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 一、概述
    高速公路机电系统一般由通讯、收费、监控和供电四个系统所组成,它是通过现代化电子技术和设备来实现高速公路现代化管理的。它涉及到电子技术、自动控制、通讯技术、计算机技术等多门学科,具有技术密集、高科技、高技能的管理特点。供电是基础,通讯是中枢,收费是命脉,监控是手段。四个系统任何一个环节出现故障和事故,都将给高速公路的运营带来损失,甚至中断。
    高速公路有很多都是地处偏远的地带,不得不采用农用电源,那里的供电条件不好,比如电压波动幅度大、经常停电;环境条件不好,比如山洞内湿度大,冬夏温差大,特别是雷雨季节干扰大;技术力量薄弱,维修能力差,等等。所以就对UPS提出了严格的要求,比如要求UPS能耐恶劣环境,具有无人值守的能力.
式中: A是可用性,其值是一个百分比。
可靠性是指硬件系统多长时间不出故障,而出了故障后怎么办?并没有提及,因此对使用者贡献不大;而可用性则指的是在规定时间内其正常供电的百分比。它不但包括了硬件因数,而且也包含了人的因素。如式所示,如果系统的平均无故障时间MTBF=∞,MTTR就可忽略不计,可实现100%可用性目标;如果故障后的修复时间MTTR=0,那么供电系统的可用性也可以是100%。
  当然,在单机工作的情况下实现100%的可用性是困难的。MTBF不可能是无穷大,但由于各种原因的限制采用一些切实可行的措施来提高可靠性和可用性倒是可能的。比如采用可靠性高的系统,双机冗余系统,N+X模块冗余系统等。从理论上讲是对的,但在实际设计时却往往由于出现偏差而陷入误区。

二、稳压器与UPS组合供电方案
    在前面加一级交流稳压器以扩大对输入电压变化的适应范围。加什么样的稳压器好却是值得注意的,有的设计在UPS前面增加一级参数稳压器,如图1所示,原因是参数稳压器的可靠性高,但参数稳压器的可靠性高是有条件的,首先是输入市电的频率稳定度高,再就是后面的负载非线性程度要小,而且容量要大于UPS一定值。

    但在实际实施当中有的地方却远远不能满足上述条件:不但输入市电的频率在大负载的接入与退出时有瞬变,从而造成稳压器频频退出谐振状态,而且后面的负载功率比稳压器还大,如此等等,从而造成UPS被烧的事件屡屡发生,从而降低了供电系统的可靠性和可用性。其结果是花大价钱去买故障。
三、UPS选型时的误区
    有的用户出发点是好的,都是为了提高系统的可用性,从而优化供电效果。但由于基本概念不清楚,凡而事与愿违,在津津乐道之余买下了隐患。
1.钟情于工频机,排斥高频机
一般说,任何事物都有一个发生、发展、高潮和退出历史舞台的过程。由于新材料、新器件和新电路的出现与发展,原来老的电路将被新电路代替。UPS也是如此,工频机在前几十年为IT事业做出了不朽的贡献,而在实际应用中也暴露出一些缺点,比如工频机的输入功率因数低、效率低、体积大、重量重和价格贵,但由于当时还没有解决的好办法,也只好继续应用下去。高频机UPS的问世和成熟,已成为工频机的替代品,比如它的输入功率因数高,效率高,体积小、重量轻和可靠性高,已成为不争的事实。但由于用户的怀旧心理和某些销售商的误导宣传,使得有些用户陷入误区,尤其是用一些不恰当的例子去证明工频机比高频机好,更是用户陷入迷雾之中,甚至有的用户在标书中写出了工频机为唯一选型的机器,并有的提出如果UPS没有输出隔离变压器就没有投标资格,等等。
事实如何呢?恰恰相反。原因是:高频机是UPS发展的趋势,从工频机到高频机是一个不易攀登的台阶,工频机容易仿制,而高频机就不那么容易,如果不是自主开发的产品,做起来就很困难。因此,在高频机还没成熟之前,只好还保留着工频机作后盾。比如一位用户的负责人“证明”说:“工频机就是比高频机可靠”,其例子是:该系统买了一批高频机UPS,装机后处处出问题,故障事件连续不断;不得已,该厂家将自己的高频机收回,全部换上了自己的工频机,果然效果好多了,故障率明显减少了。于是就给了这位领导上面的这个印象。
实际上,上面这个例子恰恰说明了这个厂家的高频机不成熟。而高频机成熟了的厂家早已将工频机淘汰,如果用这个厂家的高频机UPS去替代上述厂家的高频机,若是仍是故障百出,那就证明高频机不如工频机;而上述的例子是用自己的矛去扎自己的盾,所以不能说明问题,也对用户造成了误解。
由于有的厂家高频机不成熟,不得不主推工频机,对工频机UPS的宣传亮点就是输出隔离变压器,说这个变压器抗干扰能力强、缓冲负载的突然变化和能提高UPS的可靠性。说高频机由于没有变压器,就没有这些优点。事实如何呢?从功能上讲,要求UPS的输出具有好的动态性能,换言之,UPS的输出要跟得上负载的变化,跟进的速度越快,就说明UPS的性能越好。如果UPS把负载的变化当成干扰给抗住了,那么这台UPS也就不是UPS了,成了电抗器,就没法给负载供电了!所以工频机UPS输出变压器的工能就是变压和产生零点,不允许有任何缓冲的功能。
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