UPS電源在DCS系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、第!"卷第#期$%年!$月天然氣與石油&(*+,-./012+3456!"7846#9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999:;<6$%收稿日期文章編號=H I I J >K K L M N I I I C I O >I I O L >I L P Q F 電源在:E F 系統(tǒng)中的應(yīng)用孫英杰!7曹慶!7孫世銘$!6黑龍江石油化工廠7黑龍江大慶!?R B !R S $6大慶石化總廠水汽廠7黑龍江大慶!?R B !#C摘要=P Q F 是由電力變流器G 儲

2、能裝置根據(jù)我廠:E F 裝置對電源的改造7說明P Q F 在:E F 系統(tǒng)中的應(yīng)用D 蓄電池C 和開關(guān)等組合而成的一種電源設(shè)備D 這種電源設(shè)備能在交流輸入電源發(fā)生故障時保證向負載供電連續(xù)性D 本文首先介紹了P Q F 電源的若干形式及其工作原理7然后根據(jù)我廠:E F 裝置對電源的改造7說明P Q F 在:E F 系統(tǒng)中的應(yīng)用D關(guān)鍵詞=不間斷電源S 逆變器S 開關(guān)電源中圖分類號=T 8"?文獻標識碼=U 一個穩(wěn)壓器及濾波器!其作用是可在市電供電時濾去高頻干擾"該方式的優(yōu)點是可滿足一般負載的要求!缺點是對低頻干擾無法為負載提供保護"#$%互動在線式&(圖%*當

3、市電供電正常時!&(由旁路供電!此時雙向轉(zhuǎn)換器起整流的作用!向電池充電!當市電中斷時電池向雙向轉(zhuǎn)換器供電!此時雙向轉(zhuǎn)換器起逆變器作用向負載供電"該方式是三端口式的一種變形!可以大大降低成本!但可靠性受到了較大影響 "年!"#供電電源用電源箱分開供電如圖$所示%機柜&(*電源和變送器供電電源用電源箱分開供電+正常時機柜由在線式,-.供電%變送器由!/0(1*電源箱變出&(*供電2這樣可減少相互干擾%分開供電避免了維護人員在量端子排3安全柵上的信號時%因不注意造成短路給主機柜里的模件等造成的影響2!"&二極管的作用如圖$%,-

4、.給變送器供電經(jīng)過二個二極管%利用二極管正向?qū)?正常時由!/0(電源箱變壓出&(給變送器供電%這時,-.給變送器的電壓為&!點幾伏%小于&(%二極管截止%而當市電停電時%&(變?yōu)榱?即二極管負端變?yōu)?(%&!(40 (%這樣二極管導(dǎo)通%由,-.給變送器供電2其實%,-.給變送器供電的這種方式用后備式,-.就可以了%為給工廠節(jié)約資金%我們采用變送器和機柜共用一個,-.2!"!為什么選在線式,-.一方面機柜這種高級設(shè)備內(nèi)部的模件等部件造價高%易損壞%另一方面給機柜供電的電源箱都是開關(guān)電源2下面再具體說明一下%在線式,-.和后備式,-.在晃電時對開

5、關(guān)電源的影響2開關(guān)電源+由開關(guān)管和電容組成%精度高%反映靈敏%自保護強%在電容前可加一個壓敏電阻%則不等電壓升高時電阻先壞即保護了電容%見圖 52系統(tǒng)中的應(yīng)用 UPS電源在DCS系統(tǒng)中的應(yīng)用作者:孫英杰, 曹慶, 孫世銘作者單位:孫英杰,曹慶(黑龍江石油化工廠,黑龍江大慶 163713, 孫世銘(大慶石化總廠水汽廠,黑龍江大慶 163714刊名:天然氣與石油英文刊名:NATURAL GAS AND OIL年,卷(期:2000,18(4被引用次數(shù):0次相似文獻(10條1.會議論文鄭雪生.李春文.湯洪海.戎袁杰不間斷電源逆變器輸出電壓的魯棒跟蹤控制2007從不間斷電源的功能來看,不間斷電源的逆變器

