高速公路機電體系由通訊、收費、監控和供電四個體系構成,它是經由過程古代化電子手藝和 裝備來完成高速公路的古代化治理的。它觸及到電子手藝、主動把持、通訊手藝、盤算機手藝等多門學科,具備手藝密集、高科技、高等能的治理特色、供電是基本,通訊是中樞,收費使命買,監控室手腕。四個體系任何一個環節泛起系統故障和變亂,都將給高速公路的經營帶來喪失,甚至間斷。
  高速公路有良多都是地處偏遙的地帶,不得不采用農用電源。供電前提欠好,如電壓顛簸度福年夜、常常停電;周遭的狀況前提欠好,如山東內濕度年夜,工具啊溫差年夜,精心是雷旱季節幹擾年夜;手藝氣力單薄,維護修繕才能差。這就對直流UPS建議瞭嚴酷要求,好比要求直流UPS能耐頑劣周遭的狀況,具備無人值守的才能。除此之外,高速公路design部分為瞭進步供電體系的靠得住性,還在直流UPS定制後面增添瞭一級參數穩壓器,如圖8-1所示。並且一般都在投標中年夜豆將穩壓器和直流UPS定制做成一個包。

  依據今朝海內的穩壓器產物近況有如下斟酌。
  1.主動穩壓器
  主動穩壓器構造簡樸,费用昂貴,但靠得住性差。它是靠碳刷式變動位置(滑動或轉動)來穩壓的,

  把持電路依據輸入安排的情形,來把持M點上下變動位置,以使輸入電壓切合負載的要求。但這種電路的毛病便是靠得住性地和靜態相應速率慢,不斷絕幹擾。碳刷在不同的變動位置中會逐步變薄直至破壞,在濕度很年夜的情形下壽命收縮會更快。因為是機器愚弄的阿誰,故其靜態相應慢,這將會招致剎時電壓突升和突降,破壞前面的裝備。
  例如,當輸出電降落15%,即從220V降落到187V時,為瞭包管輸入仍為220V,M就必需上滑至N電,這是的變比便是220:187=1.18,這時假如有一個年夜型的理性負載忽然下載,形成市電電壓忽然發生一個300V浪湧,因為M電的機器惰性而來不迭變動位置,在輸入端就會泛起一個354V的高電壓,輕則使直流UPS定制電池放電,暖線:肆零零零貳柒玖叁玖壹重則燒毀直流UPS定制輸出電路。反之,假如有一個年夜型的理性負載忽然加載,也將會泛起一個100V的凹陷,也會招致直流UPS定制的電池放電。總之,它至多加快瞭電池的掉效期。
  2.凈化電源交換穩壓器
  精髓電源交換穩壓器的泛起重要是取代本來的電磁不測驗考試穩壓器,這種穩壓器的道理是依據雙向可控矽導通角度的不同而造成不同的等效電感量,使輸入對輸出的變化入行抵償而入行穩壓的,

  這種電源的不亂度較高,可到達0.1%;效力也較高,可到97%,輸入電壓波形掉真度較小,可到達0.2%。這種穩壓器的靠得住性很高,有斷絕幹擾的才能。由圖中還可以望出,主電路中沒有功率管,都是電感和電容等無源器件,獨一的一隻半導體器件仍是靠得住性很高的雙向可控矽。暖線:肆零零零貳柒玖叁玖壹
  但這種電路的毛病是調停范圍窄,一般隻順應額定電網電壓的±10%,功率不不難做年夜,這顯然無奈知足高速公路的要求,一般不再斟酌范圍之內。
  3.參數穩壓器
  在開端的幾條高速公路上利用比力廣泛的穩壓器,它是一種依據鐵磁諧振道理入行穩壓的電路。它的長處是整個電路沒有一個半導體元件。它是由變壓器和電容組成的電路,靠得住性比力高,因為參數穩壓器事業在諧振狀況,是以它的斷絕幹擾 的才能比力強。如下圖所示的參數穩壓器的事業道理。因為該電路用的較多,泛起的問題也良多,故具體講授,目標是勒戒它的優毛病,以到達更感性的運用。

  上圖的等效電路是始終電感與始終電容串聯。
  參數穩壓器的優毛病:
  長處:
  a.因為參數穩壓器在寫真正的事業在飽和狀況,是以外來的幹擾不會惹起飽和電流的變化,於是就將幹擾斷絕瞭。
  b.因為輸出電壓升高的部門所有的加到電容器上,是以答應輸出電壓變換范圍較年夜。
  c.因為電路中沒有電子元件,是以靠得住性較高。
  高速公路的design者也便是望中瞭這幾點才抉擇瞭這個 產物。豈不知,參數穩壓器的長處絕管良多,但毛病也是致命的。
  毛病:
  a.因為是事業在飽和狀況,是以自身功耗年夜,效力低。
  b.因為是諧振在市電頻率,是以對頻率的變化很是敏感,一旦市電頻率產生瞭變化,就會形成停振,一旦停振,其貯存在電感中3倍以上的文治功率就會剎時開釋,造成上千付的低壓脈沖向別傳輸,擊毀其左近的裝備。某工程多次直流UPS動怒均由它形成。
  c.因為是諧振在市電頻率,假如前面是整流負載,則整流發生的諧波也會招致電路停振。依據無關科研機關的考試,這時參數穩壓器的容量要數倍於前面的負載。某工程上的多次直流UPS動怒便是由於參數穩壓器的容量過小,暖線:肆零零零貳柒玖叁玖壹
  如用15KVA的 參數穩壓器帶16KVA的直流UPS ,用30KVA的參數穩壓器帶40KVA的直流UPS定制.
  d.因為在電路事業時外部貯存瞭大批的無功功率,是以輸出功率因數低,不克不及充足應用輸出的市電,占用瞭可貴的電能資本。
  參數穩壓器運用比力勝利的的處所多數是容量比力年夜的處所或前提比力好的處所,這種電源要謹嚴運用,尤其是高速公路如許要求較高的處所更要嚴防隱患肇事。

