保安電源、UPS裝置講義

1、1、保安電源定義：保安電源是在正常電源故障的情況下，為了保證重要用戶的重要負(fù)荷仍能連續(xù)供電和不 發(fā)生事故即設(shè)置的電源。2、保安電源的作用：(1)(2)(3)(4)中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將造成環(huán)境嚴(yán)重污染者；中斷供電將造成設(shè)備損壞，連續(xù)生產(chǎn)過程長期不能恢復(fù)或大量產(chǎn)品報廢者；中斷供電將在政治上或軍事上造成重大影響者。具備重要負(fù)荷的用戶統(tǒng)稱為重要用戶。重要用戶可為其有關(guān)的重要負(fù)荷申請保安備用電 源。3、保安電源的種類：由供電部門提供的保安備用電源，原則上應(yīng)與正常供電電源來自兩個獨(dú)立廠、站、所。 即來自不同的發(fā)電廠、變電站、開閉所?；蛘邅碜酝蛔冸娝?、開閉所而互不影響的不同母 線段供電的電

2、源。用戶也可自備保安備用電源，如自備發(fā)電機(jī)、蓄電池組、不停電電源裝 置等。4、UPS電源作用：UPS電源最大的功用在于可以保護(hù)運(yùn)行中的系統(tǒng)和程序不會因為突然斷電而受到損害， 同時可以保護(hù)沒有及時存儲的數(shù)據(jù)避免丟失。在重要行業(yè)(比如銀行、財務(wù)、交通等)和服 務(wù)器系統(tǒng)中UPS電源有非常廣泛的應(yīng)用。UPS (Uninterruptible Power System)交流不間斷電源作為通訊、網(wǎng)絡(luò)、制造業(yè)等各 行各業(yè)廣泛使用的電源系統(tǒng)，其不間斷功能、凈化功能和保障數(shù)據(jù)與生產(chǎn)安全的作用顯得越 來越重要。5、UPS運(yùn)行方式：中國、國際電聯(lián)、歐盟等標(biāo)準(zhǔn)組織都從UPS的核心工作機(jī)理上對UPS進(jìn)行了明確的定 義。

3、根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB07260-2003第3部分：確定性能的方法和試驗要求 的附錄B定義，將UPS運(yùn)行方式分為：雙變換運(yùn)行、互動運(yùn)行、后備運(yùn)行等三類運(yùn)行方式， 即UPS行業(yè)廣為熟悉的雙變換UPS、互動UPS、后備UPS等三種。1)雙變換UPS國標(biāo)定義為“在正常運(yùn)行方式下，由整流器/逆變器組合連續(xù)地向負(fù)載供電。當(dāng)交流輸 入供電超出了 UPS預(yù)定允差，UPS單元轉(zhuǎn)入儲能供電運(yùn)行方式，由蓄電池/逆變器組合在儲 能供電時間內(nèi)，或者在交流輸入電源恢復(fù)到UPS設(shè)計的允差之前(按兩者之較短時間)，連 續(xù)向負(fù)載供電”。同時國標(biāo)強(qiáng)調(diào)，避免使用“在線”一詞，防止定義混淆，而只使用術(shù)語“雙變換”。下圖為

4、國標(biāo)GB07260-2003/國際電聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)IEC62040對在線UPS的定義與說明：柱F這神堤型通肅岳為誨我UPS,意耘是不婚丈恤成火電街話況如LH裁始給由遂芟爵供電.術(shù)唇1*在也 Ep-1曲也可舊理佛為“在表電涅上Wn-iTwgim，為跳止足又St禰，成暗免用（在凝）距牢謂.而只使用 上膏握變?nèi)缧g(shù)也干苗電池-無常方式：e-_的能供電方式.注L交爵精人端NiJ抵在擊.注跖二粗苴婚塊.品帽昔直辨關(guān).ffl B. 1 UPS的雙燮換圖：IEC62040對雙變換UPS的定義，等同國標(biāo)2）互動UPS國標(biāo)定義為：在正常運(yùn)行方式下，由合適的電源通過并聯(lián)的交流輸入和UPS逆變器向負(fù) 載供電。國標(biāo)特別強(qiáng)調(diào)：（

5、1）逆變器或者電源接口的操作是為了調(diào)節(jié)輸出電壓和/或給蓄電池充電。（2）UPS輸出頻率取決于交流輸入頻率。在正癖運(yùn)行方式下.曲臺蓬的電糠諧過井喋的交恤蝶入和UP鼎逆變器向m栽供電-逆變腭或者電海接口的操怡擔(dān)為了調(diào)節(jié)輸出也壓利F迎紙蓄電池亢電。輸由麹制取決于交流輸人巍率鳥交誠輸入的供電電壓超出UFS瓏定龍推時,逆和清電池將在陸他供也西行方式F保瘠負(fù)戴唯方的尊續(xù)性.并由電諫按T切斯塞旅轅人電防止逆塵器辰向慷電，UPS單te芯廓能供電時網(wǎng)內(nèi)或者在交流輅人電源回弱到OPS設(shè)汁的允斐之皿（按兩者之較如時 間），遠(yuǎn)有于鈉寤供電方式之下.3）后備UPS國標(biāo)定義為：在正常運(yùn)行方式下，負(fù)載由交流輸入電源的主電源

6、經(jīng)由UPS開關(guān)供電?？赡苄杞Y(jié)合附加設(shè)備（例如鐵磁諧振變壓器或者自動抽頭切換變壓器）對供電進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種UPS通常稱為“離線UPS”，下圖為標(biāo)準(zhǔn)對互動UPS的解釋:6、互聯(lián)網(wǎng)時代的UPS電源隨著計算機(jī)的普遍應(yīng)用、信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，特別是進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)時代以來，對電力供 電質(zhì)量提出了越來越高的要求。不間斷供電、全面改善供電質(zhì)量、對整個網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備乃至數(shù) 據(jù)傳輸途徑給以端到端的全面保護(hù)，這些都要求在供電系統(tǒng)中配置不停電供電設(shè)備一PS。 本文將著重闡述互聯(lián)網(wǎng)時代UPS電源的發(fā)展趨勢。首先，UPS需要更加智能化。一方面，由于網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，使網(wǎng)絡(luò)管理員與UPS以及受UPS 保護(hù)的計算機(jī)之間的物理距離明顯拉大了。

7、因此，在出現(xiàn)供電故障時，網(wǎng)絡(luò)管理員可能來不 及在UPS電池電量耗盡之前關(guān)閉計算機(jī)和UPS的電源，從而導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失，嚴(yán)重的還會 損壞硬件。另一方面，現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)管理員一般都是“日理萬機(jī)”：要管理多臺服務(wù)器和普通計 算機(jī)；要管理集線器、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；還要管理多臺UPS管理點(diǎn)的增加，使網(wǎng)絡(luò)管 理員很難親自到“現(xiàn)場”監(jiān)控每臺設(shè)備，這就需要計算機(jī)及外設(shè)能“自主”應(yīng)付一些可能預(yù) 見到的問題，能進(jìn)行自動管理和調(diào)整，如自動關(guān)閉宿主計算機(jī)的操作系統(tǒng)并關(guān)閉其電源、定 時開關(guān)UPS本身等，并能將有關(guān)信息通過網(wǎng)絡(luò)傳遞給操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)管理員，便于進(jìn)行遠(yuǎn)程 管理。隨著計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，UPS系統(tǒng)智能化的重要

