UPS的应用浅谈

【摘要】UPS作为重要的备用电源设备，已经在金融、通信等传统领域的数据中心得到了广泛的应用，随着大功率UPS制造技术的不断突破，UPS正逐步大量应用于煤矿、石油和天然气等能源行业系统中。本文介绍了UPS电源的组成与工作原理，并对煤矿通讯设备供电方式进行了探讨，得到带PFC校正和快速动态反应的UPS是煤矿通信设备不间断电源的较理想选择，最后对UPS电源的配置进行了阐述，旨在为同行提供参考。

【关键词】UPS应用；煤矿安全；通讯设备；PFC校正

引言

2003年8月14日下午美国东北部、中西部和加拿大南部发生大面积停电，这次持续29个小时的大面积停电，不仅给5000万美国人和加拿大人的生活带来极大不便，而且造成300亿美元以上的直接和间接经济损失。煤矿企业不可能左右整个电网的可靠性，但可以积极地做好自身小环境的电力保护，因此，用户自我保护是当前解决企业电力问题的现实之举，而UPS（UninterruptiblePowerSystem，不间断供电系统）能够有效地解决停电事故和电力质量不稳定的问题。将UPS引入煤矿通讯设备备用电源中，能够保证煤矿中供电的安全性与可靠性，从而创造巨大的经济效益和社会效益。

1UPS的组成与工作原理

UPS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。不间断电源通常由整流器、蓄电池组、逆变器和开关等构成。UPS不但可为重要的负载提供不间断的交流电源，而且还能隔离电网的各种干扰。当电网正常工作时，UPS对电网电压进行变换和调节，输出稳定、高质量的交流电，为负载供电，或处于备用状态；当电网出现故障时，UPS利用内部蓄电池的储能为负载供电；当电网长期停电时，UPS将备用发电机输出的电育旨注行变换和调节，继续为负载供电。

经过输入滤波器，将电网中的高频电磁干扰、射频干扰、尖峰脉冲等干扰进行吸收、抑制处理，分成四路分别进入以下处理：

（1）送到具有“功率因数校正功能”的整流器输入端进行整流处理。

（2）进入UPS同步锁相电路，提取同步信号以便逆变器在电网停电时将蓄电池组产生的直流电进行瞬时同步逆变，保证负载侧供电的同步连续性。

（3）经充电器对UPS所配置的蓄电池组进行“浮充”式充电，其浮充电压应为电池组标称端电压的1.125倍。

（4）直接经交流旁路供电通道馈送到切换开关的常闭触点上。在当逆变器或微处理器发生故障时由电网直接向负载供电，避免负载供电中断。

整流器将输入的带有干扰的电网整流为幅值稳定的直流电源送到逆变器的直流总线输入端。当电网正常时，整流器输出电压高于直流变换器输出的直流电压，在微处理器的控制下，蓄电池不向逆变器提供逆变电源。当电网中断或电网过高过低时，在微处理器的控制下，直流变换器将蓄电池的直流电压提升到符合逆变器输入所要求的电压水平，经逆变器向负载输出电源。

2煤矿通讯设备供电方式研究

早期的煤矿通信设备通常使用在线式双变换式UPS。所谓在线式，是指不管电网电压是否正常，负载所用的交流电压都要经过逆变电路供电，即逆变电路始终处于工作状态。所谓双变换是指UPS正常工作时，电能经过了整流AC/DC（交流变换为直流）、逆变DC/AC（直流变换为交流）2次变换供给负载。随着对煤矿通信设备电源效率及功率因数的限制，传统的在线式双变换式UPS已逐渐被淘汰。

4结束语

带PFC校正UPS技术将会对井下通讯设备供电系统的可靠性和故障处理的准确性、快速性有着明显的提升。带PFC校正和快速动态反应的UPS具有体积小、动态响应快、能够实现交流输出电压高于直流输入电压（中间省掉了一个DC/DC变换器）等性能，在采用滑模控制技术及保护措施之后，技术性能指标及可靠性将明显提高，它是煤矿通信设备不间断电源的较理想选择。在煤矿井下具有广泛的推广应用前景。

参考文献：

[1]王其英.何春华.UPS工作原理与实用技术[M].北京：人民邮电出版社，2006.

[2]张延聪.UPS电源蓄电池的正确使用与维护[J].煤炭科技，2006（3）.

作者简介：

聂淳（1982.1—），男，安徽淮南人，大学本科学历，就职于淮南市凤台县张集煤矿安全监察处，助理工程师。