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关于石油化工企业不间断电源(UPS)的若干问题

文章出处:网络 浏览次数:发表时间:2021-06-20

不间断电源是石油化工系统中的重要设备,在电力系统故障时,负责向仪表DCS、SCADA、SIS等系统供电的任务。《石油化工仪表供电设计规范》SH/T3082-2019对UPS输出、供电系统接地方式,都有一些新的规定。本文就石油化工系统中的UPS电源配置、接地等问题,做一个介绍和探讨。需要说明的是,不同品牌的产品,其参数是有差异的,本文共设计人员参考。

 

UPS电源的典型配置及主要参数

《石油化工仪表供电设计规范》SH/T3082-2019已于2020-01-01实施。规范规定:UPS输出电压为AC220±22V,输出侧应配隔离变压器,隔离变输出端应采用TN-S接地方式。结合规范要求和石油石化系统UPS电源的现状,就其典型配置简介如下:

1) 输入隔离变压器,为整流模块提供电源。一般采用380V三相输入,对小容量,例如5kVA及以下的UPS电源,也可采用380V单相或220V单相;

2) 整流模块,目前主要有可控硅整流或IGBT整流;

3) 直流系统,含直流母线、滤波电路、电池等部分。可控硅整流后的直流母线电压一般为110V、220V左右;IGBT整流后的直流母线电压一般为±384V、±395V左右。不同的品牌,整流后的直流电压略有不同;

4) 逆变模块,目前均采用IGBT模块,逆变后的交流电压,主要有AC110V、AC220V、AC380V几种。

5) 输出变压器。《石油化工仪表供电设计规范》SH/T3082-2019规定“交流UPS输出配线应采用单相220V,AC三线制”,根据UPS逆变电压不同,输出变压器需要对逆变电压进行升压或降压或隔离,保持输出为AC 220V稳定,实现规范要求的“单出”。输出隔离变压器二次通常侧采用“悬浮输出”,即两个输出侧电压对地均为110V,但其相位相差180°(与后面旁路变压器来的分析类似)。当一端接地时,另一端对地电压为AC 220V,满足规范要求。这个新的接地点,重新构建TN-S供电系统的电源接地点和N线。就UPS自身的结构而言,交直流隔离,输出变压器可抑制和吸收负荷侧低频谐波对UPS的影响,提高UPS自身的可靠性。

6) 旁路变压器一般为380/220V或220/220V,作用之一为是当UPS逆变器故障时,有市电为重要负荷供电;另一个作用是隔离市电和用电负荷,消除部分谐波的影响。一般旁路变压器的二次侧N线与UPS输出变压器的N线在直接连接并因此,构成“一点接地”的接地连接点,满足TN-S的供电要求。

7) UPS配出柜。《石油化工仪表供电设计规范》SH/T3082-2019的要求,配出柜可以是只有一个配出开关的总配出柜,即规范上的“单出”方案;或一个总开关,多个配出的“多输出”方案。

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