数字电力中的ＵＰＳ

UPS在电厂的部署和应用中出现了一些新的变化，正在向着小型化、中小容量、低功耗、高效率、高可靠性的方向发展。

在电力系统的信息化建设中，无论是电网的信息化还是电厂的信息化建设，电力保障是基础。近几年，UPS电源作为所有信息数据和设备的电源保护产品，已经成熟，这不仅是指UPS电源本身，还包括了以UPS电源为核心的整个电源保护解决方案。

电力负载的变化

在工业化生产过程中，通常需要众多的用电设备，主要包括：由电动机驱动的机电设备和由计算机控制的智能化仪表等，实际上这些用电设备可分为两大类型：线性负载和非线性负载。

对于这种对供电要求较严格的负载，通常是由不间断电源UPS系统进行供电的，这是因为UPS可提供高精度、高稳定性的电压波形与频率，具有承受电网波动或扰动（浪涌、跌落、谐波）、间断甚至短时停电的能力，无论是线性负载或是非线性负载，UPS都具有低阻抗输出的特性。因此UPS电源系统在工业生产中得到广泛的应用，特别是在智能化仪表方面的应用。然而，随着电力应用技术的发展，UPS的负载也发生了极大的变化，例如：

1.负载类型的变化。工业化生产特别是自动化仪器仪表已从早期的“模拟化”仪表发展到当前的“智能化、电子化”仪表。

2.负载容量的变化。趋于中小型化，从早期的中大功率UPS（60－200KVA）为主发展到现在的中小功率UPS（30－80KVA）为主。

3.供电需求的变化。趋于高可靠性，从早期的单机型供电发展到 1＋1冗余并联型供电，大大提高了供电的可靠性，平均故障间隔时间MTBF提高了四倍。

4.供电质量的变化。趋于输入大范围、输出高精度、低失真度。

5.应用环境的变化。高热量、高噪音、高污染的使用环境正在改造为低功耗、低噪音、洁净的环境。

与电力负载相适应，工业型UPS的发展也正在向着小型化、中小容量、低功耗、高效率、高可靠性的方向发展。

电厂使用UPS的两个误区

电厂专用的UPS电源大多数为三相输入、单相输出的中功率UPS，这也是大多数电力设计院多年来习惯采用的形式，这是因为电厂的负载大多数为单相负载，配电线路简单，维护方便。但在三进单出UPS的使用上存在不足。

真正的三进单出UPS内部电路为纯单相设计，主要表现在逆变器为单相输出， 而“假的”或经过改造的三进单出的UPS，多为三进三出UPS加上三进单出的变压器改造而成，“假的”或经过改造的三进单出UPS存在的问题：

●在输出端增加了三进单出的变压器，降低了整机效率（3～5%）；

●三进单出的变压器仍然具有三分之一的不平衡电流（33.3%），造成UPS可用容量的下降，因此必须使用更高视在功率的UPS主机，通常为额定输出容量的2倍，利用率降低;

●增大主机的尺寸和占地面积，提高购置成本。

因此在实际应用中，在复杂的市场选型中，尽可能选择真正的三进单出UPS。

另一个误区是没有正确认识公用220V直流母排。

为了提高供电的可靠性，电厂中通常是采用两台UPS组成1+1冗余系统为负载供电，并配之以隔离变压器、交流电压调节器作为旁路电源输入，但是UPS的电池组往往被省略，直接将UPS的直流端接入220V的公共直流母排。

部分原因在于电厂的自动化仪表DCS等往往需要直流220V输入，而每一个电厂都具有大容量的电池组，恰逢其用。但殊不知这是以降低供电可靠性为代价的省略，事实上从可靠性MTBF指标上细算起来并不划算。

另一方面就是UPS的效率问题。我们知道，UPS的逆变器是将直流功率转换成交流功率输出的。一般UPS的直流电压在400V到460V左右，而电厂的直流电压为220V，由此带来的问题是：直流电压越低，则逆变器的开关电流就越大，而损耗是与电流的平方成正比的，因此损耗明显增加在电力系统走向市场经济的今天乃至以后，这种情况是不容忽视的。

（本文作者系梅兰日兰工程师）

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