UPS工作原理及应用介绍20130310

中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益UPS工作原理及应用介绍郑滔中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益UPS定义目录UPS应用UPS工作原理UPS组成UPS分类UPS功能及作用中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益UPS－UninterruptiblePowerSupply不间断电源定义：1.GB7260.1-2008由变流器、开关和储能装置（如蓄电池）组合构成的，在输入电源故障时，用以维持负载电力连续性的电源设备。2.为炼油、化工等生产装置过程控制系统和仪表（DCS/ESD、PLC及重要在线仪表等）供电的不间断电源系统。一、UPS定义延迟焦化UPS中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益用户设备蓄电池市电UPS中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益1.解决电网中的骚扰骚扰（disturbance）：任何可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命、无生命的物质产生损害作用的现象；干扰（interference）：由骚扰引起的设备、传输通道或系统出现性能下降的现象。从严格意义上讲，“骚扰”和“干扰”是两个不同的概念：“骚扰”是一种客观存在的现象；“干扰”是一种在“骚扰”作用下，使敏感设备受到影响之后的现象。根据GB4824-1996的标准词汇，选用“电网骚扰”一词更为准确。二、UPS功能及作用中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益停电：短时间的、长时间的...骚扰特征主要起因主要后果停电(Poweroutages)间断(Micro-outages)电压完全消失10毫秒。大气条件、切换、故障、电网施工。运行故障和数据丢失(计算机系统)或生产中断(连续处理过程)。停电(Outages)电压在一个周期以上的完全消失：-短时停电：3分钟(70%的停电都小于1秒钟)-长时停电：3分钟大气条件、切换、故障、意外事故、电网施工。视停电持续时间而定，机器停机并危及人身(如电梯)，数据丢失(如计算机系统)或生产中断(如连续处理过程)。中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益电压变化：电压跌落、过电压、欠电压、电压尖峰、三相不平衡...中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益频率变化：频率波动、过高、过低、闪烁...骚扰特征主要起因主要后果频率变化(Frequencyvariations)频率波动(Frequencyfluctuations)频率的不稳定性。典型情况为+5%、-6%(10秒钟时间间隔的平均值)。-发电机组的调整；-发电机组的运行失调；-频率不稳定的电源。这些变化超出了某些仪表和计算机的容限范围(通常为±1%)，因此可能会导致数据的错误或丢失。闪烁(Flicker)由于电压和频率(35Hz)的下降造成照明系统的闪烁。电焊机、电动机、电弧炉、X-光机、激光、电容组。生理骚扰。中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益UPS的功能及作用电厂电网UPS将河流、湖泊水变成可饮用的自来水设备用户中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益整流器直流逆变器输入输出UPS输出第二路供电第一路供电②.隔离作用：将瞬间间断、谐波、电压波动、频率波动以及电压噪声等电网骚扰阻挡在负载之前，即使电网中的骚扰不影响负载，又使负载对电网不会产生骚扰：UPS作用①.两路电源之间的无间断相互切换：中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益③.电压稳定作用：输入电压忽高忽低，如额定输入电压380V/220V，电压变化在323~418V，UPS输出供负载电压380V/220V±1%：UPS输出电压:323~418V以三项输入单项输出为列:380输入/220V输出UPS输出:380V±1%交流输入电压:323~418V输出:220V±1%以三相输入单相输出为列:380输入/380V输出直流输入电压:176~264V直流输入电压:176~264V中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益④.频率稳定作用：输入频率60/50Hz±6%变化，输出60/50Hz±0.01%UPS输出频率:47~53HZ50Hz±0.01%中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益整流器直流逆变器输入输出电池①和⑤是保证对负载供电的连续性；②、③和④是保证对负载供电的质量。⑤.提供一定的后备时间：UPS的电池贮存一定的能量，在电网停电或间断时继续供电一段时间来保护负载；后备时间为10分钟、30分钟、60分钟或更长。中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益按照用途可分为民用商业机和工业机。两者主要区别：1.使用寿命商业级5~8年工业级10~15年2.