UPS双机冗余并联技术在聚酯装置上的应用
冗余并机技术在UPS系统中的应用

图 1 原 UP 系 统 工 作 原 理 S
在 UP S实 际 运 行 过 程 中 , 电 网 闪 电 , S 因 UP
后 备式 u 。在 线式 UP S的逆 变 器一 直处 于工 作状 态 , 首先通 过 电路将 外 部 交 流 电转 变 为 直 流 电 , 它 再通 过 逆变 器将 直 流 电转 换 为 高 质量 的正 弦 波 交 流 电输 出 给计 算 机 , 用 于 对 电 源 有 严 格 要 求 的 适
偿 功能 的充 电技术 , 以延 长 电池使用 寿命 。逆 变 可 器 采 用 最 新 I T 功 率 开 关 器 件 及 脉 宽 调 制 GB
( WM) 术 , P 技 将直 流 电压转 换成交 流 电压 。 在正 常运行 时 , 流器 和 逆 变 器 同 时 工作 , 整 给 负载 提供 优质 的 电源 。如果 UP S工 作 于直通 模式 ( 没有 接入 逆止 二 极 管 ) 整流 器 对 电池 浮充 充 电 。 , 当市 电异 常 时 , 流 器停 止 工 作 , 电池 经 逆 变器 整 由
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过 程 控 制 实 施 技 术
石
油
化
工
自
动
化 ,20 ,4: 3 08 7
AUT( M ATI ) ON N I PETR( )CHEM I CAI NDUS I TRY
冗 余 并 机 技 术 在 UP S系统 中 的应 用
电 网异 常时 零 切 换 , 使 系 统 的 输 出 更 加 稳 定 , 均 故 障 间 隔 时 间 大 为 延 长 。 该 系 统 两 年 来 运行 稳 定 , 济效 益 明 显 , 为其 他 又 平 经 也
企 业 配 电系 统 的 改 造 提 供 了 很 好 的 参 考 。
UPS在化工企业中的应用

UPS在化工企业中的应用摘要:UPS是一个由变流器、逆变器、蓄电池组、开关等部件组合而成的综合性系统,当电源端口出现故障问题时,UPS可为负载电力提供不间断电源,具体而言,就是生产过程中,其可为过程控制系统及仪表持续供电。
化工生产中,由于化工企业对装置的稳定性提出了较高要求,生产过程中应用UPS,其不仅可提供稳定的电压,同时其也可有效控制浪涌、稳定装置运行频率,基于此,UPS已被广泛应用于化工企业中,本文首先分析了UPS的结构及原理,并在此基础上讨论了其在化工企业中的应用以及使用过程中出现的问题及具体的维修措施。
关键词:UPS,化工企业;应用1.UPS结构及工作原理根据UPS的工作原理可将其划分为在线式、后备式两种类型,化工装置多选用的是在线式UPS。
在线式UPS系统则是由整流器、逆变器、蓄电池组及自动静态旁路、手动旁路开关等组成。
1)整流器整流器的作用在于其可将不稳定的三相交流电源转换成直流电源,整流后的电源不仅可当作逆变器电源使用,同时其也可为电池组提供浮充以及均充电源。
2)逆变器逆变器可直接将整流器与蓄电池输入的直流转换成三相交流电源输出。
通常情况下,逆变器与自动旁路控制中,均会设置锁相环,当旁路电源电压、相位及频率偏差在额定范围内时,UPS输出电源的电压、频率也会随之而变,此时则可手动切换逆变器及旁路电源,若旁路电源的电压、相位及频率超出额定偏差范围,UPS将会自动转自蓄电池组工作,这时输出电源将会按照UPS自身设定的额定电压、频率运行,所以,可通过电源的额定偏差范围来衡量UPS系统的稳定性、可靠性。
3)蓄电池组蓄电池组作为UPS系统的主要组成部分,整流器平时所输出的直流电源通常是在浮充状态下工作。
在交流输入出现断电问题或者电网电源质量超标的情况下,蓄电池组的直流经逆变器逆变后会自动向负载提供不间断电源,所以,UPS系统能否充分发挥自身作用,则取决于蓄电池组的性能。
4)自动静态旁路开关自动静态旁路开关主要由可控硅等电力电子部件组成,从其原理来看,其相当于一个单刀双置刀闸,通常需将其公共端连接至输出负荷侧,若其存在两个活动刀座端,就需将一端连接至旁路电源侧,一端连接至逆变器的输出侧。
