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高頻UPS整流屬于升壓整流,其輸出直流母線的電壓比輸入線電壓的峰值高,一般典型值為768V左右,所以逆變器輸出相電壓可以直接達(dá)到220V,逆變器之后就不再需要升壓變壓器。
由于采用了IGBT高頻整流技術(shù)使功率單元實(shí)現(xiàn)了模塊化生產(chǎn),因此,實(shí)現(xiàn)了功率模塊的N 1運(yùn)行模式。當(dāng)高頻模塊化UPS某一個(gè)模塊發(fā)生故障時(shí),故障模塊會自動退出運(yùn)行,非故障模塊可以正常運(yùn)行不影響供電。在設(shè)備巡檢人員巡檢時(shí),將故障模塊帶電拔出換上新的模塊就可以了。大大提高了運(yùn)行的可靠性。
由于在電氣化鐵路電力機(jī)車通過時(shí),會產(chǎn)生過電壓及諧波,這樣UPS的輸入電源會時(shí)常出現(xiàn)很高的尖峰沖擊電壓,整流以后的BUS電壓也會跟著出現(xiàn)一個(gè)非正常的峰值電壓,這個(gè)電壓有時(shí)高達(dá)700V,高于正常正負(fù)BUS電壓400V的標(biāo)準(zhǔn)。監(jiān)測保護(hù)系統(tǒng)一旦檢測到高于正負(fù)BUS電壓400V時(shí),設(shè)備就會保護(hù)關(guān)機(jī),這時(shí)需要人員去現(xiàn)場重新啟動。
因此需在UPS輸入側(cè)加裝濾波器濾掉諧波和峰值電壓,如圖3所示。
150kVA高頻單相變?nèi)郩PS自開通以后,設(shè)備一直運(yùn)行正常。但2012年12月份以后,救援基地UPS頻繁發(fā)生故障,UPS不能正常開啟。維修人員接到通知到達(dá)現(xiàn)場后,發(fā)現(xiàn)UPS為停機(jī)狀態(tài),待檢查電源的接線是否正確,整機(jī)外觀是否有燒損,輸入電源是否正常并確認(rèn)無誤后,對功率模塊進(jìn)行逐個(gè)清掃?，F(xiàn)場采取單模塊單獨(dú)開機(jī)方式進(jìn)行開機(jī)試驗(yàn),檢測單個(gè)功率模塊能否獨(dú)立開啟。經(jīng)過測試,現(xiàn)場有七個(gè)模塊可以正常啟動并投入運(yùn)行,其它三個(gè)模塊不能正常開啟,其中一個(gè)沒有電源輸入,其余兩個(gè)有電源輸入,開機(jī)自檢后無法正常啟動,沒有電壓輸出。由于顯示屏不能顯示故障模塊的故障信息,無法判斷具體的故障原因。為搞請UPS功率模塊故障的原因,作出分析如下。
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2 原因分析
(1)現(xiàn)場使用環(huán)境問題
太原機(jī)務(wù)段救援基地位于石太鐵路線嗚李車站,UPS設(shè)備安裝周圍全部是裸露的土地,起風(fēng)時(shí)灰塵較大,功率模塊前后板有網(wǎng)狀通風(fēng)口,現(xiàn)場的灰塵已經(jīng)堵塞了功率模塊的通風(fēng)口的三分之一,有的甚至堵塞了一半,造成依靠風(fēng)扇強(qiáng)制冷卻的功率模塊無法散熱;檢查發(fā)現(xiàn)功率模塊電路板上存有大量灰塵,由于通風(fēng)口積灰導(dǎo)致防塵網(wǎng)堵塞。電路板灰塵的存積,致使功率模塊內(nèi)的熱量不能及時(shí)排除,造成功率模塊內(nèi)的溫度偏高,散熱器散熱性能變差,功耗器件溫度上升引起UPS保護(hù)性關(guān)機(jī)。因長期通風(fēng)不良運(yùn)行溫度過高導(dǎo)致功率器件燒損使部分功率模塊損壞。太原地區(qū)的盆地污染較為嚴(yán)重,由于灰塵自身化學(xué)成分比較復(fù)雜,有時(shí)會存有導(dǎo)致降解的酸根和金屬離子。有些灰塵本身就帶有酸性或堿性。所以,灰塵本身和它吸收的潮氣會腐蝕PCB板及元器件?？諝庵写嬖谥罅繎腋∥廴疚?一旦進(jìn)入模塊內(nèi)就會吸附在線路板上,形成肉眼能夠發(fā)現(xiàn)和不能夠發(fā)現(xiàn)的帶電灰塵。隨著時(shí)間的推移,線路板上吸附的灰塵越來越多,影響電氣間隙和爬電距離值,引起絕緣性降低和接觸不良,如果濕度偏高,嚴(yán)重時(shí)會造成電路板短路。
(2)UPS所帶負(fù)載問題