8、體現(xiàn)是豐富的軟、硬件監(jiān)控 功能。UPS管理軟件的主要功能是保護(hù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，在特定事件發(fā)生時通知用戶和管理員并自動采取應(yīng)急保護(hù)措施。如業(yè)界廣泛流行的PowerChute Plus等電源管理軟件，在電力故障 或UPS電能耗盡前，可通過E-mail、傳呼、彈出式消息等方式通知用戶和管理員，并能自 動安全地保存應(yīng)用程序數(shù)據(jù)、關(guān)閉操作系統(tǒng)。此類軟件還可支持Windows 95/98/2000/NT、 NetWare. Unix等主流操作系統(tǒng)，并已獲得了相應(yīng)軟件廠商的認(rèn)證。另外，這些軟件還內(nèi)嵌 支持 Microsoft BackOffice、Lotus Notes、SAP/R3、Oracle、Apche W

9、eb Server的自動保 護(hù)功能，并可與業(yè)界流行的服務(wù)器管理工具如CIM、IBM Netfinity Manager、DMI等無縫集 成，從而將UPS納入整個網(wǎng)絡(luò)管理體系之中。根據(jù)用戶需求（如財務(wù)部門出于安全性考慮） 定制定時開關(guān)被保護(hù)的計算機(jī)系統(tǒng)，如上班時間前開機(jī)、下班后關(guān)機(jī)等。另外UPS必須具備 自檢功能，定期對主要元部件諸如電池、逆變器、旁路開關(guān)及控制電路的狀況進(jìn)行自檢，如 有異常則以尋呼等方式通知系統(tǒng)管理員，以防患于未然。UPS智能附件可提供特定環(huán)境下監(jiān)控UPS系統(tǒng)的能力。例如，電話撥號卡可通過電 話撥號方式對UPS進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動尋呼；環(huán)境監(jiān)測裝置可實時監(jiān)測機(jī)房溫度、濕度、煙 霧

10、等狀況并能自動報警；電源控制單元可對某一 UPS的輸出口進(jìn)行遠(yuǎn)程開關(guān)等。另外，UPS 廠商還開發(fā)了適用于機(jī)架式安裝的機(jī)型，從而使UPS系統(tǒng)在安裝、監(jiān)控上與信息系統(tǒng)實現(xiàn)完 美的統(tǒng)一?？梢哉f，UPS智能附件可把UPS系統(tǒng)與計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的管理與服務(wù)納入 同一體系。一般而言，企業(yè)級用戶選用的UPS數(shù)量多、機(jī)型復(fù)雜、分布區(qū)域廣、管理工作量大、 效率低。針對這一情況，UPS廠商開發(fā)了豐富的集中監(jiān)控功能。代表性的產(chǎn)品有SNMP適配 卡、SNMP Agent軟件、SNMP管理平臺等，這些產(chǎn)品遵循SNMP協(xié)議、MIBII標(biāo)準(zhǔn)，支持流行 網(wǎng)管平臺如 HP OpenView、Sun NetManager、I

11、BM NetView、CA Unicenter TNG、Cabletron Spectrum等。此類產(chǎn)品的推出，使系統(tǒng)管理員可以在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、Internet及Intranet 等層次對UPS進(jìn)行遠(yuǎn)程和集中監(jiān)控，極大地減輕管理員的工作量，提高信息系統(tǒng)的可用性， 最終提高企業(yè)的競爭力。其次，UPS需要更加網(wǎng)絡(luò)化。以前的概念是一臺計算機(jī)配一臺UPS，或者說一臺UPS 只負(fù)責(zé)一臺計算機(jī)的正常運(yùn)行。正如同在網(wǎng)絡(luò)中需要使用網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)來為多個用戶服務(wù)一 樣，在網(wǎng)絡(luò)時代，同樣需要“網(wǎng)絡(luò)UPS”，它擁有更大的蓄電量、可以同時為多臺計算機(jī)或 其他外設(shè)服務(wù)，并能夠通過某種機(jī)制達(dá)成負(fù)載之間的動態(tài)配置。此外，將U

12、PS系統(tǒng)與Internet技術(shù)緊密集成，增加整個信息系統(tǒng)的易用性在互聯(lián)網(wǎng)時 代顯得尤為重要。雖然傳統(tǒng)的技術(shù)如電話撥號、SNMP協(xié)議、Telnet等已實現(xiàn)了對UPS的遠(yuǎn) 程和集中監(jiān)控，但這些技術(shù)通常要求特定的設(shè)備配置和操作技能。Internet的普及對UPS 系統(tǒng)的可靠性提出了更高的要求，UPS廠商如APC已推出了可使用瀏覽器監(jiān)控UPS的產(chǎn)品， 如 Web/SNMP Card、MasterSwitch、Web Device Manager 等。雖然這些只是一個開端，但毫 無疑問，使用Internet技術(shù)監(jiān)控UPS系統(tǒng)將成為未來UPS技術(shù)的主流之一7、電力及工業(yè)控制系統(tǒng)用DL系列UPS隨著我國確立

13、以信息化帶動工業(yè)化的工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，工業(yè)信息化建設(shè)突飛猛進(jìn)，許 多工業(yè)企業(yè)像化工、鋼鐵、冶金、汽車、天然氣、石油等都處于擴(kuò)張期，新項目和技術(shù)改造 如火如荼，信息技術(shù)迅速滲透到企業(yè)的各個環(huán)節(jié)。由于能源資源的日益短缺，以及近年來連續(xù)電力供應(yīng)緊張，UPS作為保護(hù)網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)安 全的重要環(huán)節(jié)，被越來越多的行業(yè)領(lǐng)域所重視、關(guān)注和應(yīng)用。工業(yè)企業(yè)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)要求供電 系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、不間斷運(yùn)行，因此，在選擇UPS電源時主要考慮高性能、高可靠性、適用性 和性價比?；趯κ袌鲂枨蟮纳羁谭治觯瑖鴥?nèi)領(lǐng)先的UPS電源提供商一一科華公司，推出專 為電力及工控系統(tǒng)設(shè)計的中大功率DL系列UPS，適用于大中型電廠、變電站、配電中

14、心、 電力控制中心、監(jiān)控系統(tǒng)，以及化工、天然氣、石油、冶金、汽車等企業(yè)工控系統(tǒng)。作為本土企業(yè)，科華公司更加了解中國的電力環(huán)境，在電力保護(hù)方面有自己獨(dú)到的見解， 可為不同的行業(yè)用戶提供定制化解決方案。DL系列秉承科華UPS產(chǎn)品一貫穩(wěn)定、可靠的特 性，輸入功率因素達(dá)到0.9,能夠滿足電力及工控系統(tǒng)多方面的性能要求，適用于不同規(guī)模、 不同類型的應(yīng)用環(huán)境，配置使用靈活，提供多種需求的選件，具有豐富的中英文顯示功能， 安裝簡便易于操作性，三進(jìn)單出的設(shè)計方式充分利用用戶已有的電力資源，達(dá)到最優(yōu)的性價 比。由于該系列產(chǎn)品的高效節(jié)能和技術(shù)的先進(jìn)成熟，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和較高的投入產(chǎn)出 比，已經(jīng)被列入國家級火炬

15、計劃項目。目前，DL系列功率范圍覆蓋10KVA80KVA，具有以下 顯著特點(diǎn)：專為電力及工控系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境量身定制；直接利用已有的110Vdc/220Vdc作為后備電源，無需另外購置電池，減少成本；輸入、輸出均帶有超隔離變壓器，具有靜態(tài)旁路備份功能，使用更安全可靠；采用專業(yè)的DSP控制器，實現(xiàn)產(chǎn)品的高效率，高功率密度化，高可靠性；極佳的過載能力和完善的保護(hù)功能，避免誤操作造成設(shè)備損壞；中英文大LCD液晶顯示，可實時監(jiān)測UPS運(yùn)行狀態(tài)，方便日常管理；應(yīng)用先進(jìn)的無主從自適應(yīng)并聯(lián)技術(shù)，避免單點(diǎn)故障，形成高可靠的供電系統(tǒng)。配置靈活，提供包括充電器、并機(jī)控制器件、旁路穩(wěn)壓器及隔離變壓器等多種選件；8、U