6、是一個跟蹤系統(tǒng),系統(tǒng)參數(shù)有攝動,外界干擾是復(fù)雜多變的,要保證系統(tǒng)準確無誤的跟蹤參考信號,控制器對參數(shù)攝動以及變化的干擾要有良好的動靜態(tài)性能。由于控制器采用數(shù)字實現(xiàn)方式引入了時延,控制器的設(shè)計還要考慮時延的影響。本文首先分析并建立了逆變器的離散時延模型,基于離散模型設(shè)計了一種具有時延補償?shù)碾x散積分滑?？刂破?仿真結(jié)果表明,控制器能夠有效的克服時延的影響,對參數(shù)攝動以及負荷干擾具有良好的調(diào)節(jié)性能和魯棒性,從而驗證了控制器的有效性。2.學(xué)位論文何紹雄高性能不間斷電源PWM逆變器控制技術(shù)的研究19983.會議論文駱雅琴一種用于不間斷電源的逆變器2000該文提出了一種適用于不間斷電源(UPS的逆變器。該

7、逆變器用單邊自振蕩電壓跟蹤比較控制方式實現(xiàn)脈寬調(diào)制,用有源濾波器實現(xiàn)正弦輸出電壓。該逆變器具有電路簡單、控制方便、輸出波形好等優(yōu)點。4.期刊論文譚耀輝.TAN Yao-hui基于PIC17C43的不間斷電源設(shè)計-機械與電子2009(9采用PIC17C43 PWM控制逆變器,在濾波之后,逆變器輸出產(chǎn)生一個交流正弦波.根據(jù)故障類型,故障信號可從PIC17C43內(nèi)部或外部產(chǎn)生,PIC17C43監(jiān)視輸出電壓和電流,以對直流偏移和負載變化做出"實時"校正調(diào)整,控制所有的模塊同步,也控制逆變器及反饋.PIC17C43通過使用過零檢測,實現(xiàn)輸入電壓/相位與輸出電壓/相位的同步.5.學(xué)位論

8、文劉剛80kVA電力專用UPS的逆變器設(shè)計2005隨著電力電子技術(shù)和IT技術(shù)的迅速發(fā)展,不間斷電源的需求越來越大,對其性能的要求也越來越高。逆變器控制技術(shù)是不間斷電源的核心技術(shù),它直接影響著不間斷電源的性能。本文以UPS逆變器作為研究對象,主要研究內(nèi)容包括逆變器瞬時值反饋控制技術(shù)、IGBT驅(qū)動及保護電路設(shè)計、單相橋式逆變電路直流偏磁的分析與抑制,以及UPS冗余并聯(lián)設(shè)計等方面。首先,本文分析了UPS逆變器的雙閉環(huán)控制技術(shù),并且設(shè)計了采用輸出電壓電感電流瞬時值反饋控制方案,并借助Matlab仿真工具進行了系統(tǒng)仿真。在實際研發(fā)樣機應(yīng)用中,本設(shè)計方案實驗效果良好,UPS輸出電壓正弦度好,且具有良好的穩(wěn)

9、態(tài)、動態(tài)特性。其次,本文分析了大功率IGBT的驅(qū)動、保護及其并聯(lián)原理,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了IGBT的驅(qū)動保護電路以及并聯(lián)IGBT均流措施,保證了IGBT安全、高效的工作,避免其因過流短路造成的器件損壞。再次,本文分析了單相UPS逆變器直流偏磁問題的產(chǎn)生原因及其對變壓器的危害,并設(shè)計了其偏磁抑制措施。針對UPS帶載情況的復(fù)雜性,本文采用了變壓器原方輸入電壓反饋法抑制直流偏磁,即對變壓器原方輸入電壓進行分壓衰減、濾波后,改變調(diào)制波,以達到抑制直流偏磁的目的。該方法可適用于UPS帶電阻負載、整流性負載及半波負載等多種工況,經(jīng)過實驗驗證可以有效減小變壓器輸入電流中的直流分量,實驗效果良好。最后,為了有效

10、解決UPS系統(tǒng)擴容問題及提高設(shè)備可靠性,分析了UPS冗余并聯(lián)工作結(jié)構(gòu)、原理。并機系統(tǒng)之間的環(huán)流是影響UPS正常穩(wěn)定工作的關(guān)鍵,而影響環(huán)流大小的主要因素是UPS輸出電壓的頻率、相位以及幅值。結(jié)合以上分析,本文設(shè)計了兩臺USP冗余并機的鎖相、均流電路,并在研發(fā)過程中進行了大量的實驗驗證,獲得良好的實驗效果。6.會議論文郁百超論不間斷電源的發(fā)展方向2006不間斷電源中的各種功率變換器,浪費了太多的電能,例如AC/DC整流變換器、DC/DC有源功率因數(shù)校正器、DC/AC逆變器、DC/DC升壓變換器、DC/DC降壓變換器等等;同時,功率變換的過程,會產(chǎn)生豐富的高次諧波,對電網(wǎng)和用戶設(shè)備造成嚴重的EMI干