經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn),2012年12月基地將原來使用市電的采暖鍋爐用電接入了UPS系統(tǒng)。中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)太原設(shè)計(jì)院在救援基地UPS設(shè)計(jì)、技術(shù)圖紙交底及定貨時(shí),都沒有設(shè)計(jì)采暖鍋爐用電容量,采暖鍋爐繼續(xù)使用原市電電源。因市電電源不穩(wěn)定停電頻繁,2012年底機(jī)務(wù)段為了用電方便將原來用市電供電的采暖鍋爐電源改接到了UPS上。由于采暖鍋爐開機(jī)時(shí)起動沖擊電流較大(電機(jī)的起動電流是電機(jī)額定電流的6～7倍),UPS是電力電子設(shè)備,要滿足采暖鍋爐用電要求,UPS容量應(yīng)是采暖鍋爐額定容量的3~4倍。救援基地UPS頻繁發(fā)生功率模塊燒損故障,其原因就是采暖鍋爐起動沖擊較大所引起。
(3)制冷問題
箱變設(shè)計(jì)時(shí),雖然設(shè)計(jì)安裝了制冷空調(diào),但安裝的空調(diào)為民用空調(diào),空調(diào)在停電停機(jī)后,再來電不能自動起機(jī)。因太原機(jī)務(wù)段救援基地使用的電氣化鐵道專用UPS,其輸入電源從電氣化鐵道的接觸網(wǎng)上接引,接觸網(wǎng)每天要停電90min進(jìn)行設(shè)備檢修作業(yè),接觸網(wǎng)停電,制冷空調(diào)自動停機(jī),再來電時(shí),制冷空調(diào)不能自動開機(jī),因檢修工區(qū)距離基地幾十公里,所以造成制冷空調(diào)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn),這也是造成UPS故障的一個(gè)重要原因。
BB蓄電池的運(yùn)用情況及電池溫度
BB蓄電池雖在極度溫度下也能任務(wù)，但標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)是在溫度為77?F（25?C）時(shí)的丈量后果。
科士達(dá)電池抱負(fù)的任務(wù)溫度范疇是 70?F（21?C）至80?F（27?C）。在溫度較低的情況中任務(wù)，電池期
望的任務(wù)工夫會增加，在溫度較高的情況下任務(wù)，則會延長電池的效勞壽命及添加電池發(fā)作熱失控的風(fēng)險(xiǎn)。
超過跨過77?F（25?C）每18?F（10?C）就會延長電池50%的壽命。因而，電池寄存處的室溫過高
須運(yùn)用得當(dāng)?shù)耐革L(fēng)設(shè)置裝備擺設(shè)或空調(diào)機(jī)來降溫。
在超越122?F（50?）的溫度的情況下VRLA電池切不行充電，這很容易形成電池?zé)崾Э亍?br />
一組電池中各單個(gè)電池溫度都不得高于情況溫度 18?F（10?C）以上。假如一組電池中有個(gè)
別電池的溫度特殊高，該電池會有發(fā)作熱失控的風(fēng)險(xiǎn)。在這種狀況下，應(yīng)該立刻中止給電池充
電并找出成績地點(diǎn)并予以處理。
假如發(fā)作了熱失控，需對科士達(dá)電池停止容量測試，須要時(shí)需改換電池。
免維護(hù)儲能蓄電池是理士國際技術(shù)電源有限公司旗下多領(lǐng)域應(yīng)用產(chǎn)品之一，生產(chǎn)車間在有著美麗的江南之鄉(xiāng)江蘇，江南歷史悠久而且還很富有底蘊(yùn)，在上有天堂下有蘇杭支持的水鄉(xiāng)江蘇生產(chǎn)的理士蓄電池一定也是秉承江南人的為人師表已質(zhì)量來服眾。2014年面對蓄電池行業(yè)的競爭激烈趨勢，北京理士蓄電池銷售中心經(jīng)理靳偉先生強(qiáng)調(diào)在把握產(chǎn)品質(zhì)量的同事在價(jià)格上以最低的出廠價(jià)格出售給消費(fèi)者，讓消費(fèi)者有著深深地體會理士蓄電池的內(nèi)在美。
狹長形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：單體排列為2?3結(jié)構(gòu)，利于散熱；
? 正極板：涂膏式正極板，高溫高濕4BS固化工藝，電池具有良好的循環(huán)壽命；
? 接線端子置于前部：安裝、連接、維護(hù)方便；
? 前部集中排氣系統(tǒng)：將電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體排出電池室外；
? 平插式端子保護(hù)罩：防止產(chǎn)生短路，保護(hù)罩設(shè)檢測孔方便電壓測量；
? 隔板：特制粗細(xì)纖維配比的AGM隔板，提高了吸液高度；
? 電池殼體：抗沖擊、耐震動的高強(qiáng)度ABS(可選用阻燃級)加厚設(shè)計(jì)；
? 端子密封：采用多層極柱密封專有技術(shù)。
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)機(jī)架自主儲能UPS
改變過渡備用能源(蓄電池)的配置位置,將其配置在IT設(shè)備中的開關(guān)電源的直流輸出端,于是就形成了機(jī)架自主儲能改革方案,如圖5所示。