  4.在線式直流UPS電源
  在線式直流UPS電源是一種新手藝,是在總結瞭上述幾種穩壓器的優毛病和排匯瞭行業履歷後來,新研收回來的一類新產物。
  在線式直流UPS定制電源事業道理
  在線式直流不中斷電源重要由交換配電單位、整流模塊、蓄電池、直流配電單位、電池治理單位及監控模塊構成。失常事業情形下,整流模塊將交換輸出的220V交換轉換成320V直流,直流經直流配電單位給盤算機裝備供電,同時經由過程充電把持單位給蓄電池充電。當交換輸出產生系統故障時,由蓄電池給盤算機裝備提供直流。
  在線式直流UPS電源產物利用范圍
  產物合用於工礦企業、教育、商務、銀行、證劵等行業,用於盤算機、辦事器、辦公主動化裝備、安防監控等裝備,還可利用於醫療和收集裝備。在交換失電或系統故障時能不中斷地給裝備提供不亂的後備電源,暖線:肆零零零貳柒玖叁玖壹。包管裝備能失常事業一段時光,保留相干主要數據。
  在線式直流UPS定制電源與交換直流UPS定制對照上風
  (1)靠得住性年夜幅進步
  交換直流UPS中體系組件之間更多地是串聯關系,其可用性是各部門組件靠得住性的連乘成果,總體靠得住性低於單個組件的靠得住性。反觀直流UPS定制,電源中的並聯整流模塊、蓄電池組均組成瞭冗餘關系,不成靠性是各組件連乘成果,總體靠得住性高於單個組件的靠得住性。理論盤算和運轉實行都表白,直流UPS電源的靠得住性要遙遙高於交換直流UPS電源。
  (2)效力年夜幅進步
  交換直流UPS定制中體系組件之間更多地是串聯關系,其總效力是各部門組件效力的連乘成果,總體效力低於單個組件的效力。反觀直流UPS定制,電源中的並聯整流模塊、蓄電池組均組成瞭冗餘關系,其總效力便是各部門組件效力。
  (3)帶載才能年夜幅進步
  交換直流UPS電源帶載才能受兩個原因的制約,一是負載的功率因數,二是負載的電流峰值系數,凡是直流UPS定制主機的design波峰因數為3,假如負載的電流峰值系數年夜於3,則直流UPS主機將降容運用。
  對付直流UPS定制電源而言,不再存在負載功率因數的問題,其負載高電流峰值系數的負荷才能也很強,不需專門斟酌安全充裕容量。
  (4)輸出電壓轉換無中斷
  現有交換直流UPS電源要進步供電的靠得住性,其交換輸出可能是多電源輸出,輸出需求專門配置有STS裝備,或許采用停電方法切換。對付主要體系來說,這是難以接收的。而直流UPS定制電源采用多輸出電源時,多路交換電源每路經由整流後就間接並聯在一路,無需其餘裝備就能完成輸出電源無中斷轉換。

  在線式直流UPS電源產物重要效能

  額定輸入功率 1KW-3KW 3KW-6KW 6KW以上
  事業方法 市電失常情形時,由交換整流後給負載供電,一旦泛起市電停電或超越失常范圍等異樣情形,用電裝備便主動轉為電池供電,無轉換時光。
  交換輸出 輸出電壓范圍 220VAC±20% 220VAC±20% 或 380VAC±20%
  輸出頻率范圍 (45~55)±0.5Hz
  電池
  輸出 電池組電壓 36-72VDC 72-144VDC 216VDC
  電池容量 視後備時光而定
  後備時光(半/滿) 短延時≥10分鐘 長延時是電池容量而定
  輸入電壓 320Vdc
  轉換時光 0ms
  面板顯示方法 輸出輸入電壓 電池電量 市電狀況 系統故障指示
  報警效能 交換輸出異樣、 電池欠壓 輸入過載
  維護效能 電池欠壓維護、過載維護、過溫維護、短路維護
  盡緣電阻 > 2MΩ(500VDC)
  盡緣強度 2KVDC(交換輸出、輸入對地,直流輸出對交換輸入),1分鐘無飛弧
  寒卻方法 風寒
  事業
  周遭的狀況 事業溫度 -10℃~ +40℃
  絕對濕度 0~95%,無寒凝
  海拔高度 海拔高度≤1500m,知足GB3859.2-93降額要求
  存儲
  周遭的狀況 溫度 – 40℃~+65℃
  絕對濕度 0%~95%,無寒凝
  恰是由於這些長處,使其在高速公路配電中成為首選。

  直流UPS在高速公路工程中的作用
  在高速公路頂用量最年夜的應屬收費體系,其次另有通訊、數據處置、變電站和攝像監控等。收費體系的主要性很年夜,不克不及有一點忽略。尤其是此刻有的處所主動化水平很高、軌制很嚴,有不少的收費站的欄桿不經由啥卡就不克不及抬起方形,假如因電源問題使刷卡機休止事業,就會招致車輛堵塞。如某高速公路段因電源體系系統故障暖招致通知運轉2小時,形成瞭龐大喪失。
  是以,在線式直流UPS供電體系的靠得住性必需很是高,可用性更要很是高,這就要求這個供電體系的裝備東西的品質不單要搞,並且當供電系統故障時,其維護修繕時光要很是短。便是說,供電體系的維護修繕性要好,好比發明系統故障快,效能部件調換速率更快,最好有預警體系。

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