ups运行方式报告.docx

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ups运行方式报告

电气设备运行管理及UPS运行方式报告

结合几个石化企业电气设备运行管理模式和经验，总结出以下几点：

一、以精细化管理为突破口，完善制度、加强巡检、开展技术评估，强化电气设备运行管理。

       二、修订、完善电气设备运行及安全管理制度，制定电气设备运行与维护、高压开关设备运行与维护、继电保护及安全自动装置运行与维护、电气设备缺陷等管理措施。

       三、技术主管参与新建、改扩建等重大项目的设计审查，参与关键和重要电气设备的选型。

在电气设备投用前，有针对性地编制岗位操作法，开展专业技术培训，促使操作人员熟练掌握电气设备的使用、维护与保养，延长电气设备使用寿命。

严格按照电气设备运行管理制度，加强电气设备的巡检频次，记录电气设备巡检情况，确保电气设备时时处于受控状态。

       四、每季度组织专业技术人员对由于长期运行，无法按规定周期检修、试验的电气设备开展技术评估。

主要围绕电气设备状态监测，设备技术状况和使用年限，以往检修、清扫、试验情况，设备运行环境、系统配置以及运行方式等综合因素进行，进一步提升电气设备安全运行效率。

下面主要针对UPS系统运行方式进行分析与探讨：

　　到目前为止,应用较多的UPS系统运行方式总体上分为4种:

单机、主从热备、双机并联、双单机。

　　一、单机运行方式

　　单机UPS运行方式,基本上就是一台在线式UPS向负载供电,其系统运行方式如下图：

　　此运行方式结构十分简单,但由于只有一台UPS向负载供电,所以一旦该UPS出现故障,将立即影响负载的电源供应。

　　另外,即使UPS故障后成功转旁路,没有造成仪表电源中断,由于其主机内部还有部分带电,检修时又不能停电,所以造成检修过程有较大危险性。

　　在单机UPS系统的电源开关箱内输入与输出之间可以加一个外接旁路开关,在需要检修UPS时,可实现无间断操作,使UPS完全隔离出来。

但此种运行方式只是解决了检修的安全性与方便性,并不能提高UPS系统运行的可靠性。

　　二、主从热备运行方式

　　主从热备UPS运行方式如下图所示。

主从热备UPS系统原理图

　　由图中可以看出,实际上此种运行方式并未改变UPS的任何内部结构,只是将一台UPS的输出接入另一台UPS的旁路电源。

这样可以在主机主电源失电且电池放电结束转旁路后,旁路电源输出给负载的依然是另一台UPS逆变器的输出,既延长了一倍的后备时间,又可以在主机故障转旁路时,负载接受的依然是稳定的UPS输出电源（即从机UPS的逆变输出）,此时主机UPS可以从容地退出,进行检修,而且如果从机UPS故障,也可随时退出进行检修。

除此之外,图还可以看出,此种运行方式相当于有三路电源输入,又提高了可靠性。

　　与此同时,主从热备运行方式还有一个优点,就是不同品牌、不同型号、不同容量的UPS均可以组成此种运行方式,灵活性很好。

　　虽然主从热备UPS运行方式有一系列的优点,但在日常运行中也发现了很多问题。

（1）从机长期处于热备用状态，其内部元件（包括电池）长期无谓的消耗电能，大大减低了设备效率;

（2）由于从机长期空载运行,当主机故障切旁路时,从机瞬间满负载输出,很可能耐受不了冲击而发生故障,反而增加了故障率。

三、并联UPS系统运行方式

　　并联UPS系统从作用上分类可分为：

增容并联和冗余并联。

增容并联只是通过并联来增加UPS系统容量而不提高可靠性，石化企业仪表控制系统需要的恰恰是可靠性，所以应用较少，故现在只对冗余并联UPS系统进行探讨。

冗余并联UPS系统，此处以双机并联UPS系统为例。

其原理如下图所示。

双机并联UPS系统原理图

（1）双机冗余并联UPS系统的优点

　　①可提高运行可靠性:

通常由两台UPS并联直接输出,正常运行时这两台UPS平均分配负载电流,当其中一台故障时,另一台承受全部负载电流,只有当两台同时出故障时,负载才转旁路静态开关,因此可大大提高UPS运行可靠性。

　　②维修方便:

需要时,其中一台UPS可完全下电进行维修,而不影响另一台UPS向负载供电。

（2）双机冗余并联UPS系统存在的问题

①双机冗余并联UPS供电系统虽然看上去是四电源输入,但由于是并联,所以两台UPS的旁路电源必须取自同一电源且相序必须对应,否则会在切旁路时发生相间短路事故,安装及检修时需特别注意。

