《UPS供电方式方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《UPS供电方式方案（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大庆石化公司UPS供电方式方案2011年1月13日化工一厂某化工厂160kVA双机冗余UPS内部短路跳闸导致所带全部负载失电，化工一厂裂解及下游部分装置停车，造成很大的经济损失。针对此次事故，为保证化工一厂裂解、BG、化肥厂合成、炼油厂一、二重催及二加氢、水气厂空分装置的安全平稳运行，为避免UPS故障停机造成所带仪表、计算机、DCS等设备失电影响生产，现对上述装置的UPS供电方式及供电方案进行分析。研究改善目前的仪表UPS供电系统，以减少因UPS电源故障造成的控制系统和现场仪表失电停车。一、上述装置UPS电源现状见附表1：重要装置UPS设备情况二、UPS供电方案1）方案一：双机冗余供电方案UP
2、S不间断电源的主要作用就是在系统电源故障情况下，仪表的控制系统、操作系统在UPS电池组的后备时间内仍能处于正常工作状态。同时，当UPS内部故障时，也可通过来自系统电源的旁路保证仪表设备的正常工作。根据石化行业实际生产情况，一些重要装置采用单机UPS可靠性相对较低，不是所有UPS内部故障均能可靠切换到旁路或电池供电，一旦单机UPS出现严重的内部故障，将严重威胁装置的安全运行，使用双机UPS可大大提高仪表电源可靠性。采用“冗余”式运行方式，即两台UPS之间通过并机板或并机线实现相互通讯，针对可能发生的各种故障，按机器内部的程序设置进行双机或单机切换，每台UPS的额定容量能够满足长期带全部负荷的要求
3、。其配置方式为：1#UPS、2#UPS工作电源分别取自变电所I、II段母线。旁路电源与维修旁路电源取自变电所同一段母线，两台UPS共用一个旁路电源。1#、2#工作电源经两台UPS滤波、整流、逆变之后输出至配出柜的汇流母排，经空气开关由一条电缆送至仪表电源柜，两台UPS均分负载。双机冗余UPS运行工况方式如下：1外部电源及UPS正常的情况下，两台UPS整流逆变运行，两台UPS均分负载。2当1#UPS工作电源故障后，1#UPS转为蓄电池供电，2#UPS正常运行，由两台UPS均分负载。3当两台UPS工作电源均失电时，两台UPS均转为蓄电池供电，均分负载。4当两台UPS工作电源均失电，且两台UPS电池
4、组先后达到电压下限时，UPS转为旁路运行，由一个旁路电源供电。此时，若旁路电源故障或旁路回路电气元件故障，负载将失去电源。2）方案二：双机非“冗余”UPS供电目前热电厂使用双机但相互独立的两台UPS为仪表电源供电。其配置方式为：1#UPS工作电源取自变电所I段母线，旁路电源与维修旁路电源取自变电所对侧母线；2#UPS工作电源取自变电所II段母线，旁路电源与维修旁路电源取自变电所对侧母线；两台UPS相互独立，不需并机板或通讯线。两台UPS经两条回路分别输出至仪表电源柜中的两个电源模块。每台UPS针对可能发生的各种故障，按UPS机器内部的单机程序设置进行切换，每台UPS的额定容量均满足长期带全部负
5、荷的要求，供电方式见附图。双机非“冗余”UPS运行工况方式如下：1外部电源及UPS正常运行的情况下，两台UPS整流逆变运行，两台UPS均分负载。2当1#UPS工作电源失电时，转为蓄电池供电，2#UPS正常运行，两台UPS均分负载。3当1#UPS内部故障时，1#UPS可切换至旁路运行；若旁路切换失败，转为2#UPS带全部负载运行。3）方案三：双机“冗余”UPS供电，增加一路常规电源及STS装置在方案一的基础上，增加一路常规电源及一套STS装置，即“冗余”UPS电源及常规电源输出至STS装置，由STS输出至负载。STSCB4CB1CB2CB5CB3CB3ASCR1SCR2冗余UPS常规电源输出ST
6、S工作原理：STS的主回路由输入开关CB1、CB2，互为冗余的输出开关CB3、CB3A，旁路维修开关CB4、CB5以及由可控硅（SCR）构成的静态切换开关组成。STS静态转换开关是用来实现两路交流电源之间进行不间断转换，在一路输入电源发生故障或需要检修、测试时实现从一路电源到另一路电源之间不间断地转换，同时禁止所接入的两路电源之间产生回流。当两路交流电源的幅度、频率和相位差应控制在一定小的范围内时，STS的切换时间可以小于5ms；当两路交流电源的幅度、频率和相位差超出所控制的范围内时，STS的切换时间可以小于20ms；为了确保正确运行，当STS内部出现故障时，设备会保证其中一路继续输出为负载供
7、电，并严格禁止两路同时供电或断电的现象发生。此次方案增加STS装置，两路电源其中一路“冗余”UPS电源为优选源，另一路常规电源为备选源。当两路电源都正常的时候，冗余UPS电源一侧的静态开关接通，STS将“冗余”UPS电源提供给负载，而备选源一侧的静态开关则随时处于待命状态。当优选源出现异常，静态切换开关将迅速地实现切换，将备选源提供给负载。14）方案四：双机UPS各带一半负载供电方案运行方式与方案二类似，其配置方式为：1#UPS工作电源取自变电所I段母线，旁路电源与维修旁路电源取自变电所对侧母线；2#UPS工作电源取自变电所II段母线，旁路电源与维修旁路电源取自变电所对侧母线；两台UPS相互独