11、擾;隨著電力供電系統(tǒng)的不斷完善,一年之內(nèi)難得停幾次電,但由于不間斷電源變得越來越復(fù)雜,有時候,UPS本身所產(chǎn)生的故障,以及工作人員對復(fù)雜操作的人為失誤,使得用戶設(shè)備斷電的次數(shù)比電力系統(tǒng)停電的次數(shù)還要多,這就意味著,不采用UPS,反而比采用UPS更安全.為了克服上述三種弊端,不間斷電源的發(fā)展方向,必然沿著減少功率變換器的方向發(fā)展.7.學(xué)位論文呂曉紅UPS逆變器的控制技術(shù)研究2005本文主要以UPS逆變器的控制技術(shù)作為研究對象.逆變器控制的技術(shù)指標主要為暫態(tài)響應(yīng)速度、穩(wěn)定精度以及魯棒性等.本文在論述了逆變器控制技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,指出了目前常規(guī)控制方法中所存在的問題,即逆變電源輸出穩(wěn)態(tài)特性與動

12、態(tài)性能不能兼顧的問題.針對此問題,本文從多環(huán)控制和無差拍控制兩個方面進行了嘗試,提出了一種新的基于DSP的無差拍控制器電壓、電流雙環(huán)反饋控制方案.此方案可使不間斷電源輸出電壓波形兼具良好的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)特性,適用于線性及非線性負載.本文首先分析了各種UPS電源逆變器的控制技術(shù),比較了各種主要的數(shù)字控制算法的優(yōu)劣,提出了雙環(huán)無差拍控制的總體方案:外環(huán)采用PI控制,實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定;內(nèi)環(huán)采用干擾無差拍控制,以達到系統(tǒng)動態(tài)的穩(wěn)定性.本論文圍繞UPS的控制技術(shù)進行理論計算、仿真分析與系統(tǒng)實現(xiàn)三個方面進行了闡述.首先建立了控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和仿真模型;然后在MATLAB6.5環(huán)境下進行了綜合仿真分析,證明了所

13、選用方法的可行性和優(yōu)越性;最后介紹了以高性能數(shù)字信號處理器TMS320LF2407A為控制核心的UPS逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計.8.期刊論文胡雪梅.史增芳不間斷電源關(guān)鍵器件分析-工礦自動化2007(4不間斷電源(UPS可以為計算機系統(tǒng)及其它信息系統(tǒng)提供可靠安全的恒壓恒頻供電電源而被廣泛應(yīng)用.文章介紹了UPS中的關(guān)鍵器件-整流器、充電器、蓄電池、逆變器、鎖相器、靜態(tài)電子開關(guān)等器件等的工作原理,對其中的重要技術(shù)進行了較為全面的分析.9.期刊論文李新平.LI Xing-ping數(shù)字式不間斷電源的研究-湖南城市學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版2005,14(2介紹了一種重復(fù)控制與比例調(diào)節(jié)相結(jié)合的算法,提出了將該算法應(yīng)用于不間斷電源(UPS的逆變器以實現(xiàn)數(shù)字化控制的解決方案,給出了基于DSP芯片的系統(tǒng)硬件電路和軟件流程.10.學(xué)位論文羅瑪DSP控制三相逆變器并聯(lián)技術(shù)的研究2005近年來隨著用電設(shè)備對供電電源的性能和可靠性要求越來越高,不間斷電源得到了廣泛應(yīng)用。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,使得數(shù)字信號處理器(DSP快速發(fā)展,將數(shù)字控制應(yīng)用于逆變器控制是今后發(fā)展的潮流,同時UPS模塊化并聯(lián),作為提高UPS容量和可靠性的一條重要途徑,為人們廣泛關(guān)注。本文探討了逆變器控制采用電壓電流雙環(huán)控制的設(shè)計方法。在分析逆變器模型的基礎(chǔ)上設(shè)計了各控制器參數(shù),并通過芯片