UPS双机冗余并联技术在聚酯装置上的应用

U S双 机 冗余 并联 技 术在 聚 酯装 置上 的应 用 P
王 正岭
( 天津津 滨石化设 备有 限公 司聚酯分公 司,3 0 7 ) 0 2 0
P -.  ̄ [ 要] 介 绍 了双 机 冗 余 并联 U S供 电 系统 的 工 作 原 理 ,阐 述 了这 种 运 行 方 式 的 可 靠性 和 维护 的A 4 性 ,以及 摘 应 用此 连接 方 式 的 注 意事 项 。
行 跟 踪 调 控 ,使 得 2台 UP S的 逆 变 器 输 出 电 流 分 配 趋 于 动 态 平 衡 。 并 机 板 解 决 了 2台 UP S电 压 幅 值 、
相 位 、频 率 工 作 方 式 ,从 而 大 大 提 高 了 U S系 统 的可 靠 P
同 一 市 电 。2台 UP S所 输 出 的 2路 逆 变 器 电 源 具 有 如 下 的 调 控 特 性 :在 继 续 确 保 它 们 的 逆 变 器 同 步 跟 踪 市 电 的前 提 下 ,还 使 得 分 别 从 上 述 2台 UP S所 输 出的 逆 变 器 电 源 互 相 之 间 保 持 着 相 同 频 率 、 同 相 位 和 同 电 压 幅 度 的 “ 同 ”工 作 状 态 ,否 则 将 会 产 生 三 较 大 的 环 流 。利 用 2台 UP S并 机 板 逻 辑 控 制 电 路 中
发 出 故 障 信 号 的 同 时 , 自动 将 位 于 逆 变 器 输 出 通 道 上 的断路器开关 s 3断 开 ,从 而 将 有 故 障 的 U S P 1同
用 户 负 载 总 线 脱 机 。 在 此 条 件 下 , 剩 余 的 UP 2仍 S 具 有 足 够 的 输 出 功 率 继 续 向 用 户 的 负 载 供 电 , 而 无 需 迫 使 UP S执 行 从 逆 变 器 供 电 到 交 流 旁 路 供 电 的 切
浅析UPS的冗余连接技术(3)

浅析UPS的冗余连接技术(3)2.UPS的并联连接增加UPS供电系统可靠性的另一个方法就是并联连接,但是UPS 的并联连接并不象热备份连接那么容易。
因为所有UPS的输出阻抗不可能一样,加之各逆变器的输出电压和市电电压锁相都具有正负误差,则各个UPS的电压即有相位差又有幅值差,因此用普通UPS直接并联是危险的,只有具备并联功能的UPS才能并联。
从一般原理上讲,普通在线式UPS都可直接并联,但应说明的一点是,这些UPS必须由同一路电网供电,在这种情况下,因为UPS的逆变器永远在跟踪旁路市电,由于这些UPS都在跟踪同一路市电,也就相当于互相在相位上跟踪。
这些UPS在频率和相位上都是一致的,因此可以并联。
但这种并联是不保险的,因为:在相位上;虽然它们都在频率和相位上跟踪旁路,但在相位上有超前和落后之分,一般大容量UPS的相位跟踪在±3°,如果这两台并联的UPS一个是+3°,一个是-3°那么两个并联后就有可能在相位上差了6°,这就有可能使输出电压相差30V,这将会在UPS输出端造成很大的环流,使逆变器因过载而烧毁。
在电压上;虽然是同型号、规格的UPS逆变器,但由于逆变参数和变压器参数的微小差异会导致输出电压不一样,比如一个为218V,一个为220V等,也将会在UPS输出端造成很大的环流,使逆变器因过载而烧毁。
以上两方面的差异都会导致输出电压的不一致,一方面形成环流,另一方面各相负载输送的电流也不一样,很可能出现1台过载的情况。
以上两项指标虽然可以通过一次调整而达到基本一致,但随着UPS的工作温度和时间的变化,这种平衡很快就会失去。
可以这样说,不加任何措施的几台UPS并联,其可靠性不一定比单台UPS高,甚至还要低。
UPS并联连接的优点在于它不但可以提高可靠性,而且过载、动态性能比热备份方式好得多,并且可以增容。
并联连接的方式有下述几种:①主从式并联系统;这种方式是并联系统中有一台UPS为主机,其它为从机。
UPS并联冗余系统在关键系统中的应用