使用环境商业级要求高工业级要求不高3.有无隔离变压器商业级无工业级有4.防护等级商业级低工业级高5.后备时间商业级0.5~1h工业级1~8h三、UPS分类中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益按UPS相关标准三种分类及比较UPS拓扑结构骚扰被动后备式线互动式双转换式电源停电瞬时间断**********长时间停电**10分钟***30分钟****可达数小时电压变化跌落(Sags)*********浪涌(Surges)*********欠电压(Brownout)*******尖峰(Spikes)*******频率变化频率波动**仅当电池放电时**仅当电池放电时****其它瞬态过程(Transient)*******谐波(Harmonics)*******EMC**************卓越的***较好的**平常的*较差的中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益双转换：(Double－Conversion，又称为在线式On-Line)–基本组成：•整流器/充电器•逆变器•静态旁路开关•手动维修旁路开关•电池逆变器串联在交流输入与负载之间四、UPS组成（以双转换式为例）如果只有一路交流输入手动维修旁路正常方式电池方式整流器充电器/电池负载主交流输入旁路交流输入逆变器静态开关静态旁路()旁路方式中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益1).整流－充电器：由可控硅三相全控整流桥功率电路和相应的控制电路组成。它将电源1输入的交流电变换成直流电，供给电池组充电及逆变器的输入。2).逆变器：由IGBT逆变功率电路和相应的控制电路组成。它将整流－充电器输入的直流电变换为正弦交流电供给负载。3).旁路静态开关：由反并联的可控硅功率电路和相应的控制电路组成。它实现负载在逆变器与旁路电源2之间的不间断切换。4).电池电路：由可充电的电池组组成。将直流能量贮存在电池组中，当电源1停电或超限时，向逆变器电路释放能量，以对负载进行后备式的供电。5).各种隔离保护装置：a.Q1：整流器输入开关；b.QF1：电池电路保护开关；c.Q4S：电源2或静态旁路输入开关；d.Q5N：逆变器输出开关;e.Q3BP：手动维修旁路开关。负载Q5N电池主电源输入旁路电源输入QF1Q4SQ3BPQ1UPS中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益五、UPS工作原理•正常工作模式负载市电供电滤波器+-逆变器DCAC浪涌电压吸收器整流器ACDC转换开关中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益负载市电供电旁路工作模式滤波器+-逆变器DCAC浪涌电压吸收器整流器ACDC转换开关中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益负载市电供电电池工作模式滤波器+-逆变器DCAC浪涌电压吸收器整流器ACDC转换开关蓄电池中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益六、UPS应用UPS承担着保障供电连续性的任务，且它能提供电压及频率稳定、波形准确完好的干净或净化的电源。对于UPS所带负载来说，持续10ms（半个周波）以上的电源中断就会导致计算机或服务器关机、数据丢失，对石化行业来说停电所造成的影响有时是无可估量的。炼油厂电气车间现有UPS74台，涉及14个品牌，承担着炼油厂30多套生产装置及共用工程等控制系统的供电任务，任何一台UPS出现故障，都将对安全生产造成影响。中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益延迟焦化UPS承担着炼厂南区延迟焦化装置过程控制系统DCS、ESD及重要在线仪表的供电任务。一旦该UPS出现故障，将严重影响延迟焦化装置的安全生产。在UPS本体出现故障不能立即修复的情况下，为保障负载连续性供电，我们一般采取在线不停电更换UPS，来确保装置安全生产。UPS电池柜管理看板中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益1.UPS单机运行。2.输入侧：采用互投电源，1号电源引自0.4kV延迟焦化变电所AA305盘，2号电源引自AA403盘。UPS现由2号电源供电。3.输出侧：延迟焦化UPS与联合装置2号UPS互为冗余为延迟焦化DCS、ESD、在线仪表等负载供电。运行方式介绍：`UPSAA305盘AA403盘Q1Q2KM1KM2`QS1QS2QS3QS4QS5DCS、ESDUPS供电系统图中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益电源柜正面电源柜内部中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益UPS操作面板指示灯序号指示灯状态含义指示灯1绿主电源正常指示灯2绿旁路电源正常指示灯3绿整流器正常红整流器输出电压超限指示灯4绿电池正常绿闪电池放电或电池测试橙闪电池开关断开红电池测试失败指示灯5绿逆变器正常指示灯6橙静态旁路开关闭合指示灯7绿负载输出正常橙输出侧开关断开指示灯8橙维修旁路开关闭合中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂管理出效益，从严管理出大效益，精细化管理出最大效益谢谢！