16、PS電源使用中應(yīng)注意的幾個問題UPS電源日前在各行各業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是一些政府機(jī)關(guān)、金融證券、工業(yè) 控制等領(lǐng)域，更是離不開它。對如何延長其使用壽命，減少發(fā)生故障的概率，是人們普遍關(guān) 注的問題。在此，結(jié)合實際使用中的具體做法介紹如下。1）、UPS電源的分類與特點(diǎn)目前，可供用戶選擇的UPS電源品種很多，但我們一般所指的UPS電源大都為靜態(tài)變換 式，它可分為：后備式、雙變換式、互動式三大類。后備式UPS電源：在市電正常供電時，市電通過交流旁路通道再經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)直接向負(fù)載 供電，機(jī)內(nèi)的逆變器處于停機(jī)工作狀態(tài)，即實質(zhì)上相當(dāng)于一臺市電穩(wěn)壓器。其特點(diǎn)是：除了 對市電電壓的幅度波動有改善外，對市電的頻

17、率及串入的電網(wǎng)干擾等不良影響幾乎沒有任何 改善；只有當(dāng)市電中斷或低于170V時，蓄電池才通過逆變器，向負(fù)載提供穩(wěn)壓、穩(wěn)頻的交 流電。雙變換式UPS電源：無論市電正常供電時，還是在市電中斷時，它對負(fù)載的供電均是 由UPS電源的逆變器提供。即平時為：交流電一整流一逆變器方式向負(fù)載供電。在一旦市電 中斷時，就立即由蓄電池一逆變器方式向負(fù)載提供交流電源。其特點(diǎn)是：完全消除了來自市 電電網(wǎng)的任何電壓波動等干擾對負(fù)載的影響，真正實現(xiàn)了對負(fù)載的無干擾穩(wěn)壓供電，實現(xiàn)由 市電供電到蓄電池供電轉(zhuǎn)換切換時間為零的突破?；邮経PS電源：介于后備式與雙變換式UPS之間的設(shè)備，集中了后備式UPS的效率 高及在線式UPS

18、的供電質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。其特點(diǎn)是：逆變器始終處于工作狀態(tài)，與后備式UPS 相比來說，轉(zhuǎn)換時間非常短，其交流輸出電壓穩(wěn)定性好，不過充電器由雙向變換器組成，充 電效果讓人不十分滿意，不宜作長延時的UPS電源使用。綜上所述，若用戶使用了 UPS電源，就沒有必要再加入抗干擾交流穩(wěn)壓器了，因為， 這時加入的交流穩(wěn)壓器對提高負(fù)載的供電質(zhì)量已沒有多大的意義。、UPS電源使用注意事項：UPS電源的使用須有一套嚴(yán)格科學(xué)的操作規(guī)程：UPS電源的場所擺放應(yīng)避免陽光直射，并留有足夠的通風(fēng)空間，同時，禁止在UPS輸出 端口接帶有感性的負(fù)載。使用UPS電源時，應(yīng)務(wù)必遵守廠家的產(chǎn)品說明書有關(guān)規(guī)定，保證所接的火線、零線、地 線符

19、合要求，用戶不得隨意改變其相互的順序。比如，美國PULSE牌UPS電源的交流輸入 接線與我國的交流電輸入插座的連接方式正好相反。嚴(yán)格按照正確的開機(jī)、關(guān)機(jī)順序進(jìn)行操作，避免因負(fù)載突然加上或突然減載時，UPS電 源的電壓輸出波動大，而使UPS電源無法正常工作。禁止頻繁地關(guān)閉和開啟UPS電源，一般要求在關(guān)閉UPS電源后，至少等待6秒鐘后才能 開啟UPS電源，否則，UPS電源可能進(jìn)入啟動失敗的狀態(tài)，即UPS電源進(jìn)入既無市電輸出， 又無逆變輸出的狀態(tài)。禁止超負(fù)載使用，廠家建議：UPS電源的最大啟動負(fù)載最好控制在80%之內(nèi)，如果超載使 用，在逆變狀態(tài)下，時常會擊穿逆變?nèi)龢O管。實踐證明：對于絕大多數(shù)UPS電

20、源而言，將其 負(fù)載控制在30%60%額定輸出功率范圍內(nèi)是最佳工作方式。定期對UPS電源進(jìn)行維護(hù)工作：清除機(jī)內(nèi)的積塵，測量蓄電池組的電壓，更換不合格的 電池，檢查風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)情況及檢測調(diào)節(jié)UPS的系統(tǒng)參數(shù)等。、UPS電源蓄電池組的維護(hù)保養(yǎng)在中、小型UPS電源中，廣泛使用的是一種所謂無需維護(hù)的密封式鉛酸蓄電池，它的價 格比較貴，一般大約占UPS電源總生產(chǎn)成本的1/31/2左右，同時，我們在維修當(dāng)中，也 發(fā)現(xiàn)由于蓄電池故障引起電源不能正常工作也占有很大的比重。由此可見，正確對蓄電池組 的維護(hù)保養(yǎng)，是延長UPS蓄電池組使用壽命的關(guān)鍵。為此，應(yīng)做到：嚴(yán)禁對UPS電源的蓄電池組過電流充電，因為過電流充電容易造

21、成電池內(nèi)部的正、負(fù)極 板彎曲，板表面的活性物質(zhì)脫落，造成蓄電池可供使用容量下降，以致?lián)p壞蓄電池。嚴(yán)禁對UPS電源的蓄電池組過電壓充電，因為過電壓充電會造成蓄電池中的電解液所含 的水被電解成氫和氧而逸出，從而縮短蓄電池的使用壽命。嚴(yán)禁對UPS電源的蓄電池組過度放電，因為過度放電容易使電池的內(nèi)部極板表面的硫酸 鹽化，其結(jié)果是導(dǎo)致蓄電池的內(nèi)阻增大，甚至使個別電池產(chǎn)生反極現(xiàn)象，造成電池的永久 性損壞。對于長期閑置不用的UPS電源，為保證蓄電池具有良好的充放電特性，在重新開機(jī)使用 之前，最好先不要加負(fù)載，讓UPS電源利用機(jī)內(nèi)的充電回路對蓄電池浮充電1015小時以 后再用；對于長期工作在后備工作狀態(tài)的UP

22、S電源，通常每隔一個月，讓其處于逆變器狀態(tài) 工作至少25分鐘，以便激化UPS的蓄電池。實踐發(fā)現(xiàn)，隨著UPS電源使用時間的延長，總有部分電池的充放電性能減弱，進(jìn)入惡化 狀態(tài)，這種變化趨勢在后備式UPS電源及部分的在線式UPS電源中尤為突出。因此應(yīng)定期對 每個電池作快速充放電測量，檢查電池的蓄電能力和充放電特性，對不合格的電池，堅決給 予更換，更不應(yīng)將其與另外的蓄電池混合使用，以影響其它蓄電池的性能。9、熱工系統(tǒng)用UPS1)熱工自動化系統(tǒng)用UPSUPS(Uninterrupted Power System)，不停電(不間斷)電源，是一種比較新穎的電源系 統(tǒng)設(shè)備。現(xiàn)今新建125(135)MW及以上單