　　②双机冗余并联UPS供电系统中两台UPS的输出端是始终并接在一起的,所以一方面必然存在环流,消耗电能、降低效率;另一方面,如果输出端发生短路故障,两台UPS将同时受到影响,甚至同时停机。

　　③两台UPS之间的协调与通讯控制系统一定要可靠,否则很可能随时造成两台UPS因输出不同

　　四、双单机UPS系统

　　随着电源切换设备和仪表系统的不断更新与进步,出现了可实现无间断切换（其实是切换时间很短,对于负载来说可视为无间断）的STS以及可以接受双电源并自动实现无间断切换的仪表系统,由此,双单机UPS系统便应运而生。

双单机UPS供电系统如下图所示：

双单机UPS系统原理图

最基本的双单机UPS系统是不包括图中框1和框2内的部分。

由上图可以看出,实际上就是将双机并联UPS系统拆开来,但这是建立在负载仪表系统具备自动双电源切换功能基础上的。

这样做就解决了并机UPS系统输出端接在一起所引起的一切隐患,并且两台UPS间无需通讯，大大简化了控制系统。

　　如果负载仪表系统不具备自动双电源切换功能，可加入框2内的部分，即增加一个STS双电源切换系统再送给仪表系统一路电源（3#负载电源），相当于人为给仪表系统增加自动双电源切换功能。

如果负载对电源切换时间要求较为严格时,可加入框1内的部分，这样可以使两路UPS输出同步，使输出侧的STS切换时间缩短为2ms，完全可以满足石化企业仪表系统切换时间小于5ms的要求。

而两路电源的同步则是利用UPS本身逆变器跟踪旁路电源的特性自然而然地实现的。

与此同时，由于加入ATS实现旁路的双电源接入，提高了可靠性。

　　如果负载既有一般负载（不需要双电源）又有重要负载,则可以将一般负载平均分配于两条负载电源母线上,而重要负载则两条电源都引出,共用此UPS系统,且系统无需做改动;如果负载既有具备双电源切换功能的仪表系统又有不具备此功能的,只需前者引入1#和2#负载电源,而后者引入3#负载电源即可,此UPS系统也无需做改动;如果负载同时还需要一般的市电电源,则在点1和点3引出并增加开关即可;如果某台UPS检修时,不想让负载端进行切换,从而降低因切换带来的风险,可在点1和点2之间、点3和点4之间增加外接手动维修旁路开关即可。

　　由以上对双单机UPS系统的分析可知,双单机UPS系统具有如下优势:

结构简单,可靠性高;对UPS本身功能要求不苛刻,只要是工业用UPS即可;两台UPS之间无需通讯,避免了因通讯造成的误动作;组合形式灵活多变,基本上可以适应所有仪表系统的电源要求。

但其也有缺点,一是需要增加STS、ATS以及仪表自动双电源切换功能,增加了投资,但这和系统运行可靠性对于石化企业的重要性以及仪表停电带来的损失来比是微不足道的。

虽然在此运行方式下,很大一部分保证负载正常运行的重担都压在STS和仪表自动双电源切换系统上,一旦这个关键点出问题,所有的功能都实现不了,但只要选择质量可靠的STS和仪表自动双电源切换系统,也比双机并联UPS

系统输出侧的直接电气硬连接要好很多。

实际运行中，大多数石化行业都简化了第四种运行方式，增加一个隔离变压器和切换开关来达到双电源输入，运行效果不错。

原理图后附。

当前提高炼化装置控制系统（DCS\ESD）供电可靠性的关键在于：

1、装置控制系统DCS\ESD实现交流双电源引入；

2、交流不停电电源UPS按照装置和仪表的重要性分类配置：

1）关键重要装置：

（如常压、催化、重整、加氢、化工、空压站等）采用双UPS（或单UPS加市电隔离变）不同段双电源加旁路市电，双电源暨三电源输出模式；

2）一般装置或仪表：

单UPS加市电双电源输入单电源输出模式；

3、不建议采用双机并联模式，中石化06年前出过因硬件故障供电中断问题，经08年研究规范为双电源双机加市电，双（三）电源输出供给UPS/ESD.

4、起草公司《控制系统及仪表供电规范》，依照规范进行公司所属单位和装置控制系统供电的规范和隐患治理。

本次有针对性的考察活动，一方面开阔了电气管理技术人员的视野，同时也学习到了其他石化企业较为先进的管理理念。

为今后的电气设备管理工作起到了积极的作用。

报告简而概之，交流成果会在实际使用中起到潜移默化的作用。

二〇一二年五月