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第47卷第5期
石油化工自动化
2011年10月
AUTOMATION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRY
October, 2011
UPS可靠性探讨
张琦
(东华工程科技股份有限公司电控室,合肥230024)
摘要:控制系统的供电可性对工业企业的安全生产和长期可靠运行至关重要。日前控制系统基本上都采用不阿断
电源UPS供电,但在实际使用过程中UPS的并联冗余的运行方式仍然存在一些不足之处需要改进和完善,从仪表供电的可靠
性要求出发,分析了UPS运行方式和配置方式的可靠性,并对电缆选择和保护电器的可常性做了介绍。通过对UPS进行合理
组合,使控制系统供电的故障率大幅降低,通过加强对UPS的维护保养,避免一些人为故障的发生,能够保证控制系统的供电
可靠性
关键词:应急电源;双变换;冗余;载流量
中图分类号:TP273
文献标志码:B
文章编号:1007-7324(2011)05-0079-02
UPS的可靠性分析
类型又分为无旁路型、逆变器和蓄电池共用一个整
UPS的运行方式
流器型、有独立蓄电池充电器型、带旁路型等多种
UPS分为三种类型:被动后备式(离线式);双方式。
变换式(在线式);介于两者之间的在线互动式。
1.2.2并联UPS
a)后备式。在正常运行方式下,负载由市电
并联UPS是指并联UPS单元或并联某个局
经交流稳压电路直接输出给负载,逆变器不工作。部单元,应把系统作为单台UPS看待,并联UPS
当市电中断后,再启动道变器,由蓄电池经逆変器只能看做是单台UPS。它只是将单台UPS的某
供电给负载,其转换时间为5~8ms。此类运行方些元件并联,提高某些元件的可靠性及提高单台
式的优点:设备故障率低、线路简单、价格便宣,缺UPS的容量。并联UPS也可以分为无旁路并联
点是供电质量差。
和带旁路并联两种类型。
b)双变换式。无论市电如何,UPS的逆变器均1.2.3冗余UPS
应工作。当市电正常时,交流输入经由整流器,把整
冗余UPS分为备用冗余和并联冗余。备用冗
流后的市电逆变为电压稳定、频率稳定、波形好、抗余是当运行的UPS单元故障时,备用UPS投入运
干扰的交流电输出。而充电器同时保持电池处于行,将负载全部接收过来,并断开故障UPS,由一
“浮充”状态。当市电昇常或停止,逆変器的输入由个UPS承担整个负载。并联冗余UPS是由许多
蓄电池取代,同样输岀高质量交流电。若带旁路,则共同分担负载电流的UPS单元红成,将负载在多
其UPS就为带旁路双変换式。在[UIPS整流器/逆个UPS分散开来,每一个单元仅承扭总负载的
变器发生故障时,自动切换至旁路或检修时手动切部分且仅提供一部分的冗余单元,即N+1冗余。
换至旁路。此类运行方式的优点:供电可靠性高、对于非常重要的负荷,可提供大于全额定的冗余
供电质量高、切换次数少;缺点:设备故障率高。
单元。
c)在线互动式。是后备式的变种,在市电正常1.3UPS转换开关安装位置
时其状态与后备式一样,不同的是逆变器一直在工
采用备用冗余UPS,只是解决了电源的可靠
作,但没有能量输出;当市电中断时,负载转成由后性问题;如果供电线路等没有冗余,一旦出现故障,
备电池经逆变器供电。若UPS带旁路,则其UPS仪表的供电可靠性也得不到保证。线路是否能冗
就为带旁路在线互动式。此类运行方式的优缺点与余,主要决定于转换开关的安装位置
后备式基本相同,只是停电后切换时间比后备式短
转换开关是一个或N个开关组成的UPS开
综上所述为保证仪表供电的质量和可靠性
UPS采用带旁路双变换式运行方式最好
收稿日期:2011-08-26
2UPS的配置类型
作者简介:张琦(1980),女,毕业于武汉理工大学自动化
2.1单台UPS
专业,学士学位,现工作于东华工程科技股份有限公司电控室,任
最简单的配置是单台UPS。单台UPS配置
程师。
石油化工自动化
第47卷
关,用以使电力从一个电源转换至另个电源。转电器不動作。设计选型时按上下级断路器或熔断
换开关有机械式(HPS)、电子式(EPS)、混合式三器的特性曲线不交叉。对于仪表配电用断路器和
种类型。为保证仪表电源的不间断,UPS转换开熔断器,为保证选择性,可按上级断路器的脱扣器
关宜采用电子式转换开关。
电流值至少是下级断路器脱扣器电流值的2倍,上
如果DCS,SIS以及仪表的其他负荷共用一套级熔断器熔体电流值至少是下级熔断器熔体电流
UPS,当UPS采用两台冗余或多台UPS冗余时值的2倍来选择。只有各级保护电器配合好,才能
(UPS输出宜具备并机条件),为保证供电可靠性,保护仪表供电的可靠性
UPS输出宜设置双母线,重要负荷可分别从炳个4结束语
母线各输出一回路;对于分析小屋等负荷可从任
为保证仪表供电的可靠性,至重要仪表的电源
母线引出一回线
应为双回路,且应采用UPS,UPS采用双变换式
2供电线路的可靠性
(在线式)备用冗余型,UPS电源在仪表总电源柜
为保证UPS供电线路的可靠性,供电电缆应处切换。为保证仪表供电的可靠性,除保证电源可
采用铜芯电缆,在火灾危险场所应采用阻燃或耐火靠性外,还应注意电缆和保护电器的选择,以全面
电缆。电缆的长期运行载流量不应小于UPS出口保讯仪表供电的可靠性。
断路器的长延时脱扣器值的1.25倍,电缆截面的参考文献
大小还应满足从UPS出口至仪表电源柜之间电压「1コ」张希,李希オ?モ伟解,等(GBT7260.3-200不间断电
降应小于2V的要求。为尽量减少供电压降和提
源设备(UIPS)第三部分:确定性能的方法利试验要求
LS].北京:中国标准出版社,2
高供电线路的可靠性,在其电磁干扰不影响控制系
2]中国石化工程建设公司.SH/T3082-2003油化に仪表
统的前提下,UPS电源间距控制室越近越好。
供电设计规范[ST.北京:中國石化出版社,2(03.
3保护电器的可靠性
3]张乃国.UPS供电系统应用手册[M].2版,北京:电子「业
同一电压等级的配电级数不宜多于三级。对
出版社,2003
于重要仪表DCS,SIS等供电等级不宜多于2级,4中国航空工业规划设计研究院.工业与に用配电设计予册
也就是从仪表总电源柜可设一级分电源柜,不能在
M.3版.北京:中国电力出版社,2005
分电源柜下再设一级分电源桓。每一级配电回路「5」李成章,王沙芳新型UIS不间断电源原理与维修IM1.北
均应设保护电器(断路器或熔断器),同一级回路出
京:电子匚业出版社,1995.
6)张国光.UPS使用注意事项[J.现代通讯,2004,(8):3
线开关设有保护设备,则下一级进线开关可不设保
7]刘杨.浅谈提高UIPS运行可靠性的几种方案『J1.北气
护电器,但为了检修方使,可采用隔离开关,上级和
用
2008,(2):54-5
下级保护电器之间要有级间配合,当发生过载和短[8]李成章.UPS双总线输出供电系统用负载自动切换开关
路故障时,应保证下级保护电器动作,而上级保护
「M.UPS应用,2005,(2):43.
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