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 一、概述
    高速公路機電系統一般由通訊、收費、監控和供電四個系統所組成,它是通過現代化電子技術和設備來實現高速公路現代化管理的。它涉及到電子技術、自動控制、通訊技術、計算機技術等多門學科,具有技術密集、高科技、高技能的管理特點。供電是基礎,通訊是中樞,收費是命脈,監控是手段。四個系統任何一個環節出現故障和事故,都將給高速公路的運營帶來損失,甚至中斷。
    高速公路有很多都是地處偏遠的地帶,不得不采用農用電源,那里的供電條件不好,比如電壓波動幅度大、經常停電;環境條件不好,比如山洞內濕度大,冬夏溫差大,特別是雷雨季節干擾大;技術力量薄弱,維修能力差,等等。所以就對UPS提出了嚴格的要求,比如要求UPS能耐惡劣環境,具有無人值守的能力.
式中: A是可用性,其值是一個百分比。
可靠性是指硬件系統多長時間不出故障,而出了故障后怎么辦?并沒有提及,因此對使用者貢獻不大;而可用性則指的是在規定時間內其正常供電的百分比。它不但包括了硬件因數,而且也包含了人的因素。如式所示,如果系統的平均無故障時間MTBF=∞,MTTR就可忽略不計,可實現100%可用性目標;如果故障后的修復時間MTTR=0,那么供電系統的可用性也可以是100%。
  當然,在單機工作的情況下實現100%的可用性是困難的。MTBF不可能是無窮大,但由于各種原因的限制采用一些切實可行的措施來提高可靠性和可用性倒是可能的。比如采用可靠性高的系統,雙機冗余系統,N+X模塊冗余系統等。從理論上講是對的,但在實際設計時卻往往由于出現偏差而陷入誤區。

二、穩壓器與UPS組合供電方案
    在前面加一級交流穩壓器以擴大對輸入電壓變化的適應范圍。加什么樣的穩壓器好卻是值得注意的,有的設計在UPS前面增加一級參數穩壓器,如圖1所示,原因是參數穩壓器的可靠性高,但參數穩壓器的可靠性高是有條件的,首先是輸入市電的頻率穩定度高,再就是后面的負載非線性程度要小,而且容量要大于UPS一定值。

    但在實際實施當中有的地方卻遠遠不能滿足上述條件:不但輸入市電的頻率在大負載的接入與退出時有瞬變,從而造成穩壓器頻頻退出諧振狀態,而且后面的負載功率比穩壓器還大,如此等等,從而造成UPS被燒的事件屢屢發生,從而降低了供電系統的可靠性和可用性。其結果是花大價錢去買故障。
三、UPS選型時的誤區
    有的用戶出發點是好的,都是為了提高系統的可用性,從而優化供電效果。但由于基本概念不清楚,凡而事與愿違,在津津樂道之余買下了隱患。
1.鐘情于工頻機,排斥高頻機
一般說,任何事物都有一個發生、發展、高潮和退出歷史舞臺的過程。由于新材料、新器件和新電路的出現與發展,原來老的電路將被新電路代替。UPS也是如此,工頻機在前幾十年為IT事業做出了不朽的貢獻,而在實際應用中也暴露出一些缺點,比如工頻機的輸入功率因數低、效率低、體積大、重量重和價格貴,但由于當時還沒有解決的好辦法,也只好繼續應用下去。高頻機UPS的問世和成熟,已成為工頻機的替代品,比如它的輸入功率因數高,效率高,體積小、重量輕和可靠性高,已成為不爭的事實。但由于用戶的懷舊心理和某些銷售商的誤導宣傳,使得有些用戶陷入誤區,尤其是用一些不恰當的例子去證明工頻機比高頻機好,更是用戶陷入迷霧之中,甚至有的用戶在標書中寫出了工頻機為唯一選型的機器,并有的提出如果UPS沒有輸出隔離變壓器就沒有投標資格,等等。
事實如何呢?恰恰相反。原因是:高頻機是UPS發展的趨勢,從工頻機到高頻機是一個不易攀登的臺階,工頻機容易仿制,而高頻機就不那么容易,如果不是自主開發的產品,做起來就很困難。因此,在高頻機還沒成熟之前,只好還保留著工頻機作后盾。比如一位用戶的負責人“證明”說:“工頻機就是比高頻機可靠”,其例子是:該系統買了一批高頻機UPS,裝機后處處出問題,故障事件連續不斷;不得已,該廠家將自己的高頻機收回,全部換上了自己的工頻機,果然效果好多了,故障率明顯減少了。于是就給了這位領導上面的這個印象。
實際上,上面這個例子恰恰說明了這個廠家的高頻機不成熟。而高頻機成熟了的廠家早已將工頻機淘汰,如果用這個廠家的高頻機UPS去替代上述廠家的高頻機,若是仍是故障百出,那就證明高頻機不如工頻機;而上述的例子是用自己的矛去扎自己的盾,所以不能說明問題,也對用戶造成了誤解。
由于有的廠家高頻機不成熟,不得不主推工頻機,對工頻機UPS的宣傳亮點就是輸出隔離變壓器,說這個變壓器抗干擾能力強、緩沖負載的突然變化和能提高UPS的可靠性。說高頻機由于沒有變壓器,就沒有這些優點。事實如何呢?從功能上講,要求UPS的輸出具有好的動態性能,換言之,UPS的輸出要跟得上負載的變化,跟進的速度越快,就說明UPS的性能越好。如果UPS把負載的變化當成干擾給抗住了,那么這臺UPS也就不是UPS了,成了電抗器,就沒法給負載供電了!所以工頻機UPS輸出變壓器的工能就是變壓和產生零點,不允許有任何緩沖的功能。
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