23、元機(jī)組的主廠房熱工自動化系統(tǒng)都已采用了分散控制系 統(tǒng)，為此按每臺單元機(jī)組集中設(shè)置1套UPS單獨(dú)成系統(tǒng)。DCS的系統(tǒng)供電及接地成了控制系 統(tǒng)非常重要的兩個外圍設(shè)計項目，UPS的選型及其電源系統(tǒng)的設(shè)計直接關(guān)系到DCS的正常運(yùn) 行。可以說，隨著控制系統(tǒng)的升級，我們認(rèn)知了 UPS；為了保證先進(jìn)的控制系統(tǒng)發(fā)揮其應(yīng)有 的作用，我們應(yīng)對UPS予以足夠的關(guān)注。其次，投運(yùn)多年的100MW、125MW機(jī)組熱工自動化DES改造項目正陸續(xù)進(jìn)行，除了一些 本體通流面積擴(kuò)容改造、廠用電部分電氣柜盤相應(yīng)改造外，都足以熱工自動化專業(yè)為主體開 展工作，并為DC5增設(shè)UPS。因此，我們也應(yīng)關(guān)注、熟悉UPS。另外，對于眾多輔助車間

24、及系統(tǒng)的順序控制、熱工檢測，一些大型火電機(jī)，組已嘗試變 過去就地分散的控制方式為網(wǎng)絡(luò)化的集中(或幾個集中點(diǎn)的)控制方式，這也為2000年燃煤 示范電廠試點(diǎn)工作首肯，而更多的老電廠、老機(jī)組也正在進(jìn)行這方面的改造工程。無論是用通信網(wǎng)絡(luò)組成的PLC控制系統(tǒng)，還是用現(xiàn)場總線及主干通信網(wǎng)絡(luò)組成的FCS控制系 統(tǒng)，也無論控制網(wǎng)絡(luò)分層分布成何種結(jié)構(gòu)以及L/C鏈路為何種型式，控制系統(tǒng)的處理器模 件都以微處理器為基礎(chǔ)，工程設(shè)計時網(wǎng)絡(luò)中各站和節(jié)點(diǎn)都由UPS供電。與主廠房不同的是， UPS不再是集中設(shè)置，大多按集中點(diǎn)分散設(shè)置，更多采用了機(jī)箱式裝置或置于電源柜(或主 機(jī)柜)內(nèi)，或置于機(jī)柜外。因此，我們理應(yīng)關(guān)注、熟悉U

25、PS。很顯然，UPS的設(shè)置已與單機(jī)容量的大小沒有關(guān)聯(lián)，如果再囿于單機(jī)容量為200MW及以 上的才應(yīng)按機(jī)組設(shè)置UPS也不現(xiàn)實。同時，UPS可每臺機(jī)組集中設(shè)置，也可分散設(shè)置。筆者以為分散設(shè)置不僅指主廠房與輔助車間，也包涵了主廠房機(jī)、爐分散設(shè)置的可能。采用功能分散與物理分散的儀表與控制系統(tǒng)已成為新世紀(jì)在建及投產(chǎn)的火電廠的共識， 從而取消傳統(tǒng)的大集控樓及其運(yùn)轉(zhuǎn)層標(biāo)高下的電纜夾層，大幅度減小單元控制室面積，電子 設(shè)備間分散布置已成為必然趨勢。UPS系統(tǒng)為順應(yīng)這一趨勢，極有可能按機(jī)爐分散設(shè)置。我 們知道，供電設(shè)備、系統(tǒng)應(yīng)盡量靠近控制設(shè)備，切忌低壓動力電纜長距離傳輸。按美國電氣 及電子工程師學(xué)會(IEEE)

26、定義，小于1KV為低壓系統(tǒng)，一般認(rèn)為220V，AC的傳輸距離應(yīng)小 于100m?？梢?，UPS的選型配置、系統(tǒng)設(shè)計與熱工自動化儀表與控制系統(tǒng)，工藝對象系統(tǒng)的 設(shè)計及廠房的布置密不可分。鑒于這樣的認(rèn)識，盡管UPS的選型、系統(tǒng)設(shè)計按專業(yè)分工屬電氣專業(yè)范疇，熱工專業(yè)人 員還應(yīng)關(guān)注它、熟悉它。下面僅就交流UPS的一些問題予以闡述。2) UPS的系統(tǒng)構(gòu)成及技術(shù)指標(biāo)2. 1 UPS的系統(tǒng)構(gòu)成過去相當(dāng)長一段時間，對UPS有兩種選擇：靜態(tài)逆變裝置及逆變機(jī)組。后者是在廠用直 流母線上接2臺逆變機(jī)組一工一備，系統(tǒng)輸出母線上又有交流備用電源。為了做到不停電的 L刀換，切換前都要先并列再退出，系統(tǒng)輸出母線上需設(shè)置手動同期

27、裝置，且其輸出電壓的 諧波失真度無法達(dá)到5%，將近10%。相對前者無多少優(yōu)勢可言，工程設(shè)計現(xiàn)在多選用靜態(tài) 逆變裝置式的UPS。靜態(tài)逆變裝置的(Ps通常由整流器、逆變器、靜態(tài)開關(guān)及旁路開關(guān)等四部分組成，具體 構(gòu)成如圖1、2所示。up&ffttaJflDIRSV再I酷煎逆歿援量式UFS的構(gòu)成I 一】圖1、2中手動旁路開關(guān)觸點(diǎn)是在正常運(yùn)行情況下的狀態(tài)。UPS系統(tǒng)正常運(yùn)行時需要三 路輸入電源：主電源、旁路電源及直流電源。其饋電對象平時即由主電源經(jīng)過該系統(tǒng)的整流 器、逆變器及靜態(tài)開關(guān)供給正常工作電源：當(dāng)主電源故障或掉電時，自動改為由蓄電池或直 流母線經(jīng)逆變器及靜態(tài)開關(guān)供電：當(dāng)該系統(tǒng)逆變器等或直流電源輸入

28、故障時，由切換時間小 于5ms的靜態(tài)開關(guān)瞬間轉(zhuǎn)換成旁路電源供電；當(dāng)UPS需要維修時，又可通過先通后斷的手動 旁路開關(guān)由旁路電源直接向系統(tǒng)的饋電對象供電。因此，旁路電源與系統(tǒng)輸出的電壓等級是 同一的，圖1、2中括弧內(nèi)、外分別表示了單相、三相UPS。為保證UPS本身不受外界系統(tǒng) 的影響，在整流前及逆變后還應(yīng)有隔離措施。與圖1、2對應(yīng)的UPS系統(tǒng)的柜盤及其電纜連 接如圖3所示。配電柜可以裝設(shè)輸出饋線裝置而成為UB電源的饋電盤，如饋電回路多可以（另外）單獨(dú) 設(shè)置饋電盤，或稱Um電源分配柜，工程設(shè)計中，多半有由熱控專業(yè)設(shè)計的這類分配柜，再 以放射形式向各UPS熱工負(fù)荷饋電。UPS可以單臺及雙套設(shè)置并聯(lián)運(yùn)

29、行，有些進(jìn)口UPS最多時可四臺并聯(lián)，以提高輸出功率 及可靠性，但火電廠工程設(shè)計并不主張配置備用UPS。在機(jī)組設(shè)置交流事故保安電源的工程 中，UPS系統(tǒng)的旁路輸入電源取自保安段是沒有異議的，而系統(tǒng)的整流器輸入電源不少工程 是取自保安電源的不同段，筆者以為完全可由廠用工作段供給。交流事故保安電源固然能在 廠用電故障（以廠用電失壓1秒為標(biāo)志）時自動投入，但即便進(jìn)口的快 速起動型柴油發(fā)電機(jī)組，經(jīng)過延時確認(rèn)與15秒的起動時間，通常也要在20秒左右時間里才 能帶上全部或第一批負(fù)荷，而此前UPS系統(tǒng)早巳改由直流逆變供電了。再說，廠用電因故障 不能恢復(fù)而要依賴交流事故保安電源供電，與UPS系統(tǒng)改由直流逆變供電

