供电,则EPS如同虚设,造成的后果将不堪设想。因此EPS在设计、施工、验收和维护等各个环节都有着更加严格的技术要求。
来源:电力建设