石化企業是國民經濟骨干企業,一般為規模較大的連續生產,現代化程度較高,且感性負載較多,電網波動、干擾較劇烈頻繁,因此對UPS電源的要求較其他領域更為荷刻。
1 石化企業UPS電源應用范圍及環境
縱觀石化企業UPS主要應用在控制系統;生產過程保證;管理、通訊、水凈化及信息中心等部門的計算機上。計算機所用UPS電源與機房對UPS的要求相似,而前兩方面集中體現了石化企業的特點。
1)石化企業中的控制系統如DCS,是整個生產線的控制中心,因此UPS必須滿足長期、高負載的運轉需要,要有一年以上不管出現什么情況都不能中斷負載供電的高可靠系數。而對UPS可靠性形成威脅的因素如下:
a)市電的各種干擾,如尖峰、脈沖、噪音等;
b)非市電的干擾,主要是電磁幅射的干擾。
石化企業中的閥、泵、電機等較多。這類負載即使不掛在UPS后面,其強大的啟動電流也會給UPS帶來一個個巨大的脈沖或尖峰,對電機及DCS都會有較強的電磁幅射,從而有可能干擾UPS逆變器的工作。
2)在生產過程中UPS的負載主要是儀表、閥門和電機等,感性負載特征較為明顯。因此在生產線上使用的UPS在考慮各種干擾的同時還需考慮以下兩個問題。
a)感性負載沖擊電流應按500%~700%考慮;
b)UPS從主回路向旁路的切換和主回路向電池的切換時間,皆宜短于8ms。
2 石化企業對UPS電源的要求
2.2.1 基本要求
1)穩定性:山特UPS電源是保障系統正常運行的裝置,基本身工作的穩定性如何,直接關系到整個生產線的運行。衡量UPS穩定性通常有以下幾個方面。
a)MTBF(平均無故障工作時間);
b)系統工作原理(UPS形式);
c)系統內部配置如逆變器技術水平、旁路配置、雙旁路系統及UPS電源隔離保護設備等。
2)抗干擾性:市電的尖峰、脈沖等會對負載的工作壽命、工作狀態產生很不利的影響,因此UPS的隔離性能成為在石化企業中選擇UPS的一個主要因素。從目前UPS發展來看,串聯在線式UPS的隔離性能最好。而非市電干擾(即電磁幅射)嚴重的企業還需對UPS提出更完善的保護要求。
3)抗沖擊性:山特UPS電源的沖擊性主要來自三個方面。一方面是市電的沖擊,UPS的主要防護是EMI濾波裝置、輸入隔離變壓器和旁路隔離變壓器等。另一方面是來自負載方向對UPS電源的沖擊,對于阻性負載的沖擊電流主要來自負載或線路的短路,對UPS保護常采用輸出高速保險和輸出隔離變壓器;對于感性負載在生產線上使用的UPS,首先考慮感性負載的沖擊電流,主要考慮因素為UPS感性負載沖擊電流的保護強度和UPS非線性負載能力。第三方面是不平衡負載問題。在石化企業中,負載群的均衡分布總是相對的,而不平衡分布是絕對的。特別是在生產領域,不平衡現象更為嚴重。因而不平衡負載能力便成了石化企業選擇UPS的一個重要因素。
2.2.2 功能要求
隨著石化企業自動化、智能化程度的提高,對UPS電源功能的要求,已成為石化企業選擇UPS的另一個重要因素。目前,較先進的UPS均應具有以下功能。
1)智能化控制面板,即可實現人機對話,通過對話了解UPS及市電、負載工作情況。
2)遠程遙控面板,即可在離UPS一定距離內,轉移智能化控制面板的全部功能。
3)通訊功能,即與計算機的通訊功能。
4)網絡功能或網管監控功能,即在計算機網絡上實現多臺設備對UPS的監控。
2.2.3 串、并聯要求
石化企業中有少量負載作用重大,考慮到UPS自身故障的可能性,就要求UPS應具有串、并聯功能。UPS電源的串聯俗稱熱備份,即兩臺UPS各成獨立系統,其中一臺UPS的輸出接在另一臺UPS的自動旁路上,工作時處于啟動但不輸出狀態。一旦向負載供電的UPS發生故障由主回路切到旁路時,備機便無間斷地通過該UPS的旁路向負載供電。
UPS的并聯實際上是一個控制問題,即在兩臺以上的UPS實現相位、頻率和電壓輸出一致的過程問題。石化企業UPS并聯多為完全冗余的運行方式。如雙機并聯在正常運行時為每臺UPS各帶50%的負載,且每臺UPS電源帶載率不超過50%。當其中一臺UPS出現故障時,另一臺能承擔全部負載。但隨石化企業的高速發展,又要求UPS電源具有較好的靈活性,即既可作冗余并聯,也可在容量不夠時更改為擴容并聯.