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时间:2018-01-02
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1、基于工厂环境UPS选型探析 摘要在工业生产环境中,UPS的应用范围比较广泛,像仪表类负载、重要电气监控设备、重要装置监控系统等均在UPS供电范围之内。在此前提下,选择合适的UPS就显得尤为重要。关键词构成;分类;选型;分析;应用中图分类号:TN86文献标识码:A文章编号:1671-7597(2013)15-0079-01UPS(UninterruptiblePowerSupplySystems),顾名思义就是不间断电源系统。基于工厂设备的运行方式,UPS主要应对的是中大型计算机或现场微机控制系统在运行中,由于电网环境或电能质量问题造成的失电
2、,进而影响现场生产设备的情况。作为重要的供电保障设备,他可以保障计算机控制系统在停电后工作一段时间,保证数据的监视、存储和系统的调节不被中断,使负载不致因停电影响工作或丢失数据。7目前,在工业生产环境中,UPS的应用范围比较广泛,像仪表类负载、重要电气监控设备、重要装置监控系统等均在UPS供电范围之内。在此前提下,选择合适的UPS就显得尤为重要,一方面,可以保证重要负载的持续供电,保证生产的平稳;另一方面,还可以减少高次谐波的产生,降低对微机设备的谐波干扰,提高系统电能质量。在此本文将就UPS选型问题进行分析与大家探讨。1UPS的构成及分类1
3、.1UPS的构成UPS的主要构成有五个部分:主回路、旁路、整流器、逆变器和电池。1.2UPS的分类通常UPS按工作原理分为后备式、在线式和互动式,按联机运行方式分为单机、双单机和并机,按工作环境又分为工业级和商业级,日常前两种最为常见,而最为合理的运行方式则需依照现场条件的要求选取。2选型原则基于工厂的现场环境及负载运行要求,综合考虑设备稳定性要求,UPS选取一般主要考虑工作环境(外部环境)、系统供电方式、工作原理、负载率、总装机容量及后备时间,在最大限度保证设计寿命的情况下,最后考虑综合投资和维护成本。2.1工作环境7相对其它地点,工厂的外
4、部环境一般较差,工业级UPS因其对环境要求相对较低、对恶劣的适应能力强的特点,更适宜工厂非恒温、大湿度、高粉尘、多震动的运行环境。在同等条件下,运行的稳定性和使用寿命要大于其他级别的UPS。2.2工作原理及系统供电方式工厂生产环境对控制系统供电要求较高,一般均采用在线式UPS。如果需要配备UPS的设备比较集中,大多采用UPS集中式供电,即选用容量相对较大的一台或两台UPS组成系统配载所有负荷。在工厂中由于现代化程度日趋提高,DCS控制成为主要的调节管理方式,这就使工厂的UPS供电配置区别于其它单位的分散式供电,大多采用集中式的管理。2.3负载
5、率及装机容量通常情况下,为保证设备的安全、稳定、长周期运行,兼顾最佳经济运行,单机UPS负载率均不宜超过单机负载总量的70%;而双机运行请况下,考虑其中一台发生故障后,负载切换至另一台的负载总量不大于70%,平均考虑单台不宜大于35%。而参考负载的总量,综合分析保护的要求和经济运行方式,装机容量宜大于负载总容量的150%,具体情况仍需依照设备功率因数、扩容、区域设备改造等具体情况分析考虑。2.4后备时间非特定要求时,工业级UPS后备时间均为90min。在一些特殊设备的供电要求方面,需要我们考虑延长UPS的后备时间。一般采取两种方法:71)外接
6、大容量电池组,但该方法会造成初期投资较大,充放电时间、安装占地、维护成本也会大幅增加,故应妥善考虑;2)兼顾设备扩容的考虑和平稳运行的要求,可选择容量较大的UPS,但也应有安装空间和经济运行的考虑。3分析计算计算UPS容量时,一般采用逆推的方法,也就是先了解负载量,再推算UPS容量。在线式UPS的容量计算可以参考以下公式(1):P=(1+μ)·W/0.8(1)其中:P—UPS容量;W—负载总量;μ—裕量系数。由以上公式进而可以推算出电池容量选择参考公式(2):Ih=Tn·W/Un(2)。其中:Ih—电池单位时间放电电流;Tn—后备时间常数(小
7、时数);W—负载总量;Un—额定直流电压。7由上述公式,我们可以分别计算出所需UPS容量及指定时间下的电池容量,其中电池容量计算为小容量UPS参考,大容量UPS需核定电池放出容量方能计算。4应用举例某厂,延迟焦化装置现场新建DCS控制室需选用UPS为仪表控制系统及现场监控装置供电,且要求正常情况下仪表电源供电不能受电网供电影响,特殊情况下要保证2小时的自动化设备操作保障时间。对UPS运行来说,延迟焦化装置现场环境较为恶劣,高温、高湿、高粉尘,即便是在室内,也无法达到商业及UPS对环境要求的苛刻标准,故须选择工业级UPS。而仪表设备对供电要求的
8、条件很高,不同的后备式UPS又存在4ms-10ms的切换时间,因此只能选择在线式UPS方能满足要求。据统计现场需UPS供电的负载约48kW,且集中在DCS室内,该地
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