某化工企業(yè)的化工操作、監(jiān)視、控制都采用DCS系統(tǒng)，如何向DCS系統(tǒng)提供高質量、安全可靠的電源就顯得非常重要。該廠采用UPS向DCS系統(tǒng)供電，UPS系統(tǒng)由整流模塊、充電模塊、蓄電池、逆變模塊、自動旁路開關、手動維修旁路開關等組成，UPS可以向DCS提供高質量、安全可靠的電源，保證化工生產的安全、穩(wěn)定、可靠。
該廠對DCS系統(tǒng)輸入、輸出點數比較少，采用雙交流進線單UPS供電方式，對DCS系統(tǒng)輸入、輸出點數多，采用雙交流進線雙UPS并機供電方式。
UPS系統(tǒng)的工作原理：將供電質量較差的廠用電源首先經整流裝置變換成直流電源,一路經充電模塊向蓄電池充電，另一路采用高頻脈寬調制(SPWM)法在逆變裝置內重新將直流電源變成純正的高質量的正弦波電源向負載供電。當交流工作電源消失或整流裝置等元器件故障時,由蓄電池組經電池開關向逆變裝置供電。當逆變裝置故障輸出電壓異常或過載時,則切換到自動旁路開關由廠用電直接向負載供電。
1、雙交流進線單UPS接線
雙交流進線單UPS供電接線如圖1所示：圖中正常情況下，由交流輸入1向UPS供電，當交流輸入1有故障時，自動切換到交流輸入2向UPS供電，交流電源1和2進行電路聯鎖。
圖1 雙交流進線單UPS供電接線
UPS正常工作狀態(tài)下，按“交流輸入1—整流—逆變—負載”的運行方式工作;當整流器模塊有故障時，按“蓄電池—逆變—負載”的運行方式工作;當蓄電池放電完畢以后自動切換到由自動旁路開關向負載直接供交流電;當逆變器模塊有故障時，按“交流輸入1—自動旁路開關—負載”的運行方式直接向負載供廠用電;當UPS有嚴重的故障需維修或更換時，按“交流輸入1—手動維修旁路開關”的運行方式向負載供廠用電，這時UPS被短接，可以交出檢修或更換，而不影響負載的正常供電。
2、雙交流進線雙UPS并機供電方式
雙交流進線雙UPS并機供電方式如入2所示：通過將兩臺具有相同功率的UPS的輸出直接并聯起來，要求并聯兩臺UPS的輸出電壓相同、頻率相同、相位相同并所帶的負荷電流大小基本平衡。
圖2 雙交流進線雙UPS并機供電方式
在雙UPS并機系統(tǒng)正常運行時，兩臺UPS各帶1/2的負荷電流，一臺UPS發(fā)生故障，則由另一臺帶所有的負荷，但必須降負荷使用。這種并機雙UPS系統(tǒng)的平均無故障時間是單機系統(tǒng)的7～8倍，從而大大提高了系統(tǒng)的可靠性。但是雙UPS并機系統(tǒng)的2臺UPS之間的控制有一定的聯系，操作時一定要弄清楚并機板的控制邏輯，不然會因操作不當而引起并機板誤判斷造成輸出電壓下陷，對負荷造成不良影響。
3、UPS使用注意事項
(1)UPS在選配上要留一定余量，如4KVA的負載，UPS的應配置5KVA以上。
(2)UPS應避免頻繁開、停機，最好在長時間開機狀態(tài)。
(3)要定期檢查UPS，每月檢查一次浮充電壓，如浮充電壓低于2.2V，應對整組電池進行均衡充電。
(4)新購的UPS應進行充放電，這樣有利于延長UPS電池的使用壽命。一般采用恒壓充電，充電初始電流不得大于0.5*C5安培(C5可以用電池的額定容量計算出)，每個電池的電壓控制在2.30～2.35V，以免損壞電池。充電電流連續(xù)3小時不變，證明電池已充足，一般充電時間為12～24小時。
(5)要經常用軟布擦試電池，以保持電池表面清潔。
(6)UPS運行過程中的溫度控制，因使UPS運行過程中溫度范圍控制在20℃～25℃內，以延長UPS蓄電池的使用壽命。在沒有空調的環(huán)境中，UPS的溫度控制尤為重要。
(7)外接電池組至UPS的距離盡量短，導線的截面積應盡量大，以增大導線的導電量，減少線路上的電能損耗，尤其是大電流工作時，線路上的損耗更不可忽視。
(8)UPS在使用后應立即進行充電，使電池恢復到正常狀態(tài)。
(9)如廠用電一直正常，UPS就沒有工作的機會，其電池在長期浮充狀態(tài)有可能損壞，應定期對UPS進行充放電，這樣不僅可以活化電池，也可檢驗UPS是否處于正常工作狀態(tài)。
4、UPS的日常維護及一般故障處理
4.1 日常維護
(1)每天查看UPS操作顯示屏，確認UPS電源的運行狀態(tài)模擬指示燈是否在正常運行狀態(tài)。(2)用耳聽UPS電源是否有異常響動，主要是功率模塊及隔離輸出變壓器的冷卻風扇，以及變壓器是否有異常的震動聲音。(3)檢查UPS電源的排風口有無堵塞現象。(4)每周在UPS電源的顯示屏查看電池的浮充電壓、UPS的輸出電壓、電流，并作好記錄，與以前數據進行比較，如數據變化比較大，則應及時查明原因。
4.2 一般故障處理
當UPS電源在運行過程中出現報警時，切勿慌亂操作UPS的任何開關和按鈕，以免將事故擴大甚至造成UPS輸出中斷。UPS電源出現報警時，首先應看清顯示面板上的狀態(tài)指示燈及液晶顯示屏的提示。
UPS具有自診斷功能，一旦出現故障會通過狀態(tài)指示燈、液晶顯示屏提供故障類型、故障時間等信息。待看清狀態(tài)指示燈及液晶顯示屏提供故障類型提示后，再根據不同的故障類型進行進行相應的處理。UPS運行過程中，經常出現以下幾種故障。
(1)交流廠用電故障，也就是交流輸入停電或出現大范圍的波動，UPS出現該告警時，同時出現電池放電告警信息，此時UPS面板狀態(tài)指示燈的交流輸入燈熄滅，電池放電燈亮。處理辦法首先要確定是否交流廠用電故障，檢查UPS輸入開關是否跳閘、保險是否熔斷。如確為廠用電故障，在不知道恢復時間的情況下，把不重要的負載切除，以保證重要負載的不間斷供電。
(2)旁路失效，出現該報警信號時，一般應同時出現逆變器不同步報警信號。這表明輸入的廠用電的電壓、頻率超出設定范圍，但滿足整流器要求，這時逆變器自起振，不再跟蹤旁路。這時不能再起動大容量負荷，以免沖擊逆變器。
(3)逆變器故障，出現該報警的同時，出現自動旁路開關帶載告警，首先確認在面板上是否同時出現逆變器超載報警，如有，查看液晶顯示屏上的輸出電流，如超過額定電流，則關閉不重要的負荷，直到輸出電流小于額定輸出電流，然后按復位鍵消除報警后，重新啟動逆變器并輸出。如沒有超載報警信號，說明逆變器不是因為沖擊電流而保護關閉，而是IGBT器件或驅動控制有故障，應及時通知廠家進行維修。
5、結束語
只要UPS電源配置合理，日常注意維護和保養(yǎng)，做到防患于未然，就可以使UPS運行穩(wěn)定、可靠，從而向DCS系統(tǒng)安全、可靠、高質量地供電，確�；どa的安全、穩(wěn)定、長周期地運行。 |
