摘 要：本文介绍了UPS在矿山综合自动化系统中应用的重要性，以及UPS的工作原理及工作模式，并通过实例分析以体现UPS应用的重要性。
关键词:UPS综合自动化系统；原则；app应用
1概述
随着矿井综合自动化的快速发展，对矿井综合自动化的需求也越来越大。越来越多的计算机设备、微机保护设备和传感器应用于矿井综合自动化系统。一旦切断这些设备的电源，这些设备甚至整个矿井的数据都会出错、丢失甚至误操作。
我们知道，电网中至少存在9种问题:停电、雷电尖峰、浪涌、频率振荡、电压突变、电压波动、频率漂移、电压下降、脉冲干扰；因此，从提高电能质量的角度出发，给电脑配备一个UPS是很有必要的。
此外，精密的网络设备和通信设备不允许有电源中断。以服务器为核心的网络中心要配备UPS是不言而喻的。即使是普通电脑，使用三个月后的数据文件等软件价值也早已超过硬件价值，需要配备UPS防止数据丢失。
2 PS系统的工作原理和工作模式
UPS(不间断电源系统)即不间断电源，是以储能装置和逆变器为主要部件的恒压恒频不间断电源。主要用于向单台计算机、计算机网络系统或其他电力电子设备提供不间断电源。当市电输入正常时，UPS向负载提供市电电压。此时，UPS是一个交流电源电压调节器，它还对机器内部的电池进行充电。当市电中断(事故停电)时，UPS会立即通过逆变转换方式向负载提供220V交流电源，使负载保持正常工作，保护负载的软硬件不受损坏。UPS通常提供过压和欠压保护。
2.1上S型
美国也可以分为两种类型:& ldquo离线& rdquo、& ldquo上线& rdquo。
1)离线UPS。离线U P S是在电源正常的情况下，将输入电流直接传递到输出接口的U P S系统。它可以持续监控线路状况。离线U P S的设计原理决定了在UP S转换过程中会有一个暂时断电的状态，不过这个状态一般只持续10毫秒左右，对一般设备没有影响。
2)在线UPS。在线式UPS逆变器始终工作，输入电流首先转换成直流电，在给蓄电池充电的同时给逆变器供电。能不间断连续输出纯正弦波交流电，能解决峰值、浪涌、频率漂移等所有供电问题。通常用于关键设备、网络中心等用电需求大的环境。
另外，出于经济上的考虑，现在也提出了在线交互式UPS。在线交互式UPS具有滤波功能，抗市电干扰能力强，转换时间小于4ms，模拟正弦波逆变输出，因此可配服务器、路由器等网络设备，或用于电力环境较差的地区。而且价格比线上型的低。
2.2不间断电源的组成和运行模式
UPS电源系统主要分为两部分，UPS主机和电池组。额定功率取决于主机部分，通常负载功率应不超过UPS电源额定功率的70%。在负载功率确定的情况下，电池的储能容量主要取决于其备用时间的长短，通常从几分钟到几个小时不等。
正常运行时，UPS通常有两个输入电源，一个是主市电，另一个是蓄电池。正常情况下，市电由UPS主机整流稳压，然后逆变为负载供电。当市电中断时，蓄电池逆变为负载供电。当市电恢复时，将转换为市电供电。此外，当UPS出现故障或需要维护时，UPS还可以采用旁路供电方式。
不间断电源工作原理图
UPS系统运行模式
1)正常运行模式。当U . P . S .处于正常运行状态时，市电供应给U P S系统，3 8 0 V或2 2 0 V交流电源用作电源。交流电压经过自耦变压器后，由输入整流器转换成DC电压，再由滤波电抗器滤除DC电压的谐波，输入脉宽调制逆变器转换成交流电压。来自逆变器的谐波电压通过滤波电抗器进行滤波，从而在逆变变压器的输出电压处获得低非线性失真的正弦波，并向UPS负载输送2±20v和5 0 Hz的交流电。
2)电池供电运行模式。当系统停电或整流器输入电压超过允许范围时，UPS由电池供电，直流电经过DC隔离二极管和电池扼流圈(以减小电池中单相逆变器的脉动)，输入脉宽调制逆变器，完成对负载的供电。
3)UPS系统旁路运行模式。当UPS出现故障或整机需要离网运行时，会通过旁路系统向负载供电。
3实际案例分析
1)系统介绍。石昊煤矿用于矿井安全监控的计算机不多，所以采用分布式小型UPS进行保护。然而，随着综合自动化系统在石昊煤矿的应用，增加了调度和服务器设备的大屏幕显示系统，并对矿井使用的监控设备进行集中管理，使得原有的UPS系统无法满足石昊煤矿综合自动化系统的发展。
2)改进方案。经过对石昊煤矿综合自动化系统设备功率的计算，总共需要14KVA。考虑到余量和后期设备的增加，选用山特20KVA在线UPS系统，替换原有的2套3KVA UPS系统。采用双回路供电方式向UPS系统供电，通过双回路供电切换双回路供电，提高了UPS外部供电的稳定性。通过对UPS系统的改进，满足了石昊煤矿综合自动化系统地面机房设备的供电保护，运行稳定良好。
4结论
基于UPS良好的逆变性、稳定性、充电性等特点，在矿井综合自动化系统中使用UPS，可以解决机房计算机设备、微机保护设备、仪器仪表的供电稳定性问题。提高了综合自动化系统设备的供电质量和安全性，在一定程度上使综合自动化系统设备运行更加安全稳定。
参考资料:
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[2]曹永贞，杨·。不间断电源各种接线方案的探讨[J].电气设计技术，2001，4。
[3]李成章。智能UPS电源系统的原理与维护[M].北京电子工业出版社1999。
[4]张UPS电源系统应用手册2004。
个人简介:徐波(1984年10月-)，男，学历:本科，工作单位:天地(常州)自动化有限公司
