| 标题 | 不间断电源在热电厂应用的优化 |
| 范文 | 赵雷,吕伟 摘要 大庆石化公司热电厂现在UPS电源多，电池组多，并且电池有使用寿命，需要大量的维护工作量，定期需要对电池进行更换，经济损失大，大庆石化公司热电厂对不间断电源系统的应用方面做出优化。 关键词 UPS；工作原理；优化 中图分类号TN86 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）49-0007-01 UPS（Uninterruptable Power System）是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压、恒频的不间断电源。作为热电厂的控制电源是生产运行的关键设备，而UPS是这些关键设备的保卫者。随着新设备新产品的发展，对电力供电质量提出了越来越高的要求，都要求配置高质量的不间断电源。 1 UPS的工作原理 UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件，稳压、稳频输出的电源保护设备。当市电正常输入时，UPS就将市电稳压后供给负载使用。同时对机内电池充电，把能量储存在电池中，当市电中断（各种原因停电）或输入故障时，UPS即将机内电池的能量转换为220V或380V交流电继续供负载使用，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。而电厂专用UPS则会使用直流电源继续供负载使用。 2 UPS的基本分类 UPS类型不同，按工作方式可分为后备式、在线互动式、双变换在线式三大类。 2.1 后备式 应用广泛，技术成熟，一般只用小功率范围，电路简单，价格低廉。这种UPS对电压的频率不稳、波形畸变以及从电网侵入的干扰等不良影响基本上没有任何改善。因此热电厂基本不使用该种类型的UPS。 2.2 在线互动式 使用的是工频变压器。从能量传递的角度来考虑，有3个端口；端口1连接市电输入，端口2通过双向变换器与蓄电池相连，端口3输出，市电供电时，交流电经端口1流入变压器，在稳压电路的控制下选择合适的变压器抽头拉入，同时在端口2的双向变换器的作用下借助蓄电池的能量转换共同调节端口3上的输出电压，以此来达到比较好的稳压效果。此种方式在热电厂已不使用。 2.3 双变换在线式 它是串联功率传输方式。实现AC→DC转换功能，一方面向DC→AC逆变器提供能量，同时还向蓄电池充电。该整流器多为可控硅整流器，但也有IGBT-PWM-DSP高频变换新一代整流器。当逆变时，完成DC→AC转换功能，向输出端提供高质量电能，无论由市电供电或转向电池供电，其转换时间为零。当逆变器过载或发生故障时，逆变器停止输出，静态开关自动转换，由市电直接向负载供电。静态开关为智能型大功率无触点开关。热电厂在UPS系统优化之前使用的是此种方式，但如果UPS主机故障时也会出现断电故障直接影响正常供电。 3 UPS电源在热电厂的应用 现在大庆石化公司对供电质量要求很高，为确保对负载供电的万无一失，常需要采用以下几种具有“容错”功能的冗余供电系统： 1）主机-从机型“热备份”冗余供电系统：基结构是将主机UPS的交流旁路连接到从机UPS的逆变器电源输出端，万一主机USP出故障，可改由从机UPS带载。这种冗余工作方式由于没有“扩容”功能和可能出现4毫秒的供电中断，对供电设备的要求比较大，其应用范围有限。 2）利用双机冗余供电系统：通过将两台具有相同功率的UPS输出置于同幅度、同相位和同频率的状态而直接并联起来。正常工作时，由两台UPS各承担1/2负载电流，万一其中一台UPS出故障，则由剩下的一台UPS来承担全部负载。这种并机系统的平均故障工作时间（MTBF）是单机UPS的7倍~8倍，从而大大提高了系统的可靠性。 而这样要求每个电源都需要两个UPS装置，对于大庆石化公司热电厂共有14个UPS电源，如果全都配备双冗余的UPS，将配备28个UPS，设备成本大大的提高，针对于大庆石化公司热电厂现在的运行方式，即保证大庆石化公司热电厂的供电可靠，同时又能节省设备投资，热电厂利用对大庆石化公司热电厂UPS电源系统进行配置优化。到目前为止UPS电源系统安装、调试工作已经完成，装置全部已投用。系统优化方案如下： 采用UPS电源系统对应机、炉一对一的供电方式，即一台UPS电源系统为一台机组或锅炉的DEH、DCS系统供电。同时，利用80KVA PIUS 9315型UPS电源装置，做全厂UPS电源系统总后备。 UPS电源配置如下： #1机30KVA UPS工作电源，80KVA UPS备用电源； #4机30KVA UPS工作电源，80KVA UPS备用电源； #5机40KVA UPS工作电源，80KVA UPS备用电源； #6机60KVA UPS工作电源，80KVA UPS备用电源； #7机10KVA UPS工作电源，80KVA UPS备用电源； #3炉10KVA UPS工作电源，80KVA UPS备用电源； #4炉10KVA UPS工作电源，80KVA UPS备用电源； #5炉10KVA UPS工作电源，80KVA UPS备用电源； 热网及除氧给水20KVA UPS工作电源，80KVA UPS备用电源； 化学20KVA UPS工作电源，80KVA UPS备用电源； 主控30KVA UPS工作电源，80KVA UPS备用电源。 这样可以使大庆石化公司热电厂UPS电源系统配置更合理、可靠，不但UPS电源装置本身有旁路电源和蓄电池的保障，同时又有80KVA UPS给其它UPS电源做备用电源。实现供电电源双重化，保证大庆石化公司热电厂机、炉的安全运行。 UPS每个装置都需要2个电池组配合装置运行达到UPS的可靠运行，而大庆石化公司热电厂由于UPS数量多，而且需要大量的维护和定期测试工作，电池还是消耗品，定期需要进行更换。这样需要花费大量的维护工作和经济损失。大庆石化公司热电厂针对于这种情况，使用电厂专用UPS，此种UPS可以省略电池组，用直流电源取代电池组，这种UPS可连接铅酸、镍镉电池、直流电源屏，这样大大的节省维护量，而且为大庆石化公司节省大量的经济损失，而且直流电源供电也提高了电源的安全和稳定性，并且直流电源可以同时为多个UPS电源提供直流电源。 参考文献 [1]姚行中.UPS原理及维修技术[M].科学出版社，1992. [2]王其英，刘秀荣.新型不停电电源（UPS）的管理使用与维护[M].人民邮电出版社，2005. |
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