鄭滔

摘要：本文簡(jiǎn)單介紹UPS在石油化工企業(yè)中的應(yīng)用情況，并結(jié)合實(shí)際對(duì)其故障時(shí)需在線(xiàn)更換情況進(jìn)行介紹和總結(jié)。

關(guān)鍵詞：UPS；不間斷電源；在線(xiàn)更換

引言

UPS是一種不間斷電源，它利用電池等直流系統(tǒng)（化學(xué)能）作為后備能量，在市電斷電等電網(wǎng)故障時(shí)，不間斷地為用戶(hù)設(shè)備提供交流電能，應(yīng)用十分廣泛。

1.UPS介紹

GB 7260.1-2008中定義：UPS是由變流器、開(kāi)關(guān)和儲(chǔ)能裝置組合構(gòu)成，在輸入電源故障時(shí)，用以維持負(fù)載電力連續(xù)性的電源設(shè)備。石油化工企業(yè)中，將為煉油、化工等生產(chǎn)裝置過(guò)程控制系統(tǒng)和儀表（如DCS、ESD、PLC及重要在線(xiàn)儀表等）供電的不間斷電源定義為UPS。

UPS能實(shí)現(xiàn)兩路電源之間的無(wú)間斷相互切換，UPS正常運(yùn)行時(shí)其電池貯存了一定能量，在電網(wǎng)停電或間斷時(shí)提供一定的后備時(shí)間，保證負(fù)載供電的連續(xù)性，一般石化企業(yè)UPS后備供電時(shí)間按30分鐘考慮。

UPS還能保證對(duì)負(fù)載供電的質(zhì)量，它具有隔離作用：能將瞬間間斷、諧波、電壓波動(dòng)、頻率波動(dòng)以及電壓噪聲等電網(wǎng)騷擾阻擋在負(fù)載之前，即使電網(wǎng)中的騷擾不影響負(fù)載，又使負(fù)載對(duì)電網(wǎng)不會(huì)產(chǎn)生騷擾；還具有電壓穩(wěn)定作用：以額定輸入電壓380V/220V為例，電壓變化在323～418V，UPS可保證輸出電壓在380V/220V±1%范圍內(nèi)；同時(shí)也具有頻率穩(wěn)定作用：以額定頻率50Hz為例，若輸入頻率變化在47～53HZ，UPS可保證輸出頻率在50Hz±0.01%范圍內(nèi)。UPS的電源凈化管理功能，好比將河流、湖泊水變成了可飲用的自來(lái)水。

2.UPS應(yīng)用

UPS承擔(dān)著保障供電連續(xù)性的任務(wù)，且它能提供電壓及頻率穩(wěn)定、波形準(zhǔn)確完好的干凈或凈化的電源。對(duì)于UPS所帶負(fù)載來(lái)說(shuō)，持續(xù)20ms（一個(gè)周波）以上的電源中斷就會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)或服務(wù)器關(guān)機(jī)、數(shù)據(jù)丟失，對(duì)石化行業(yè)來(lái)說(shuō)停電所造成的影響有時(shí)是無(wú)可估量的。

我廠現(xiàn)有UPS 94臺(tái)，涉及14個(gè)品牌，承擔(dān)著我廠60多套生產(chǎn)裝置及共用工程等控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)儀表的供電任務(wù)，任何一臺(tái)UPS出現(xiàn)故障，都將對(duì)安全生產(chǎn)造成影響。

UPS功能強(qiáng)大，運(yùn)行相對(duì)可靠，但其作為電力電子設(shè)備，仍然受溫度、濕度、粉塵等環(huán)境因素以及電力電子器件自身壽命的影響，因而UPS也時(shí)常會(huì)發(fā)生如整流器、逆變器以及電池管理器等硬件故障導(dǎo)致UPS 轉(zhuǎn)旁路運(yùn)行。對(duì)于UPS 出現(xiàn)內(nèi)部嚴(yán)重故障，一般情況都是考慮在線(xiàn)更換。所謂在線(xiàn)更換，就是在保證UPS所供電負(fù)載不停電的情況下對(duì)故障UPS進(jìn)行更換。

3.UPS故障在線(xiàn)更換實(shí)例

以延遲焦化UPS為例：該UPS位于0.4kV延遲焦化變電所內(nèi)，它承擔(dān)著煉油廠南區(qū)延遲焦化裝置過(guò)程控制系統(tǒng)DCS、ESD、現(xiàn)場(chǎng)儀表的供電任務(wù)。一旦該設(shè)備出現(xiàn)故障，將嚴(yán)重影響延遲焦化裝置的安全生產(chǎn)，甚至導(dǎo)致裝置非計(jì)劃停工。

