標簽：電源 UPS

1 石化行業生產裝置儀表配置UPS的必要性

石化行業生產具有高溫、高壓、易燃、易爆等特點，如果重要裝置的控制儀表突然停電，就可能會造成人員傷害、重大環境污染和較大經濟損失。SH/T3082-2003《石油化工儀表供電設計規范》明確規定：“儀表及控制系統的用電負荷按SH3038‘石油化工企業生產裝置電力設計規范’規定屬于一級負荷中特別重要負荷。這類負荷當供電中斷時，為確保安全停工及處理事故，不致造成設備損壞和人身傷害事故，不致造成重大經濟損失，需要設置UPS。”

一級負荷包括：

安全儀表(聯鎖)系統(SIS);

⑵ 分散型控制系統(DCS)和相關的現場儀表和控制系統;

⑶ 設備包廠商提供的關鍵可編程程序邏輯控制器(PLC)和相關儀表;

⑷ 石油化工生產裝置、重要的共用工程系統及輔助生產裝置的儀表及自動控制系統;

⑸ 綜合壓縮機/透平控制系統(ITCC)以及關鍵的壓縮機組和泵類機組設備包提供的安全儀表;

⑹ 火災及可燃氣體和有毒氣體檢測系統(FGS);

⑺ 與裝置操作和安全相關的重要在線分析儀表。

2 中石化集團公司對UPS系統的要求

由于沒有統一的配置規范規定，各地企業、不同項目采用了多種UPS配置方案，多數方案并不規范，導致由于UPS系統故障導致儀表供電中斷造成生產停工事故頻發。因此集團公司2005年發布了《生產裝置過程控制儀表電源配電系統技術管理規定(暫行)》，并于2006年發布IN212-2006《儀表供電設計規定》。對UPS配電系統提出了如下幾點要求：

電源配置方案選用一般為：兩電源、三電源、逆變電源，其中逆變電源方案僅適用于熱電站及變電站;

系統在負載正常運行后，可以進行UPS離線檢修、蓄電池定期維護工作;

電源系統切換裝置應能實現無擾動切換;

低壓母線的直流饋出回路，需配置隔離及穩壓器;

具備兩路供電的控制儀表，應具備兩路非同期工頻交流電源同時工作的條件。

對UPS的要求：

選用在線式UPS，電源質量符合UPS輸出標準時，其逆變器在熱備用狀態運行，其接線簡單可靠;

UPS容量≤40kVA時，宜采用單相輸出;>40kVA時采用三相輸出。采用三相輸出時，UPS必需具備在短期內各相100%不平衡情況下正常工作的能力;

采用單機運行方式;

采用密封閥控式鉛酸蓄電池，備用時間一般為(15~30)min;

UPS容量按新建系統的1.5倍配置。

3 UPS系統方案設計

3.1 系統構架

如圖1所示，這是石化行業典型的兩電源UPS構架，由兩路電源，一個隔離變壓器、一臺UPS組成。UPS采用雙電源回路輸入，UPS主電源由電源1提供，UPS旁路電源有電源2提供，同時UPS設置一個脫機維修旁路，允許UPS在故障維修或者更換時，系統仍然能夠正常工作。同時DCS系統中的負載分為兩個級別，即一般負載和重要負載，重要負載(一級負荷)由UPS系統直接供電，一般負載(三級負荷)由電源2經隔離變壓器后供電。

⑴ UPS工作原理

UPS由整流器、逆變器、靜態旁路、手動維護旁路、電池組構成。市電正常時，UPS將主回路的交流電整流成直流電，對電池充電，同時由逆變器將直流電重新逆變為與備用電源同頻率同相位的高精度交流電，為負載供電。市電異常或中斷時，電池對逆變器供電，輸出高精度交流電為提供負載工作需求。UPS原理構架如圖2所示。

⑵ 隔離變壓器原理

方案在市電電源2的后端設置隔離變壓器，輸入端采用△型接法，不引入中線，輸出端采用Y型接法。實現輸入與輸出的中性線隔離，減少干擾。