本文介绍UPS供电现状、存在的隐患,并针对不同的负载制定相应的供电方式,如采用2台独立单机UPS冗余+1路市电直供供电方式,或1路UPS+2路市电供电方式。
一 引言
某公司为我国大型的天然气化工企业,其生产具有高温、高压、易燃、易爆、工艺控制复杂、联锁多、生产连续性强等特点。为此,除工业电网正常供电外,为了确保装置设备和人身安全,还需配备自备柴油发电机组和UPS供电系统。UPS是保障供电稳定和连续性的重要设备,并具有稳压、稳频、净化的特点。但再好的设备也有寿命限制,也会出现各类故障,如2019年2月该公司聚乙烯醇装置1台40kVAUPS输出电压瞬间波动,引起仪表DCS系统操作站电脑自启动,造成装置工艺参数无法及时调整;2019年12月该公司锅炉装置1台20kVAUPS输出电压瞬间波动,引起仪表DCS系统操作站电脑自启动,造成装置工艺控制无法操作。因此预防在任何时候都是安全运行的重要保障。
二 UPS输出电压瞬间波动原因分析
该公司UPS主要为生产装置过程控制仪表DCS(Distributed Control System)、SIS(Safety Instrumented System)、PLC及电磁阀等重要在线仪表设备)提供电源,DCS、SIS系统的现场控制站(I/O站)、数据通讯系统、PLC及电磁阀等在线仪表设备的工作电源一般是UPS输出的AC220V电源经整流后的DC24V电源,人机接口单元(操作员站OPS、工程师站ENS)、DCS、SIS系统机柜的照明及风扇电源为UPS输出的AC220V电源,但机柜的照明及风扇为易损件,故障时可能引起UPS输出的AC220V电源系统瞬间短路,上述两起事件均发现有机柜风扇或照明设备故障ups供电，造成UPS输出电压瞬间较大波动ups供电，从UPS自身历史事件记录也可以查看到当时输出电压确实发生过瞬变，瞬间低于台式计算机的开关电源工作最低电压170V后自动恢复正常,但当电压低于170V时，计算机就会自动重启。
三 整改方案
为解决化工生产装置因过程控制仪表(DCS、SIS、PLC及电磁阀等重要在线仪表等)电源供电系统配置不合理,杜绝因UPS输出电压瞬间波动导致生产装置非计划停车的隐患,保证控制仪表电源系统的技术合理、运行可靠,提高规范化管理水平,针对不同装置的生产特点和负载的性质,制订出UPS运行配置整改措施如下:
1合理配置过程控制仪表设备电源
对关键、重要生产装置的DCS、SIS等自控系统,应采用双路UPS独立冗余供电方式,DCS、SIS等自控系统机柜的照明及风扇等辅助用电,应引入第三路市电电源供电,供电方式如图1。
对非关键生产装置的DCS、SIS等自控系统,为了节约投资成本(因大型化工企业装置多,且较分散,配置的UPS装置数量较多、投资成本较高),宜采用一路UPS+一路市电电源冗余供电方式,DCS、SIS等自控系统机柜的照明及风扇等辅助用电,应引入第三路市电电源供电,供电方式如图2。
2UPS供电系统上下级开关应合理设置浪涌保护器
3馈出开关状态指示器
UPS供电系统馈出开关状态指示器(灯)电源严禁直接取自UPS输出的AC220V电源。
4合理分配分级配合
UPS供电系统上、下级开关及每路负荷开关容量分级、分断分级配合应合理,避免负荷侧出现短路时越级跳开关,将故障扩大化。
四 结束语
用户在选择UPS及其运行配置方式时,主要应考虑系统电源的稳定性、负载功率大小、负载装置的特性、负载装置的重要程度以及不良电力对负载的影响程度。根据负载装置的不同特性、生产特点及对整个装置的影响程度来决定采用相应的电源供电方式。同时在生产过程中,要做好UPS电源的维护保养工作。因为预防在任何时候都是安全运行的重要保障。
作者简介
郑文君,男,高级工程师,1997年7月毕业于辽宁石油化工大学工业电气自动化专业,同年到中石化重庆川维化工有限公司工作,现任在中石化重庆川维化工有限公司电气仪表中心任电气主任工程师,从事电气设备和技术管理工作。
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