UPS并联冗余系统在关键系统中的应用摘要:由于广播电视安全播出的特点,对广播电视中心机房供配电系统运行的可靠性、稳定性提出了极为严格的要求,而高品质的电源系统是确保这一要求实现的前提条件。
因此,在广播电视播出系统中,不间断电源的选用和配置是一个关键。
基于此,本篇文章围绕广播电视中心机房供配电的工艺要求和特点,对UPS并联冗余系统在关键系统中的应用进行研究,以供参考。
关键词:UPS并联冗余系统;关键系统;应用分析引言各类数据中心因工作特点、实际运用等不同需求,在系统组成和设备布局上,对UPS供电系统种类和建设方式有不同的要求。
在广播电视播出系统中,存在着大量精密的电子设备,其对于电压稳定性和电能质量有着较高的要求。
因此,本文分析UPS并联冗余系统在广播电视中心机房关键系统中的应用方面,对UPS供电方案设计方法进行探讨,并对使用、维护保养要求提出建议,以期给相关人员提供有益参考。
1.UPS基本概述1.1 UPS的功能UPS又称不间断电源(Uninterruptible Power Supply),是一种将多节相同型号的蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)相连接组成的电池组与主机相连接,通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。
随着现代科技的发展,生活用电需求也变得多样。
不间断电源已经成为人们生产和生活中不可或缺的电源设备。
UPS其主要作用有:第一,当电网失电时,UPS能为负载提供高质量稳定的电源,保证设备不受停电的影响持续运行;第二,UPS在电网与负载之间发挥着隔离的作用,可以消除电网波动、谐波、噪声等干扰,有良好的抗干扰能力;第三,UPS可以为设备提供高质量的电源,提高功率等,从而营造高效的生产环境;第四,UPS可以通过设备的监控模块,提供多样的数字化接口,给工作人员提供便捷的可视化管理。
1.2 UPS工作原理虽然UPS有工频机与高频机之分,但是其基本原理和逻辑是相似的。
广播电视的关键系统通常采用的是在线式不间断电源,其主要由整流模块、升压模块、功率因数校正模块、逆变模块、充电模块、电池组等组成。
浅析UPS的冗余连接技术(2)

浅析UPS的冗余连接技术(2)1.2双机主备冗余供电方式很明显主/从串联热备方式在UPS处于旁路工作状态时,负载不受UPS保护。
此时,如果发生交流电中断、过压等故障,就将造成负载电源供应中断或设备损坏。
因此,很自然想到用一台UPS的输出作为另一台UPS主机的静态旁路电源,这就是双机主备冗余供电,也叫双机串联冗余供电。
1.2.1工作原理简述:①正常情况下:负载的工作电源由UPS主机的逆变器提供,备机处于空载运行状态。
②UPS主机故障:UPS主机故障时主权转为旁路供电,此时UPS 备机的逆变器输出通过主机静态旁路开关供给负载电源。
UPS主机故障转为旁路在毫微秒的时间内完成,不会产生负载电源中断。
③UPS备机故障:备机故障时备机转为旁路。
此时主权的静态旁路输入的不再是备机的逆变器输出,而是交流电经过备机的静态旁路开关供给,此时相当于主机单机工作。
④UPS主、备机同时故障;UPS主、备机同时故障,UPS主、备机同时转为旁路工作,交流电经过备机的静态旁路开关,再经主机的静态旁路开关供给负载电源。
当然,UPS主、备机同时故障的可能性极小。
1.2.2优点:①安装方便,易于实现;只要UPS主机具有独立的静态旁路输入口,就可以很容易地实现UPS主、备机冗余供电。
甚至是不同型号、不同品牌的UPS,都可以很方便地组成双机冗余供电。
②可靠性高;系统调试时,只要将UPS主、备机的输出电压调整到一致即可。
根据实际经验,UPS双机主、备冗余供电可靠性高于双机并联冗余供电。
1.2.3缺点:由于在平时正常工作状态下,所有的负载全部有主机提供,备机处于空载运行状态。
长时间运行,会造成主、备机的老化程度不一样。
需定期或不定期地进行主、备机倒换。
