UPS電源在高速公路供電系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要:介紹了高速公路用電設(shè)備對供電系統(tǒng)的要求，分析了高速公路上傳統(tǒng)的UPS的應(yīng)用中情況及問題，提出了高速公路中的電源解決方案。

關(guān)鍵詞:高速公路;UPS;供電系統(tǒng);穩(wěn)壓器

     隨著國內(nèi)高速公路的蓬勃發(fā)展,高速公路的建設(shè)延伸到全國各地，而在偏遠(yuǎn)的地區(qū)，高速公路的供電不得不采用當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)用電源，由此出現(xiàn)電壓波動幅度大，經(jīng)常斷電等情況，嚴(yán)重影響了高速公路的正常運行，本文通過對UPS電源系統(tǒng)的介紹及應(yīng)用，闡述了UPS電源系統(tǒng)對于高速公路用電的重要作用。

1關(guān)于UPS供電形式的分類

1.1關(guān)于UPS的概述

     UPS電源是一種不間斷電源的簡稱,它具有穩(wěn)壓、穩(wěn)頻和抗諧波干擾能力并能利用電負(fù)荷對用電設(shè)備進(jìn)行不間斷的供電，根據(jù)其輸出功率大小將其劃分為大功率、中功率和小功率;按其輸入輸出形式可將其分為單相輸入單相輸出，三相輸人單相輸出和三相輸入三相輸出;按其內(nèi)部工作原理又可將其劃分為在線式、在線互動式和后備式。

1.2UPS供電形式的分類

(1)分散式供電方式

這種供電形式具有便于安裝使用、投資較小的優(yōu)勢。若其出現(xiàn)故障只會導(dǎo)致本機整個回路的斷電,使部分設(shè)備不能工作，整個系統(tǒng)的工作不受較大的影響，但當(dāng)市內(nèi)供電不能正常進(jìn)行時就會影響供電的連續(xù)性和可靠性。

(2)集中式供電方式

此種供電方式具有供電質(zhì)量高，故障率低、效費比高，且不容易出現(xiàn)意外供電中斷的情況;但由于其供電范圍較大，使用中一旦出現(xiàn)不易排出的故障,就會造成較大范圍的停電,影響范圍較廣;當(dāng)用電負(fù)荷較為分散時就會增加故障率和電能耗損量。

2 UPS在高速公路供電系統(tǒng)中的作用

      在高速公路中，對于用電要求最高的應(yīng)屬收費系統(tǒng)，其次還包括信息通信系統(tǒng)、電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、變電站和道路攝像監(jiān)控系統(tǒng)。收費系統(tǒng)在高速公路運行中占有極為重要的作用，因此，不允許出現(xiàn)任何疏忽，特別實在現(xiàn)代化程度較高的地區(qū)，由于高速公路上自動化程度較高、管理規(guī)章制度嚴(yán)格,例如收費站的道路橫截欄桿只有在刷卡后才會抬起并對車輛就行放行。此時，如果因電源問題導(dǎo)致刷卡機出現(xiàn)故障而停止工作，這樣就會造成大批車輛在高速公路上形成堵塞情況。據(jù)有關(guān)資料，在福建的一條高速公路上，由于“參數(shù)穩(wěn)壓器UPS”系統(tǒng)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致公路上車輛停止運行兩個多小時，而成百上千輛汽車由此形成的長龍接尾現(xiàn)象，給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟造成了巨大的損失。在高速公路上引用的較為完善的UPS電源不僅可以實現(xiàn)UPS狀態(tài)的監(jiān)控、電池狀態(tài)監(jiān)控、輸入輸出電壓監(jiān)控、負(fù)載變化監(jiān)控等監(jiān)控數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控,還可以將其輕松并入網(wǎng)絡(luò)。隨著UPS 廣泛應(yīng)用于IT行業(yè)和特殊的精密設(shè)備儀器中，并遍布于信息采集、傳送、處理、儲存和應(yīng)用的各個環(huán)節(jié)，其在高速公路中的重要性也伴隨著信息應(yīng)用的重要性得到日益提高。