30、且有保安電源作為 旁路輸入保證不間斷投入的目的是一樣的，即滿足單元機(jī)組的安全停機(jī)。既然UPS系統(tǒng)的主 電源取自保安段并無什么特殊作用，我們可以把這一供電回路用到其他保安電源負(fù)荷上去。2. 2 UPS的技術(shù)指標(biāo)靜態(tài)逆變裝置式UPS的電壓穩(wěn)定度、頻率穩(wěn)定度及波形失真度，其實均是指UPS系統(tǒng)的 逆變器輸出而言。UPS的技術(shù)指標(biāo)主要有：（1）逆變器輸出電壓穩(wěn)定度：穩(wěn)態(tài)時才2%，動態(tài)過程（0100%、1000%，下同） 中才10%。進(jìn)口 UPS穩(wěn)態(tài)時可達(dá)1%，動態(tài)過程中可保持5%的輸出（25ms內(nèi)恢復(fù)至 1%）。（2）逆變器輸出頻率穩(wěn)定度：穩(wěn)態(tài)時才1%，動態(tài)過程中乒才2%。進(jìn)口UPS本機(jī)可 達(dá)0. 01

31、%，同步頻率可達(dá)0. 5%。（3 ）逆變器輸出波形失真度：才5%。進(jìn)口 UPS可才3%（線性負(fù)載）或5%（非線性負(fù)載）。（4）靜態(tài)開關(guān)同步切換時間：才5ms。進(jìn)口 UPS名義上切換時間的數(shù)據(jù)為Oms。（5）廠用交流電源中斷情況下，UPS應(yīng)能保證連續(xù)供電30min。這實際上是由輸入直流電 源的蓄電池組的安時數(shù)保證的。那末，用于機(jī)組主要熱工監(jiān)控的DCS對系統(tǒng)供電又有什么要求呢?首先，DCS對交流供 電電源品質(zhì)（電壓穩(wěn)定度、頻率穩(wěn)定度及波形失真度）要求并不苛刻。各個品牌的DCS均能在 電源額定電壓（如120、220或240V）的：睥七劇、工頻50Hz1%及波形失真度W5%的情況 下正常工作，有些DC

32、S,如FOXBORO的I/A系統(tǒng)更能在4763Hz范圍的交流電源下工作， 可見UPS這方面的指標(biāo)是綽綽有余的。其次，DCS對系統(tǒng)供電的連續(xù)性，即不間斷供電上卻有著非常高的要求。我們雖然還不 能說出確切的數(shù)據(jù)，但當(dāng)電源中斷時間達(dá)到數(shù)十毫秒的數(shù)量級（有人以為50ms是其下限。因 對需要快速處理的控制回路，最短的數(shù)字量輸入信號掃描間隔時間、最快的順序處理執(zhí)行間 隔時間均不得超過50ms），這一計算機(jī)系統(tǒng)對熱工自動化過程已非實時控制的概念。DCS分散處理單元一旦全部失電，其處理器模件及I/O模件也都失電。重新受電后， 分散處理單元固然能復(fù)位一一自動恢復(fù)工作而無需任何人工干予，但這已是重新初始化后的 自

33、動（再）啟動。這一過程簡單描述之是這樣的：I / O模件，即使是配置冗余電源的I / O模件在總電源 喪失時也將進(jìn)入存貯狀態(tài)，輸出的NO接點(diǎn)會斷開，NC接點(diǎn)會閉合，而1-5V或4-20mA的 模擬輸出則變會0V或OmA。相對于正常運(yùn)行時處理器模件對I / O模件看門狗電路的定時周 期刷新，因電源失而復(fù)得再工作可以稱作超時復(fù)位。另一種情況，則在電源喪失時使輸出狀 態(tài)或輸出模擬量保持其故障前的最終狀態(tài)或數(shù)值（非零值），執(zhí)行機(jī)構(gòu)也因此保持系統(tǒng)失電前 的最終驅(qū)動位置，電源恢復(fù)再工作可以稱作跳步復(fù)位。這兩種復(fù)位功能可以在操作員站/工 程師站上予先設(shè)置。但不管設(shè)定何種復(fù)位功能，恢復(fù)電源后，分散處理單元的自

34、動再啟動都 會從第一步，初始化全部輸出一一達(dá)到由當(dāng)前輸入值所規(guī)定的輸出狀態(tài)或數(shù)值一一重新開始 執(zhí)行其全部監(jiān)控功能。這一過程當(dāng)然不能被實時控制系統(tǒng)所接受。盡管各個品牌的DCS都有自身的電源柜（配電柜），對要求來自UPS及保安段的兩路電源 作自動切換，為模件供電有些還有自己的UPS（如ABB的PROCONTROLP）或采用整流后直流側(cè) 切換方式（如HITACHl6的HIACS-5000）等等，仍要求其主電源由因電源切換的中斷時間不大 于5ms的UPS供給。要做到5ms的切換時間，根據(jù)現(xiàn)有情況，唯有靜態(tài)開關(guān)。另外，DCS要求系統(tǒng)供電的是與其他用電負(fù)荷的電源系統(tǒng)相隔離的獨(dú)立電源，UPS正能 做到這一點(diǎn)

35、。綜上所述，對用于DCS的UPS，我們更注意UPS在切換時間及隔離措施上的可 靠性。3）UPS系統(tǒng)設(shè)計的若干問題3. 1直流電源輸入方式圖1、2的區(qū)別在于UPS系統(tǒng)的直流電源輸入方式不同：前者是直接掛在公用直流母線 上，需在其直流電源輸入端加接隔離二極管（其電流可按最大輸出負(fù)載及最低直流電壓計算 得出的電流值的5倍選取，其耐壓如直流220V可選1KV，直流400V則選1. 6KV），后者則 接自專用的蓄電池組。如果接在廠用直流母線，則一般只能是一組無備用的220V蓄電池組 的母線，母線上還會有其他直流負(fù)載：而接人專門配置的閥控蓄電池組（免維護(hù)），卻使電源 系統(tǒng)更具獨(dú)立性，配置的蓄電池組考慮30

36、分鐘的容量以及充電器的動態(tài)變化在10%以內(nèi) 也能滿足要求了。目前工程中選用較多的還是后一種。無論哪種方式的直流電源輸入，以進(jìn)口 UPS為例，UPS系統(tǒng)穩(wěn)壓工作時，逆變器前的直 流電源輸入一般要求為Ue+20%-15%，極限工作時為Ue+25%-25%，即165275V。3. 2旁路電源輸入方式弘25工程設(shè)計中，UPS系統(tǒng)的旁路電源輸入側(cè)要不要加設(shè)隔離措施，要不要穩(wěn)壓柜呢?我們 知道，若旁路電源電壓超出標(biāo)準(zhǔn).UPS的靜態(tài)開關(guān)則會拒絕旁路電源向負(fù)載供電，勢必造成 供電中斷，因此旁路電源的質(zhì)量對LIPS系統(tǒng)來說是至關(guān)重要的。就其系統(tǒng)輸入，各UPS廠 商均有一定的要求。還以進(jìn)口 UPS為例，交流（主、