(美国EXIDE公司的Profile、Prime系列具有效率优化器功能,可以很方便地实现主、备机倒换,可克服上述缺点)。
1.3多机主备冗余供电方式由于两台UPS同时发生故障的概述几乎为零,因此在双机串联热备份的基础上,可发展一种更为合理、更为节省投资、更为可靠的多机主备冗余供电,这就是三机主备冗余供电。
冗余并机技术在UPS系统中的应用

产品与应用冗余并机技术在U PS系统中的应用朱新全朱鹏曹振涛韩鹏(中国石化中原油田天然气处理厂,河南濮阳457062)摘要高稳定性和高精度的电源是天然气处理厂的电力负载正常运行的重要保障。
原有的U PS系统常因电网闪电,从稳压输出至逆变器输出的切换时间较长,造成全厂停机。
通过采用“1 +l”和“5+1”的“Ⅳ+l”冗余并机技术对原有U PS系统进行了升级改造,既实现了电网异常时零切换,又使系统的输出更加稳定、可靠,平均故障间隔时间大为延长。
本系统两年来运行稳定,取得了良好的经济效益,对其他工厂配电系统具有很好的参考价值。
关键词:冗余并机;U PS;应用;可靠性‘‘Ⅳ+l’’Redundanc y Par al l el Tec hnol ogy i n t he A ppl i ca t i on of U PS Syst emZ hu X i nquan Z hu P e ng C a o Zhen t ao H an pen g(N at ur al G a s Pr o ces s i ng Pl a nt i n Z hongyua n O i l Fi el d,SI N O PE C,Puyang,H enan457062)A bs t r act H i gh st abl e and accuracy pow e r s o ur ce i s t he i m port a nt s afeguar d of pow er nor m al l yope r at i ng at t he na t ura l gas pr o ces s i ng pl ant.B ecause of gr i d Li ght ni ng,t he s w i t chi ng per i od f r om t he re gul at e out put t o t he i nver t e r out put of t he or i gi na l U PS i s t oo l ong t o c a u s e t he pl ant shut dow n.“1+1’’and“5+1”r edun dancy par al l el t echno l ogy w er e us ed t o upgrade t he or i gi na l U PS s ys t e m,a ze ro—sw i t chi ng dur i ng t he abnor m al pow e r s upp l y w as a chi eve d,a nd t he s ys t em out put w as m o r e st abl e and r e l i abl e,and t he average f ai l ur e per i od w as ext end.T he U PS s ys t em has w or ke d st abl y f or m or e t ha n t w o yea r s,w hi ch is a goo d r ef er ence t o t he pow er di st r i but i on s ys t em of ot her f act ori es.K ey w or ds:r edu ndan cy par al l el t echnol o gy:U PS;appl i cat i on:r el i abi l i t y1引言中国石化中原油田天然气处理厂是专门从事天然气深加工处理和轻烃精细化工产品生产的大型现代化石化企业。
UPS冗余并联与双总线连接供电方案(二)

