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不间断电源在航站楼弱电系统中的应用

发表时间：2020/10/23 来源：《基层建设》2020年第19期作者：夏栋伟

[导读] 摘要：经济的飞速发展和社会信息化程度的提高，航站楼中的很多机房服务器相关终端设备和弱电设备逐步融合，对UPS系统的使用量也越来越大。

        北京京航安机场工程有限公司北京市 102600
        摘要：经济的飞速发展和社会信息化程度的提高，航站楼中的很多机房服务器相关终端设备和弱电设备逐步融合，对UPS系统的使用量也越来越大。本文阐述了航站楼弱电系统的重要性和以计算机为主的弱电系统使用UPS供电的必要性，对使用过程中的原则和需要考虑的因素进行了总结，最后通过介绍UPS系统容量的选取规则，以及为这项工作的开展提供相应参考。
        关键词：不间断电源；航站楼，弱电系统
        1引言
        航站楼是使旅客吞吐、航空运输以及服务、安保等各项程序运行而设计的建筑物，其功能的实现离不开弱电系统支持。航站楼安全运作过程中，弱电系统的地位不可动摇。由于弱电系统应用度的不断提升，航站楼的服务功能也有了很大拓展，航站楼电气化标准也随之提高。伴随经济发展，计算机技术不断更新应用，并逐步与弱电设备融合，为人们的生产生活提供更多的便利。当计算机与弱电设备相连的时候，这些弱电设备对于电源质量会有相应的要求。通常来讲，一级负荷是航站楼弱电设备供电的要求，也就是说航站楼弱电设备需要一路油机和两路市电。然而，在实际运作中备用柴油机发电机组的运行有时间要求，而两路市电的转换也需要一定的时间。在备用柴油发电机组启动或者两路市电进行转换的过程中，如果那些使用交流供电的电子设备没有采取相应措施，那么它们必然会停止工作。因此，为了保障电子设备和机房服务器相关终端设备的正常运行，需安装使用高质量逆变器或UPS。唯有如此，航站楼弱电设备的功能正常运转才会得以实现。
        2航站楼弱电系统的重要性以及航站楼以机房服务器相关终端设备为主的弱电系统中使用UPS供电的必要性
        2.1航站楼弱电系统的重要性
        航站楼弱电系统是机场安全有序运行的保证，该系统的综合性比较强，包括信息集成系统、综合布线系统、离港系统等。其设计要依据航站楼实际情况进行合理分配，运行状态应得到保证。在具体布局过程中，通过了解机场规模、研究机场基础信息，在基于先进技术和设备的应用基础上设计弱电系统方案，设计方案符合现代化机场建设要求，同时确保弱电系统的经济性、安全性、可靠性。
        2.2航站楼以机房服务器相关终端设备为主的弱电系统中使用UPS供电的必要性
        为保障机房服务器相关终端设备系统稳定性，应在电源系统方面多加关注。对于计算机来说，其输入端对电压范围的要求是+5%至-5%，其输入端对频率范围A级的要求是±0.1%，对总谐波失真A级的要求是<5%，并且计算机运行过程中禁止断电。而那些对交流电直接加以使用的电子设备，其输入端对电压的要求为+5%至-10%。在这种情况下，如果电压波动大于±10%，那么将无法保证中央处理机的正常运行，断电可能导致数据丢失，通信中断，更有甚者，整个系统的运行不稳定。同样，磁盘的正常工作也有一定前提，即频率波动不超过±5Hz，当电压波动大于±10%的时候，频率波动一旦超过±5 Hz，磁盘工作就会受到严重影响。由此可见，USP供电以机房服务器相关终端设备为主的弱电系统中，UPS供电安装使用是必要的。
        3选择UPS系统的一般原则和考虑因素
        UPS系统的应用过程中，必须明确标准UPS系统应达到的要求。一旦市电发生故障，UPS系统可以为负载供电，使不间断电源在关键负载上得以稳定维持输出，同时维持频率和电压的稳定，让负载可以抵抗来自外界来的一系列干扰。UPS系统供电的选择应考虑多项技术指标，比如输入电压范围、相位仪、过载能力、启动时间、对蓄电池组保护能力、谐波抑制能力、输出频率、范围和精度等等。此外，售后服务、使用环境要求也需要加以关注，这样UPS系统的选择才会更加科学。
        在具体应用过程中，用户需掌握UPS的相关参数和工作状态，方法如下：首先在UPS系统里面采用微处理机控制，用户需掌握的信息和UPS工作状态就会非常便捷的获取。