37、旁路）電源輸入一般要求為Ue+10%-15% 之間不等。從系統(tǒng)工作的可靠性、安全性及其輸出電源的品質(zhì)來看，旁路 電源側(cè)加設(shè)隔離、穩(wěn)壓設(shè)施均是有利的。同時，作為UPS最主要的供電對象一DCS需要的 正是隔離變壓器或UPS這樣的提供良好隔離設(shè)備的電源，能有效地把控制系統(tǒng)與非控制系統(tǒng) 的負(fù)載隔離，免除控制系統(tǒng)電源的“污染”而確?？刂葡到y(tǒng)的性能。再者，UPS系統(tǒng)輸出多 為中性點(diǎn)接地的380V三相四線制系統(tǒng)或一線接地的220V兩線制系統(tǒng)，如果與低壓廠用電系 統(tǒng)一致的交流保安電源的中性點(diǎn)非直接接地而以三相三線制供電時，un系統(tǒng)旁路電源輸入 側(cè)的這個隔離變壓器將非設(shè)不可，以使二次側(cè)中性點(diǎn)直接接地，滿足絕大多

38、數(shù)DCS需要的接 地交流220V電源。當(dāng)然隔離變壓器與交流穩(wěn)壓器的設(shè)置將削口一些投資(約占UPS的15%)，但這可以通 過采用國產(chǎn)的穩(wěn)壓柜、配電柜來控制投資的過份增加3. 3逆變器結(jié)構(gòu)型式及控制方式從圖1、2的構(gòu)成示意圖中不難看出，逆變器在UPS系統(tǒng)里是一個十分關(guān)鍵的部件，UPS 更新?lián)Q代很突出的即是演繹在逆變器結(jié)構(gòu)型式的變革上。其型式從過去使用相當(dāng)長時間的可 控硅，到先前的大功率晶體管，再到新近推出的絕緣柵雙極型晶體管(1GBT)。下面簡述后兩 種器件工作原理上的差別，再定性地推導(dǎo)出IGBT的主電路(SPWM)如何使UPS的性能會有明 顯的提高。圖4、5是這兩種器件組成逆變器主電路的示意。5

39、卿T秘史H主電躇仍1用示,!這兩種電路的主要區(qū)別在于所采用的開關(guān)器件：大功率晶體管乃是電流型器件，當(dāng)be 極段間有電流通過，則ce間導(dǎo)通，反之則斷開。這一導(dǎo)通到斷開需要一定的時間，影響了 這種開關(guān)器件的工作速度，令逆變器主電路的工作速度僅1. 6KHz。而IGBT是電壓型器件， 它是典型的數(shù)字控制器件，當(dāng)Uge=1(5V)時ce間導(dǎo)通，Uge=0時ce間截止。由于沒有電流 流過ce間，這種開關(guān)器件的工作速度大為提高，令逆變器主電路的工作速度達(dá)9KHz。工作頻率的大為提高，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：第一，逆變器體積減小。從理論上說，工作頻 率提高與逆變主變壓器體積減小成正比，體積在同等情形下因此可以縮小至

40、1/5。同時， 由于工作頻率提高，使逆變主變壓器輸出波形的高次諧波分量大大減小，從而令LC濾波器 體積減小。第二，對提高UPS動態(tài)特性有利。我們知道，系統(tǒng)的動態(tài)特性與該系統(tǒng)中的惰性 環(huán)節(jié)有關(guān)，而作為隋性環(huán)節(jié)主體的變壓器、電抗器及電容器由于工作頻率提高而使其參數(shù)量 值在同等情形下減小，必然大大提高整個系統(tǒng)的動態(tài)特性。第三，噪音減小，效率提高。逆 變主變壓器、濾波器量值變小以及驅(qū)動電路簡化，減小了噪音，柜前1m處噪音指標(biāo)60db； 又提高了效率，有些品牌UPS在100%滿負(fù)載時395%，而且SPWM逆變器的UPS都變模擬 控制為數(shù)字控制，通過其RS232和RS485接口可實現(xiàn)通信和遠(yuǎn)程監(jiān)視。3.

41、4單相及三相UPS的選擇火力發(fā)電廠UPS系統(tǒng)的供電對象無論電氣還是熱控幾乎全是單相負(fù)載，然而過去工程中 也常有選用三相輸出的UPS（以下簡稱三相UPS），近期則普遍選用單相UPS。前述可知，作為UPS的主要組成部分的逆變器，其結(jié)構(gòu)型式隨著電力半導(dǎo)體設(shè)備的發(fā)展 在不斷的變革。早先UPS的電力半導(dǎo)體部件采用的還是可控硅，由于其輸出容量小，為了滿 足負(fù)荷要求選用了三相UPS。在同樣容量的情況下.負(fù)荷可以增加3倍。而當(dāng)時能選用的單 相UPS標(biāo)稱容量只有50-60KVA，其內(nèi)部元器件也都使用至規(guī)格的極限，若要再增大容量的 話，UPS的成本將成幾何級數(shù)遞增。三相UPS有其自身不足之處：其一，三.相負(fù)荷不容

42、易平衡。某相負(fù)荷過大，會導(dǎo)致整 個UPS的過負(fù)荷，而使其退出正常工作。所以，一般三相UPS對負(fù)荷不平衡系數(shù)（率）都有指 標(biāo)要求（當(dāng)然現(xiàn)在也有一些制造廠商推出了自稱負(fù)荷不平衡系數(shù)接近100%的產(chǎn)品）。于是， 為了防止UPS單相過負(fù)荷，勢必要增加設(shè)備容量選擇的裕度，也就增加了 UPS的容量及投資。 再說，三相UPS的負(fù)荷不平衡系數(shù)即使得以保證，在控制系統(tǒng)電源中若使用多個不同相的單相電源，稍有不慎就會發(fā)生誤將380V引入控制盤（柜）內(nèi)等事故， 陡增電源系統(tǒng)的不安全性。其二，三相UPS的控制系統(tǒng)比單相UPS復(fù)雜。加上其它因素，三 相與同容量單相UPS相比，價格要高。其三，三相UPS體積大，增加現(xiàn)場布置

43、難度及相應(yīng)上 建費(fèi)用。隨著逆變器的主要部件一一電力半導(dǎo)體設(shè)備的發(fā)展，現(xiàn)在更有絕緣柵雙極型晶體管替代 大功率晶體管，單相UPS的容量可以做得更大，工程設(shè)計時按負(fù)荷需要選擇的自由度大為增 加，用戶日益普遍。4單元機(jī)組UPS的容量需求UPS系統(tǒng)熱工自動化用電負(fù)荷的最大對象是機(jī)組的分散控制系統(tǒng)。根據(jù)控制系統(tǒng)的功能 規(guī)模、I/O及硬件配置，以及以往工程的實踐，一艘地說，對DCS的UPS電源負(fù)荷可以作 出一個比較確切的估計。對4功能（DAS、MCS、SCS及FSSS）的DCS，其UPS的負(fù)荷容量大體 如表1所示。其次，LIPS系統(tǒng)的熱工自動化用電負(fù)荷還有未被分散控制系統(tǒng)涵蓋的DEH、MIEH等機(jī) 柜以及E

44、TS、TSI柜盤，單元控制室的爐機(jī)監(jiān)控盤、火災(zāi)報警盤等及爐機(jī)就地?zé)峁ぷ詣踊瘍x 表裝置設(shè)備。這部分負(fù)荷容量大體如表2所示。$ 2 IU/外的 g 熱工但荷統(tǒng)計機(jī)組容心!.200300UPS 負(fù)荷(KVA)2S*37除此之外，UPS還有一些電氣負(fù)荷。所以，目前工程中UPS的容量配置如表3所示。所列部分柜盤及就地設(shè)備的UPS負(fù)荷數(shù)據(jù)，均是以DCS及相關(guān)廠商系統(tǒng)設(shè)計部門提出的 電源負(fù)荷為依據(jù)。占UPS容量很大比重 的DCS負(fù)荷，DCS廠商對其設(shè)備供電要求中幾乎都 有“每一路供電容量最小為其最大負(fù)載的166%”，一說，而一些電廠的DCS投運(yùn)后，據(jù)測 算系統(tǒng)實際穩(wěn)態(tài)負(fù)荷約為標(biāo)稱負(fù)荷的60%左右，似乎也在印