UPS冗余并联与双总线连接供电方案(二)2.2 UPS 双总线供电方案的电路结构有一种说法,双总线是根据美国T4 等级(Tier4)标准的要求而来的。
图6 就是这种双总线UPS 冗余供电方案。
从图中可以明显地看出,双总线的每一路都是由多台UPS 并联的。
就目前的UPS并联水平来看,可以做到8 台并联。
比如台湾至少有5 个数据中心采用的就是8 台并联×2的双总线供电系统。
如果在8 台UPS 冗佘并联之内就可以解决的问题,最好不要轻易采用双总线。
尤其是在两台单机UPS 就可以做l+l 并联冗余的时候,硬要改用双总线方案,不但使设备量成倍增加,而且由于引入了串联功能的设备STS,使能量通道上又多增加了故障点,导致的投资还要远高于双倍1+1 并联冗余时的情况,因为STS 要比同容量的UPS 价格高得多,同时还失去了原来直接并联时过载能力强的优点,可靠性比原来也有所降低。
众所周知,任何解决方案和规划都是有条件的,有其特定的使用环境,也就是有其局限性。
因此,不可不讲条件、时间和地点地到处乱用,否则,不但达不到预期的目的,反而会事倍功半。
3 两种供电方案的比较3.1 两种供电方案的可靠性及故障率比较为了有一个量的概念和直观而容易理解,仍设所有设备的可靠性r 都是0.99;也是为了简单明了,暂不考虑UPS 以前和STS 以后的这些共有的配电部分。
由此见图7(a)虚线方框内的部分,并由此作出可靠性结构模型图。
从可靠性的观点出发,凡是在该环节故障时都能导致系统不正常的情况通通算作串联环节,因此连接图7(a)的同步器LBS、静态开关STS 和隔离变压器B1 在可靠性上同UPS 都是串联关系,如图8 所示。
由于两台UPS 在STS 的输出端在功能上对双电源负载是并联关系,就认为二者是并联关系,由此得出系统可靠性:不可靠性或故障率就是O.001 55,即万分之十五。
从前面的式(3)可以看。
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为 了提高 系 统 的可 靠 性 , C 、 S 以及 相 关 仪 表 的 D SE D 供 电均需 采 用 UP ( itru t l P we u py 。 S Unner pi e o rS p l) b
由于 UP S后 备 蓄 电 池 的存 在 , 电 网 瞬 间 失 电 时 , 在 UP S可 以为 DC 、 S 等 提供 稳 定 的电 源 , SE D 避免 了生 产装 置 的非计 划停 车 。在 电 网失 电时 间 较 长 时 , S UP 可 以保证 至少 3 O分钟 的供 电 , 而 为工艺 人员 进行 应 从 急停 车赢 得 了 时间 。 但 是 近 年 来 , 着 石 化 装 置 的检 修 周 期 的延 长 , 随 UP S使 用数 量 以及 UP S自身 设备 的老 化 , UP 由 S引 起 生产装 置 的非计 划停 车 时 有发 生 , S单 机运 行 方 UP 式可 靠性 低 的 问题 越来 越 突 出 。为 了提 高供 电系统 的
式的可靠性 以及 维护的方便性 , 并介 绍 了应用此连接方式的 注意 事项 。 关键 词 : S 双机 冗余 ; UP ; 并联 ; 可靠性
中 图分 类 号 : N7 2 T 1 文献标识码 : A
Ap l a in o PS Re u d n y Pa all c n l g le trPln p i t fU c o d n a c r l e Te h o o y i Poy se a t n
机 板 逻辑控 制 电路 中的频 率 控 制 母 线 、 电流控 制母 线 和环 流检测 电路 进行 跟踪 调控 , 使得 两 台 UP S的逆 变 器 输 出 电流 分 配 趋 于动 态 平 衡 。并 机 板 解 决 了两 台
UP S电压 幅值 、 位 、 率 的 同步 问题 。 相 频
广 一