8、立，不需并机板或通讯线。两台UPS经两条回路分别输出至仪表电源柜中的两个电源模块，每个仪表电源模块各带一半负载。每台UPS针对可能发生的各种故障，按UPS内部的单机程序设置进行切换。双机UPS各带一半负载运行方式：1在外部电源及UPS正常运行的情况下，两台UPS整流逆变运行，两台UPS各自承担其所带仪表电源模块的负载。2当1#UPS工作电源故障时，1#UPS转为蓄电池组供电；2#UPS正常运行，两台UPS各自承担其所带仪表电源模块的负载；当1#UPS蓄电池组达到电压下限时，1#UPS自动转为旁路运行。3当1#UPS内部故障时，1#UPS机器切换至旁路运行；若旁路切换失败，1#UPS所带仪表电源
9、模块的负载失电， 2#UPS所带仪表电源模块的负载正常工作。三、UPS方案特点对比1）优缺点1方案一双机“冗余”UPS供电：优点：若一台UPS内部故障，仪表电源将不受任何影响，由另外一台UPS带全部负载。缺点：UPS操作相对单台UPS复杂。UPS冗余切换设计依靠通讯及软件控制，炼油厂曾发生冗余UPS切换失败，两台UPS跳闸事故。由于输出至仪表DCS机柜仅为一条供电电源，当任一台UPS输出回路短路或输出电缆故障时，将造成两台UPS全部跳闸，供电中断，类似上述化工一厂事故。2方案二双机非“冗余”UPS供电：优点：操作相对“冗余”UPS简单，不影响另一台UPS运行，仪表电源模块冗余，操作风险小。由于
10、两台UPS分布两个地点，减少同一环境等外界因素带来的影响，并且分别采用电缆连接至仪表DCS机柜为其供电，若一台UPS内部故障或输出电缆故障导致停机，DCS电源模块采用冗余设计，无故障的UPS仍有输出，不影响正常的生产。3双机“冗余”UPS供电，增加一路常规电源及STS装置：优点：若“冗余”UPS故障失电，将由另一路常规备用电源通过STS装置自动切换，带全部负载，提高供电可靠性，由于UPS及常规电源来自于不同地点，切换正确能避免UPS馈出全停电事故的发生。缺点：增加STS装置在电气侧，投资较大。由于STS容量较大，设备复杂，增加较多切换环节，故障率也相应增加，另STS装置输出至仪表DCS机柜仅为
11、一条供电电源（一条电缆），输出电缆或电源故障也将影响生产，未从根本解决DCS等重要负载双电源问题。4. 方案四：双机UPS各带一半负载供电优点：两台UPS采用双回路为仪表DCS机柜供电，若一台UPS内部故障或输出电缆故障导致停机，故障UPS所带DCS电源模块的负载失电，无故障的UPS所带DCS电源模块的负载仍可正常运行，减小了UPS故障对生产装置的影响减少一半。缺点：任何两台UPS中的任何一台UPS发生故障断电后，必会对生产装置造成影响。四、总结通过三个方案的分析对比，在一般装置选用单机UPS或方案一供电。对重要装置选用方案二供电，能够提高对仪表、计算机、DCS等的供电可靠性。由于部分DCS系
12、统投运较早，仪表电源部分负载不能增加电源模块实现DCS电源冗余设计，在今后新建装置或新改造控制系统，应从设计阶段就确定双路独立UPS供电，即方案二。供电、仪表整体考虑，逐步解决控制系统供电安全性较低的情况。目前在大庆石化工程公司120万吨乙烯改扩建项目中，BGMA联合装置UPS的供电模式为方案二模式，提高了供电可靠性。附表1：重要装置UPS设备情况序号分厂名称装置名称设备名称设备位号安装位置规格型号生产厂家输入电压(V)投用日期输出电压(V)输出相数容量（kVA)实际运行容量出厂编号供电范围1化工一厂B21#变电所UPSB21#变UPS联合装置UPS 室Power ware Plus80爱克赛
13、3801999-9-15220380249902012化工一厂B3#变电所UPSB3#变UPS1#、2#UPS(双机冗余）B3#变电所GALAXY PW 梅兰日兰3802007-7-20220/110/10032008094UH2100Z/94UH2100J3化工一厂B2#变电所UPSB2#变UPS1#、2#UPS(双机冗余）B2#变低压室GALAXY PW 梅兰日兰3802007-7-20220/11031606594UH2207/94UH700D4化肥厂合成车间配电间UPS1#、2#UPS(双机冗余）合成变电所SVSprotect5.31/40KVAS05德国AEG3802008-9220
14、单4014HS000060/001/0025炼油厂一重催UPS一重催1#、2#UPS(双机冗余）一重催UPS室Galaxy 1000 PW (MGE UPS SYSTEMS)梅兰日兰3802007-8-8220单401550DH09007/50DG490026炼油厂加氢精制UPS加氢精制1#、2#UPS(双机冗余）168#变电所DSM-20意大利先控3802009-12-10220单203300045E7B7炼油厂二加氢仪表UPS二加氢仪表1#、2#UPS(双机冗余）168#变电所Protect 5.31德国AEG3802008-8-1538034010/001/0028炼油厂二重催UPS二重催双脱1#、2#UPS(双机冗余）二重催双脱1#UPSPowerware 9315 爱克赛3801999-10-138034018144ZBA041999144ZBA0219999水气厂一空分UPS一空分DCS仪表1#、2#UPS（双机冗余）B6变MAS21P120T-00法国SOCOMEC3802010-8-313803201.9P2/P210水气厂一空分UPS一空分Y4,Y5空压机1#、2#UPS（双机冗余）B6变