3 高速公路上使用UPS的傳統(tǒng)方案

     在高速公路延伸到的偏遠(yuǎn)地帶,由于地處偏遠(yuǎn)地帶，高速公路上不得不采用的農(nóng)用電源，但由于其供電條件不是很好,且周圍環(huán)境條價差，比如山內(nèi)濕氣較大，季節(jié)氣候形成的溫差，特別在雷雨天時節(jié)造成的干擾。同時,當(dāng)?shù)丶夹g(shù)力量薄弱,維修、搶修能力較差等原因都會對UPS產(chǎn)生更高的要求。比如要求UPS能夠在惡劣環(huán)境中保持較長的使用壽命，除此之外，為提供供電系統(tǒng)的可靠性就要在UPS前段加上一級參數(shù)穩(wěn)壓器構(gòu)成一個UPS供電系統(tǒng)。而針對各地環(huán)境不同還要采用不同的穩(wěn)壓器。

(1)自動穩(wěn)壓器

這種穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)簡單,價格相對較低，因為依靠碳刷移動來穩(wěn)定電壓，由此使得輸出電壓在很大程度上都會符合負(fù)載要求;但卻存在可靠性低和動態(tài)響應(yīng)速度慢，不能夠隔離干擾的缺點。

(2)凈化型交流穩(wěn)壓器

此種穩(wěn)壓器根據(jù)雙向晶閘管導(dǎo)通角度的不同而形成不同的等效電感量，最終使得輸出對輸人的變化進(jìn)行補償而進(jìn)行的穩(wěn)定模式，由此也是代替最初的電磁補償式穩(wěn)壓器。這種穩(wěn)壓器雖然具有較強的可靠性和抗干擾能力，但其功率卻不能做大，因此不能滿足高速公路對穩(wěn)壓器的要求。

(3)NPS型智能穩(wěn)壓器

在一定程度上，此種穩(wěn)壓器屬于較高端技術(shù)。它集合以上兩種穩(wěn)壓器的優(yōu)點并經(jīng)技術(shù)改裝后研制出的專利技術(shù)產(chǎn)品。因此具有輸人功率大、效率高、輸入輸出隔離性能好、結(jié)構(gòu)輕巧、可靠性高、容量大和可以進(jìn)行監(jiān)控的優(yōu)良性能。

4 高速公路供電系統(tǒng)中電源解決方案

(1)單機供電系統(tǒng)

在高速公路路段電網(wǎng)情況較穩(wěn)定的地區(qū)，在UPS 前端盡量減少穩(wěn)定器的添加，因為加一級設(shè)備，就會多產(chǎn)生一個故障點，同理，減少可避免設(shè)備的添加就可以在一定程度上避免故障的發(fā)生，由此減少故障發(fā)生率。

(2)雙機供電系統(tǒng)

為以防萬一，高速公路上有些收費站要求多機多系統(tǒng)。所謂多機多系統(tǒng)指的就是指有的用戶要求在每個車道上都配有一個UPS,這樣一來，即使其中一個車道電源發(fā)生故障，另外的車道就可以照常運行，從而避免交通的堵塞。而在高速公路需要進(jìn)行電路保障的路段上，在UPS兩端添加兩只快速繼電器,由此加強電源的可靠性，且其既能夠節(jié)約又容易實現(xiàn),因此在保障高速路電源正常運營上得到普遍應(yīng)用。

(3)雙系統(tǒng)供電

在高速路的大型供電中心，設(shè)置雙路供電，對于供電系統(tǒng)進(jìn)行雙重保障,為電源的不間斷供電提供更強的可靠性，同時采用雙套UPS冗余系統(tǒng)，使兩套系統(tǒng)互為冗余。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著高速公路建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展,高速公路運營管理水平的不斷提高，對于電子電器設(shè)備在高速公路的管理運營中的要求也越來越高，只有UPS不間斷電源系統(tǒng)可以為其提供良好的不間斷電流，因此,UPS電源系統(tǒng)在高速公路中的應(yīng)用必不可少的。