45、證這一說法?；鹆Πl(fā)電廠分 散控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范書中也明確，系統(tǒng)正式投運(yùn)時的最終容量應(yīng)使電源尚有3040%的 余量。試分析這一供電負(fù)荷余量存在的必要，無外乎內(nèi)外部這樣兩重主要因素：外部是應(yīng)系統(tǒng) 以后擴(kuò)展之需，DCS本身的機(jī)柜槽位及UO測點(diǎn)，再有模件柜及操作員站的處理器處理能力 就都留有各自相應(yīng)的余量。內(nèi)部則出于承受供電對象故障時的沖擊負(fù)載及切換時的沖擊電流 的考慮。DCS在我國火電廠熱工自動化領(lǐng)域的應(yīng)用經(jīng)過二十年的實踐，已經(jīng)取得十分可貴的成功 經(jīng)驗，特別是在300MW機(jī)組上。就系統(tǒng)范圍、硬件配置、功能擴(kuò)展（目前又集中在電氣納入 及SIS的建立上）及其他而言，這在新建工程DCS設(shè)計上也并非不可子期的

46、。這一外部因素 明朗了，對由于內(nèi)部原因可能出現(xiàn)的問題的把握也就透徹了。因此，上述DCS硬件及電源配 置上余量的取值也會更趨合理，向最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比靠近。綜上所述，為DCS配置的UPS 容量，現(xiàn)今還應(yīng)有3040%的電源余量。5） UPS選型簡介下面試從兩個方面簡單介紹UPS的選型：一是多用于主廠房的UPS系統(tǒng)，二是多用于輔 助車間及系統(tǒng)的小型機(jī)箱式UPS裝置。5. 1 UPS系統(tǒng)作為系統(tǒng)的UPS，除了國產(chǎn)的尚有一些制造廠引進(jìn)生產(chǎn)的產(chǎn)品，如青島整流器廠引進(jìn)丹 麥SILCON（秀康）系列的?；痣姀S大型發(fā)電機(jī)組工程的UPS系統(tǒng)設(shè)計時選用更多的是進(jìn)口系 列產(chǎn)品，可選的有美國BESTPOWER集團(tuán)的BOR

47、RIE2001 /E3001、美國EXIDE-IPM以及美國新 普利斯公司、愛德華公司等產(chǎn)品，還有新加坡SAFT NIFE、以色列C且MATRONIC公司、英 國F.C.WLLSON司、法國SOCOMEC公司及日本三菱重工株式會社等產(chǎn)品。表4以BOILRIE2001 /E3001、SAFTNDE及EXIDEIPM產(chǎn)品為例，對UPS的主要技術(shù)性能指標(biāo)作一比較。禁我匚IS主要技術(shù)性雌指標(biāo)比較品牌0ORHIUT MR；1ICXIDE - IPMEESTPOWER 美國）/意大利新加坡I美囹交流*電壓380(220 15%碰土 10%505%500%50 5%度醐人電壓XV）110:93.5162 2

48、201176-32522040交流航出電眼V）2M(E200J) 1% 3MVZKKE3WI)* 1%220 1%搠)/1202.惟煩率（出）Wt)r5%波形失真度2X105小時） 而被廣泛選用。它的產(chǎn)品型號命名如下：E2OT1 / E3001 -220-80/220在謙島人電莊V）M相Ifr入戶和融入單相輸由/三超輸出表5是其產(chǎn)品規(guī)格表。表5單招、三相E30W系劇 陷規(guī)格,型號(KVA)相數(shù)直流電壓柜體型號輸出電潴(A)_uov220Vtov120V1XXA 22,7101XxA45.5_XXc_ E 一2D1 XXcB30XXnW -137 _牝XXD_C _IS250X1 rDc _22

49、7 _60K_口274即D364100iX455 - 1I2UX皿 103 1XXA一 A _L片一.一153XX宜22.203_XXc_- _ _|303XXcB3,4G 13XX, D_C61 _ 503XXD_ A76603L - x _D例SO3XD_W 3r xE:52_i203 _XE_ _82160S; XB+B_泌!2003X _B + C網(wǎng)，一柜體型號相應(yīng)的柜體外形尺寸如表6所示。表6 E200J/EJ003系列UPS主機(jī)柜柜體民寸型捋ffi(nun)寬 mm_)深(mm)180000頗1800i(m順G1800120080GD18001600 :BOOE1800.1800

50、:頗5. 2小型機(jī)箱式UPS裝置這類電源裝置一般有在線式、后備式及 在線互動式之分:在線式含義與UPS系統(tǒng)相似， 負(fù)載始終由UPS裝置供電；后備式的負(fù)載平時由輸入的市電供電，只是在輸入電源故障時才 由UPS裝置供電；而在線互動式則介于上述兩者之間，負(fù)載平時也由輸入的市電供電，但當(dāng) 其電源品質(zhì)(如電壓)不符要求時，改由UPS裝置供電。價格上，在線式最貴，在線互動式次 之，后備式最便宜。工程設(shè)計用于輔助車間順序控制系統(tǒng)的電源裝置時，建議選用在線式， 至少是在線互動式的UPS裝置。目前這類電源裝置廠商還為在絀式、在線互動式推出電源監(jiān)控軟件，在CRT上圖形顯示即時的UPS狀態(tài)，可以根據(jù)工程實際需要選擇

51、合適版本的軟件。表7是SANTAK公司的CASTEL(城堡，系列在線式UPS裝置產(chǎn)品的技術(shù)性能規(guī)格衰7 SAfflAK會司CASI-EL系列在麴式1肝裝置技術(shù)性能規(guī)格型號UKC2KC3KWKC10KC12KC5K _額定容景(KVA)261012輸人電壓(W160-276no-2%304-47頻率(Hz)如士 5%表8是PCM公司KING(PRO)(王牌)系列 在線互動式UPS裝置產(chǎn)品的技術(shù)性能規(guī)格。型號!_ CJKC2KC3K1 C6KC10KC3 2KCI5K輸_出電壓m_220- +2%_500.5電池直流電壓拓96240備用時滿載/半載7/J78/255/2012/ 1 8/13/_充

52、電時間希附回充至90弗滿至位轉(zhuǎn)換時間軍中斷輸出插座數(shù)4無配錢)外形尺寸220 x 145x3湘34S x 192x456720 k 頊 x55O0 x31x630980 x380X2U主機(jī)廢8 PCM公司KTUPRO】系列在線豆功式也喑裝置技術(shù)性熊規(guī)格型號425AP 525 AP625AP1 800AP 1OXJAP也 X)APSAP2000AP翻f定容量(VA)425525S25j 80(1 1 10001600一2000輸人電壓(V)_220 25%領(lǐng)率(壓)L50(0) 10%輸 出電壓W)220(110) 5%頻率(H*)_50(60) 0.5%電 池.備用時間 _ 1福血規(guī)阻性負(fù)載而