市电 年 来 出 现 了多 机 冗余 并 联 UP 近 S供 电系 统 。 与单 机 UP S供 电 系 统 相 比 , 系 统 具 有 很 高 的 可 靠 该 性, 并且 维护 十分 方便 , 到 了广泛 的应 用 。 目前 常用 得 的是 “ +1型 双机 冗 余 并 联 UP 1 ” S供 电 系统 。天 津 石 化公 司聚酯部 仪表 电源 改 造 就是 采 用 此 项 技 术 , 实 在
在此条件下剩余的ups2仍具有足够的输出功率继续向用户的负载供电而无需迫使ups执行从逆变器供电到交流旁路供电的切换操作一旦ups进入交流旁路供电状态用户的负载就被连接在随时都有可能发生停电事故的不稳定市电电网上显然这会对用户的负载构成致命的威胁
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通 缱 电 潦 技 术
≤ 嘲朔漱
≥
UP S双 机 冗 余 并 联 技 术 在 聚 酯 装 置 上 的 应 用
王 正 岭
( 天津津滨石化设 备有限公 司聚酯分公司 , 天津 30 7 ) 0 2 0
摘 要 : 绍 了双机 冗 余 并 联 UP 介 S供 电 系统 的 工作 原 理 , 合 笔 者 多年 在 聚 酯 装 置 上 的 应 用 实 践 , 结 阐述 了这 种 运 行 方
W ANG h n l g Z eg i n
( a j ibn P t l E up n o a y , a j 0 2 0 C ia Ti i J i er e q ime t mp n Ti i 3 0 7 , hn ) n n n o m C nn
Ab t a t s r c :Th sp p ri t o u e h r r cp e o e u d n y p r l lUP o rs p l y tm. On t e b sso i a e r d c s t e wo k p i i l fr d n a c a a l S p we u p y s s e n n e h a i f t e a t o ’ r c ie i h o y s e l n ,t ep p rd s r e h e ib l y o h so e a i n a d c n e in e f h u h r Sp a t t e p l e tr p a t h a e e c i st e r l i t ft i p r t n o v n e c so it i c n b a i o ma n a—
nn ,p e e t h su sta e d t en t e n ti o n cin ig rs n steis e h tn e Ob o i di hsc n e t . c o
Ke r s y wo d :UPS; e u d n y p r l l r l b l y r d n a c ; a al ; e i i t e a i
市
目前 石化 系统 绝 大 多 数 生产 装 置 均 采 用 I S进 ) C 行 生 产过程 的控制 和操 作 , 外对 安 全 性 要 求 较 高 的 另 关键装 置采 用 紧急 停车 系统 E D进行 安 全联 锁 保 护 。 S
电 1 者 市 电 2电 源 , 电源 2必 须 来 自同 一 市 电。 或 但 两 台 UP S所 输 出的 两路 逆 变 器 电源 具有 如 下 的调 控
特性 : 在继续 确保 它 们 的逆 变 器 同步 跟踪 市 电 的前 提
下, 还使 得 上述两 台 UP S所 输 出的逆 变器 电源 互相 之 问保持 着相 同频 率 、 同相位 和 同 电压 幅度 的“ 同 ” 三 工 作 状态 , 则将 会产 生较 大 的环流 。利用 两 台 UP 否 S并
20 年 9 2 08 月 5日第 2 卷第 5 5 期
Te e o Po rTe h o o y lc m we c n l g S p 2 ,2 0 e . 5 0 8,Vo .2 . 5 1 5 No
文 章编 号 :0 93 6 (0 8 0 —0 60 1 0 —6 4 2 0 ) 50 4 —3