UPS电源车在重大活动保供电中的应用

2018-02-27 神汽专用车

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0 引言
自50周年国庆大典首次使用UPS电源车保供电以来[1],UPS电源车开始频繁应用在各重大活动中确保电力供应。本文将阐述重大活动使用UPS电源车的依据,介绍UPS电源车的分类、技术要求等。


1、重大活动保供电使用UPS 电源车依据

1.1负荷重要性

GB 50052- -2009供配电系统设计规范》对一级负荷、级负荷中特别重要负荷进行了定义2]。一级负荷中特别重要负荷是指供电中断将造成重大设备损坏或发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷,以及特别重要场所不允许中断供电的负荷。重大活动中的保供电负荷,如电视录播设备、音响设备、计分设备、金属卤化物灯光设备等,都属于“重要场所不允许中断供电的负荷”,因此属于“一级负荷中特别重要的负荷”。


1.2 电源配置
GB 50052-2009《供配电系统设计规范》规定,在给一级负荷中特别重要负荷供电时,应满足: 除应由双重电源供电外,还应增设应急电源,并严禁其它负荷接人应急电源系统; 设备供电电源切换时间应满足设备允许中断供电要求。因此重大活动中的保供电负荷应配置双重电源并外加应急电源。

在保供电实践中,重大活动的保供电方案级别常远高于“一级负荷中特别重要负荷”级别。如50周年国庆大典时,天安门城楼由来自不同方向的4 路电源供电,外加2台600kW的发电车作为应急电源,并配备大功率UPS,也就是说采用了四重电源加应急电源的方案"。因此,重大活动关键部分保供电中配置双重电源外加应急电源应为最低要求。


1.3 应急电源宜使用UPS
GB 50052- -2009《供配电系统设计规范》规定,独立于正常电源的发电机组以及供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路、蓄电池、千电池等都可以作为应急电源,而应急电源具体类型需根据允许中断时间来选择。若允许中断15S以上,则可选用快速自启动发电机组; 若自投装置动作时间能满足允许中断供电时间,则可选用带自投装置的独立于正常电源的专用馈电线路; 若允许中断时间为毫秒级,则可选用蓄电池静止型不间断供电装置或柴油机不
间断供电装置。


1.4 应急电源宜使用UPS 电源车
重大活动保供电负荷允许中断时间常为毫秒级甚至不允许中断,如在体育场馆及大会堂等场所广泛使用的金属卤化物灯(电源中断3~5ms就会熄灭,重新点燃需要5~l5min)、电视转播中心、体育竞赛计分计时系统、计算机系统等。因此重大活动保供电的应急电源宜选用蓄电池静止型不间断供电装置(即蓄电池十UPS)或柴油机不间断供电装置(即柴油机十各种类型的UPS)。

另一方面,各地主办重大活动的场所并非只有一处,且同一场所也不是天天主办重大活动,甚至有些为重大活动兴建的专用场馆在活动后就弃用,因此在可能用到UPS应急电源进行重大活动保供电的场所都配置永久固定的大容量UPS应急电源非常浪费。而将大容量UPS安装在载重车辆上,做成方便移动的UPS电源车,不仅可以在同一个市区内保供电,甚至可以跨市、跨省保供电,这无疑可以节约大量的投资、维护费用。

配置大容量UPS电源车不仅是出于节省成本考虑,也是实际需要,因为临时决定在一个不具备“一级负荷中特别重要负荷”供电条件的地方主办一个重要活动的情况是时有发生的。


2、UPS 电源车的分类、技术要求
2.1分类
UPS电源车按储能设备可分为化学电池储能、飞轮储能、大惯量同步补偿机等类别; 按UPS本体可分为工频双转换UPS、高频双转换UPS、Delta 变换UPS、磁飞轮一体化UPS、动态UPS等类别; 按UPS电源车的集成度储能设备二者于一车,集UPS本可分为集UPS本体、储能设备、发电机组三者于一车类别。


2.2 UPS 电源车功能指标及设计考虑
2.2.1功能指标
各种类型的UPS电源车都可以
(1)不间断供电能力:保证不间断供电,不间断供电时长取决于储能装置容量。
(2)输出电压稳定能力: 双转换UPS的输出电压稳定能力最强。
(3)电网电流谐波补偿能力: 高频双转换UPS的网侧电流谐波最小。
(4)频率稳定能力: 双转换UPS可以精确控制输出频率,而其它方案的输出频率在市电频率正常时等于市电频率,在市电频率偏离正常范围时等于发电机组或储能元件的输出频率。
2.2.2 设计
(1)车辆尺寸、重量考虑。现有大功率保供电UPS电源通常装配在载重汽车上,因尺寸、重量较大而对行经的道路、桥梁等提出了很高要求,从而限制了其使用范围。因此如何减小UPS电源车的体积、重量,是UPS电源车设计、购置需要考虑的重要问题。
(2)接地考虑。目前,我国特级体育设施的应急电源普遍采用TN-S接地系统3],电信、数据系统的低压供电系统也采用TN-S系统,同时TN S 系统也是工业、民用配电系统普遍采用的接地方式。另一方面,UPS企业的制造标准一般也要求UPS输出端中性线(N)与电网中性线(N)相连,而外壳与电网PE线相连接,与电网中性线分即UPS本身是按TN-S接地形式设计的。因此,当原开,配电系统为TN-S.TNC.TNC-S及TT 系统时,接人UPS不会遇到大的问题,UPS输人端、输出端的配电系统都可以较容易地保持原有接地方式。


3、结束语
自50周年国庆大典以来,UPS电源车在我国重大活动的保供电中得到了越来越多的应用。最早在保供电UPS电源车中使用的是Delta 变换结构的UPS; 后来在线双变换的工频UPS、高频UPS电源车在重大活动保供电中逐渐得到了广泛应用。随着UPS电源车技术的逐步成熟,UPS电源车必将在各种保供电活动中发挥更大的作用。