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典型UPS电源系统结线方式的可靠性分析

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常见的UPS电源系统的结线方式有:单机、双机串联热备份、双机并联、双单机等方式,下面就各种方式的利敝作分析比较。

1. 单机方案

单机方案见图3,本方案采用一台UPS对负载提供电源保障。

 

方案优点:结线简单

 

方案缺点:可靠性相对较低。我厂2003年1月29日,焦化一UPS故障;2004年3月20日,加氢精制UPS故障,都造成仪表工作电源中断,就是该单机方式。

2. 双机串联热备份方案

双机串联热备份方案见图4,将UPS2(从机)的输出接到UPS1(主机)的旁路输入即可组成标准的串联热备份系统。正常工作时,UPS1带负载,UPS2空载;当UPS1故障并转到电了旁路工作时,UPS2带负载运行。

 

方案优点:不同型号、不同牌子的2台UPS都可组成双机串联热备份系统;可消除由于旁路电源的原因引起UPS异常的情况。

 

方案缺点:UPS电源系统结线较复杂

 

②由于UPS2长期空载运行,当UPS1故障时UPS2突然带全负载运行,对UPS2产生冲击,很可能使UPS2发生故障而中断仪表电源;另外UPS1的电子旁路是个瓶。因该方案的可靠性与单机方案相比并没有提高,反而降低。我厂2001年2月11日,蒸馏一、催化一装置UPS故障,仪表工作电源中断,就是该种结线方式。

3.双机并联方案

双机并联方案见图5,将2台相同牌子相同型号的UPS并联,同时向负荷供电。UPS技术发展到现在,可以实现多台UPS并联,而且平均分担负载。有分离旁路并联方案和集中旁路并联方案。

 

方案优点:由于是双机并联同时工作,各负担50%负载,只要选型时按100%负载考虑,当其中一台发生故障时,另一台就能带全部负荷,因此,该方案的可靠性比较高;过载能力强。

 

方案缺点:由于是并联,2台UPS之间存在电气联接,从并联点开始就是公共部分,当这部分发生短路故障时,或其中一台UPS的功率输出元件短路时,仪表负荷就会失电;有些UPS并联时需要通信,当其中一台UPS发生重大故障时,会同时关闭其它UPS,也会造成仪表负荷失电。我厂2004年6月14日,重催UPS故障,仪表工作电源中断,重催装置停车,UPS供电系统就是这种双机并联的结线方式。

4.双单机方案

双单机等方案见图6,该方案就是2台UPS组成UPS供电系统同时向仪表负载供电。

 

该仪表电源供电系统主要由UPS1及UPS2组成,K1、K2为UPS的市电输入开关,K3、K4为UPS旁路电源的输入开关,K5、K6为UPS的输出开关。当UPS发生故障时一般都会自动转到电子旁路供电,为了实现在不中断仪表供电电源的前提下将UPS停电退出检修或更换UPS,设置了大维修旁路开关K7、K8。

 

输出1及输出2为该UPS电源系统的两个主输出电源,同时向仪表控制系统(DCS、FSC、ESD等)的同一机柜的两电源模块供电,当其中任一电源故障时,仪表控制系统(DCS、FSC、ESD等)都能正常工作,实现真正意义上的双电源。

 

对于操作台这一类型只能接受一个220V电源的仪表设备,可以将其分为2组,分别由输出1及输出2供电,也可以如上图6所示由输出3供电。输出3是从输出1、输出2引来的两个电源经双电源自动切换开关(STS开关)切换的输出。

 

STS双电源切换开关是性能非常好的电子式双电源自动切换开关,当两个输入电源不同步时的切换间断时间为10-12ms,当两个输入电源同步时的切换时间只有2 ms。为了实现STS开关两个输入电源的同步,利用在线双变换器式UPS自动跟踪旁路的特点,由市电3经过变压器隔离后同时向两台UPS的旁路供电,这样,输出3的切换间断时间最多只有2 ms,完全满足各种仪表设备对供电源瞬断的要求。

本文关键字: UPS电源 
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