53、異充電時間_4小時回充至90%滿電位，轉(zhuǎn)換時間0-51W輸出場座數(shù)24外形尺寸 H : M 削imn?135x97x260201 x 130 x32227 x 169x440以上兩種系列的在線式、在線互動式UPS裝置均可依實際需要外接電池箱，延長供電時間。UPS電源工作原理及應(yīng)用一、引言保證任何情況下的正常供電，是冶金行業(yè)的重要基礎(chǔ)。為此,除工業(yè)電網(wǎng)正常供電外， 還需配備UPS供電系統(tǒng)。UPS電源是保障供電穩(wěn)定和連續(xù)性的重要設(shè)備，因其主要機(jī)智能 化程度高，儲能器材采用免維護(hù)蓄電池，使得在運(yùn)行中往往忽略了對該系統(tǒng)的維護(hù)與檢修。 其實維護(hù)的好壞，對電源的壽命和故障率有很大影響，下面根據(jù)我們使用中的

54、具體情況和維 護(hù)經(jīng)驗介紹UPS電源的使用注意事項和日常維護(hù)要求。雖說各企業(yè)配置的UPS供電系統(tǒng) 設(shè)備型號及系統(tǒng)容量有所不同，但其原理和主要功能基本相同。在UPS電源類型選擇上各 站都選擇了在線式，這時因為在線式UPS電源系統(tǒng)具有對各類供電的零時間切換，自身供 電時間的長短可選，并具有穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、凈化的特點(diǎn)。當(dāng)UPS電源系統(tǒng)本身出現(xiàn)故障時有 自動旁路功能，當(dāng)需要檢修時可采用手動旁路，使檢修、供電互不影響。在功率選擇上，萊 鋼中小型棒材生產(chǎn)線選用了中功率系統(tǒng)。二、UPS電源系統(tǒng)UPS電源系統(tǒng)由4部分組成：整流、儲能、變換和開關(guān)控制。其系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能通常 是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高頻開

55、關(guān)整流器，本身具有可根據(jù)外電的變化控 制輸出幅度的功能，從而當(dāng)外電發(fā)生變化時（該變化應(yīng)滿足系統(tǒng)要求），輸出幅度基本不變 的整流電壓。凈化功能由儲能電池來完成，由于整流器對瞬時脈沖干擾不能消除，整流后的 電壓仍存在干擾脈沖。儲能電池除可存儲直流直能的功能外，對整流器來說就象接了一只大 容器電容器，其等效電容量的大小，與儲能電池容量大小成正比。由于電容兩端的電壓是不 能突變的，即利用了電容器對脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾，起到了凈化功能，也稱對干 擾的屏蔽。頻率的穩(wěn)定則由變換器來完成，頻率穩(wěn)定度取決于變換器的振蕩頻率的穩(wěn)定程度。 為方便UPS電源系統(tǒng)的日常操作與維護(hù)，設(shè)計了系統(tǒng)工作開關(guān)，主機(jī)自檢故

56、障后的自動旁 路開關(guān)，檢修旁路開關(guān)等開關(guān)控制。如圖1所示，在電網(wǎng)電壓工作正常時，給負(fù)載供電如 所示，而且，同時給儲能電池充電；當(dāng)突發(fā)停電時，UPS電源開始工作，由儲能電池工給 負(fù)載所需電源，維持正常的生產(chǎn)（如粗黑f所示）；當(dāng)由于生產(chǎn)需要，負(fù)載嚴(yán)重過載時，由 電網(wǎng)電壓經(jīng)整流直接給負(fù)載供電（如虛線所示）。UPS電源系統(tǒng)主要分兩大部分，主機(jī)和 儲能電池。額定輸出功率的大小取決于主機(jī)部分，并與負(fù)載屬那種性質(zhì)有關(guān)，因為UPS電 源對不同性能的負(fù)載驅(qū)動能力不同，通常負(fù)載功率應(yīng)滿足UPS電源70%的額定功率。儲能 電池容量的選取當(dāng)負(fù)載功率確定后主要取決其后備時間的長短，這個時間因各企業(yè)情況不同 而不同，主要

57、由備用電源的接入時間來定，通常在幾分鐘或幾個小時不等。萊鋼中小型棒材 生產(chǎn)線因生產(chǎn)需要不允許斷電，因此，UPS電源系統(tǒng)在檢測到電網(wǎng)電壓中斷后，可自行啟 動供電，且隨著儲能電池慢慢放電，儲能電池的容量隨著時間會逐漸降低，考慮到壽命終止 時儲能電池容量下降到50%并留有一定的余量，我廠UPS電源系統(tǒng)的工作時間當(dāng)儲能電池 滿容量時為2小時，半容量為1小時。2.1電源工作原理2.1.1 AC-DC變換：將電網(wǎng)來的交流電經(jīng)自耦變壓器降壓、全波整流、濾波變?yōu)橹绷麟?壓，供給逆變電路。AC-DC輸入有軟啟動電路，可避免開機(jī)時對電網(wǎng)的沖擊。2.2 .2 DC-AC逆變電路：采用大功率IGBT模塊全橋逆變電路，

58、具有很大的功率富余量， 在輸出動態(tài)范圍內(nèi)輸出阻抗特別小，具有快速響應(yīng)特性。由于采用高頻調(diào)制限流技術(shù)，及快 速短路保護(hù)技術(shù)，使逆變器無論是供電電壓瞬變還是負(fù)載沖擊或短路，均可安全可靠地工作。2.3.3控制驅(qū)動：控制驅(qū)動是完成整機(jī)功能控制的核心，它除了提供檢測、保護(hù)、同步 以及各種開關(guān)和顯示驅(qū)動信號外，還完成SPWM正弦脈寬調(diào)制的控制，由于采用靜態(tài)和動 態(tài)雙重電壓反饋。極大地改善了逆變器的動態(tài)特性和穩(wěn)定性。不間斷電源工作原理框圖如圖 2所示。2.3電源工作過程當(dāng)市電正常380Vac時，直流主回路有直流電壓，供給DC-AC 交流逆變器，輸出穩(wěn)定的220Vac交流電壓，同時市電對電流充電。當(dāng)任何時候市

59、電欠壓或 突然掉電，則由電池組通過隔離二極管開關(guān)向直流回路饋送電能。從電網(wǎng)供電到電池供電沒 有切換時間。當(dāng)電池能量即將耗盡時，不間斷電源發(fā)出聲光報警，并在電池放電下限點(diǎn)停止 逆變器工作，長鳴告警。不間斷電源還有過載保護(hù)功能，當(dāng)發(fā)生超載（150%負(fù)載）時，跳 到旁路狀態(tài)，并在負(fù)載正常時自動返回。當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重超載（超過200%額定負(fù)載）時，不間 斷電源立即停止逆變器輸出并跳到旁路狀態(tài)，此時前面空氣開關(guān)也可能跳閘。消除故障后， 只要合上開關(guān)，重新開機(jī)即開始恢復(fù)工作。為使不間斷電源充分工作，避免在過載或欠載下 運(yùn)行，電源在開機(jī)前，首先計算負(fù)載容量。FR-UK型不間斷電源（標(biāo)稱額定功率）80%的 阻性負(fù)載

60、設(shè)計負(fù)載能力，一般帶計算機(jī)負(fù)載時可承受的按下式估算：Zi=1 n PiP其中P 為不間斷電源輸出容量（VA），P為第i個負(fù)載伏安數(shù) 每套PLC功率：220V*0.5=110VA每 臺操作站功率：220V*2A=440VA IBM PC客戶機(jī)及服務(wù)器：220V*1.5A=330VA則總功率： 10*110VA+4*440VA+11*330VA=6490VA 6490VA/0.8=8112VA 因此，在這條棒材生產(chǎn)線上， 采用10KVA的不間斷電源比較合適。三、UPS電源系統(tǒng)的使用與維護(hù)1、UPS電源系統(tǒng)開、關(guān)機(jī)1.1第一次開機(jī)（1）按以下順序合閘：儲能電池開關(guān)一自動旁路開關(guān)一輸出開關(guān)依次置 于“