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用户可通过系统里面不同子菜单调出这些信息，UPS工作状态、电池电压、运行记录，以及系统设置参数都一目了然。如此以来用户在维护设备以及对设备操作的时候，就能更加方便。为了让用户的维护方式更加灵活，设备的维护更加便捷，同时让设备运行成本大幅度下降，可采用RS232接口和远程控制器连接楼宇管理系统。
        虽然UPS供电有着诸多优势，但是无需让航站楼里面的一切电子设备，都用这种供电方式。举个例子，航班动态显示系统的主要电量消耗在于终端LED显示屏和电视终端。这二者允许电压输入范围是+5%至-10%，对输入电压稳定度的要求不高，就没有必要用UPS供电，否则是不经济的。对于航班动态显示系统的供电采用就近市电供电，或者用稳压电源即可。总而言之，在航站楼系统中，不同系统进行控制的机房服务器相关终端设备，其供电应该使用UPS供电，包括计算机地面处理系统、楼宇自控系统、监控系统、火灾报警及联动控制系统等。
        4 UPS系统容量的选取
        对UPS系统容量的选择有两个重要依据，第一个依据是系统的数量，第二个依据是航站楼的面积。一般说来，如果航站楼的面积为2万平米，那么两台60kVAUPS并联集中供电即可满足相应需求。如果航站楼的面积相对较大，那么就可以适当增加UPS数量，并根据航站楼的具体情况用这些UPS进行分散式供电，通过对系统的并联使得UPS的各个关键部位都能够有备份保证，还可以使其受到相应的控制。
        “热同步”并联技术是一项应用于新型UPS的先进并联技术，具备很多优点，下面依次加以介绍。第一，两机彼此之间无信号通用电缆，如此以来故障率就会下降。其次，这两套UPS并没并不存在主从关系，它们都是独立运行的。第三，两套UPS交流旁路一起工作的时候其故障排除能力会持续增长。第四，单机系统向直接并机系统的扩展更加便捷。第五，当其中一台UPS输入电源出现问题的时候，另一台UPS的输入电源可以为其充电，让电池组一直保持在满充状态。蓄电池的选择及维护等工作对于UPS系统来说非常关键，通常来讲免维护密封铅酸电池是其首选。为了满足UPS持续工作的要求，蓄电池组的供电时间需要延长至油机供电。由此可见，油机启动时间在很大程度上影响了蓄电池组容量的选择。假如油机性能很强，那么内置电池就成了比较好的选择，典型供电时间一般是十分钟。为了让整个过程更为稳妥，外接电池的选用是更合适的选择。当选用了外接电池以后，即可满足供电三十分钟的需求。电池的工作环境对温度有一定的要求，通常来说电池的安装环境温度在15摄氏度到25摄氏度之间，电池的工作状态能达到最好。如果电池的周围环境温度在25摄氏度以上，那么电池的寿命就会受到很大影响。根据一般规律，电池工作环境温度每升高10摄氏度，电池的寿命会减半。空调制冷量的选择主要考虑两个方面，第一个方面是UPS满负荷，第二个方面是电池浮充电的时候所散发出来的热量。只有对这两方面进行周密的考虑，在空调制冷量的选择方面才会做到科学合理。UPS的冷却主要用强迫送风的方式来进行。气流的运行过程如下：气流首先通过机柜门和底部进入机内，接着从机柜的顶部排放出来。通常来讲，UPS机房的大小在二十平方米左右，电缆沟要预先埋在机柜的下方。对于机房在航站楼的位置，其最佳位置应该是航站楼中部，这样在电缆连接方面相应的损耗就会降低。电缆沟的作用是让那些连接电缆顺着电缆沟从底部进入机柜，电缆截面的选择一般按照0.8功率因数的额定负载和最小电池浮充电压时计算。此外，相应的接地保护工作也不能忽视。一切机柜的接地要连接在一起，如此以来一个综合的接地保护网随之出现，此保护网还要与建筑物的接地极相连接。
        结论
        总而言之，随着经济发展，社会的信息化程度也在不断提高。计算机技术在人类社会的各个方面都发挥着重要作用，计算机技术的更新也让航站楼的智能化程度逐渐提高。航站楼的UPS数量不断增加，满足用户各项需求。当然，航站楼在使用UPS的过程中应保证其系统运行的安全可靠。设计方案中采用新技术新工艺的UPS系统，使弱电系统安装质量不断提升，从而获取相应的经济效益。
        参考文献：
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        [2]杨明轲，朱永欣.航站楼建筑信息弱电机房设计与实施中的问题[J].智能建筑，2018，（07）：28-32.
        [3]张传武.结合新郑机场航站楼谈智能建筑及其电气设计[J].建筑电气，1998，（04）：3-5.