UPS運(yùn)行方式：UPS單機(jī)運(yùn)行；UPS輸入采用接觸器互投電源，1號(hào)電源引自延遲焦化變電所AA305回路，2號(hào)電源引自延遲焦化變電所AA403回路；負(fù)荷側(cè)DCS、ESD部分與聯(lián)合裝置2號(hào)UPS冗余。

UPS供電系統(tǒng)圖如下：

在線(xiàn)更換步驟如下：

（1）新UPS經(jīng)調(diào)試檢驗(yàn)合格。

（2）辦理延遲焦化UPS在線(xiàn)更換方案并審批。

（3）對(duì)延遲焦化變電所AA411-4回路進(jìn)行檢查確認(rèn)好用，從該回路敷設(shè)臨時(shí)電源至AA304盤(pán)QS3開(kāi)關(guān)，接A相線(xiàn)和N線(xiàn)至AA304盤(pán)QS3開(kāi)關(guān)下側(cè)。

（4）通知工藝、儀表等相關(guān)單位，做好UPS停電事故預(yù)案，確認(rèn)準(zhǔn)備工作全部完成。

（5）檢查臨時(shí)線(xiàn)路送電范圍內(nèi)確無(wú)接地短路，合上AA411-4回路開(kāi)關(guān)。7、在AA304盤(pán)QS3開(kāi)關(guān)上下側(cè)核相，確認(rèn)同相且電壓不超范圍。

（6）合上AA304盤(pán)QS3開(kāi)關(guān)。

（7）檢查電源正常、設(shè)備運(yùn)行正常、配出正常（測(cè)量輸出電流并確認(rèn)正確）。拉開(kāi)AA304盤(pán)內(nèi)UPS總輸出開(kāi)關(guān)QS1。此時(shí)負(fù)荷由臨時(shí)市電線(xiàn)路供電。 嚴(yán)禁操作AA304盤(pán)內(nèi)延焦DCS電源開(kāi)關(guān)QS2！

（8）停UPS，拉開(kāi)UPS 1號(hào)、2號(hào)交流電源開(kāi)關(guān)，并懸掛“禁止合閘、有人工作”標(biāo)示牌。更換UPS電源板，并確認(rèn)更換正確。

（9）合上UPS 1號(hào)、2號(hào)交流電源開(kāi)關(guān)，重新啟動(dòng)UPS，檢查運(yùn)行正常。將UPS轉(zhuǎn)靜態(tài)旁路運(yùn)行。

（10）在AA304盤(pán)內(nèi)UPS總輸出開(kāi)關(guān)QS1上下側(cè)核相，確認(rèn)同相且電壓不超范圍。如果相序不對(duì)，及時(shí)停下UPS并調(diào)整相序。

（11）合上AA304盤(pán)內(nèi)UPS總輸出開(kāi)關(guān)QS1，檢查電源正常、設(shè)備運(yùn)行正常、測(cè)量輸出電流并確認(rèn)正確。

（12）依次拉開(kāi)AA304盤(pán)內(nèi)QS3開(kāi)關(guān)、AA411-4回路開(kāi)關(guān)，此時(shí)負(fù)荷恢復(fù)由UPS供電。

（13）將UPS由旁路切換至逆變運(yùn)行。檢查UPS運(yùn)行正常，測(cè)量輸出電壓、電流并確認(rèn)正確。

至此，該UPS在線(xiàn)更換工作全部完成。

4.應(yīng)用總結(jié)

UPS在我廠應(yīng)用比較廣泛，其輸入電源也逐漸由原有的雙電源接觸器互投模式改為兩路電源直接進(jìn)入U(xiǎn)PS模式，這樣UPS接線(xiàn)方式更加簡(jiǎn)單清晰，減少了故障點(diǎn)，消除了雙電源互投后為一路電源輸入的瓶頸。

UPS在線(xiàn)更換工作存在較大風(fēng)險(xiǎn)，在線(xiàn)更換工作時(shí)刻注意安全，并安排專(zhuān)人監(jiān)護(hù)；使用的工具應(yīng)進(jìn)行絕緣處理，在UPS輸出配電盤(pán)上接線(xiàn)及進(jìn)行操作時(shí)，要注意不要誤拉在合位開(kāi)關(guān)，操作時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照制定方案進(jìn)行；更換期間，應(yīng)安排專(zhuān)人在監(jiān)視變電所內(nèi)電源開(kāi)關(guān)，防止其他人誤操作，對(duì)臨時(shí)線(xiàn)路各開(kāi)關(guān)要進(jìn)行檢查，確認(rèn)其性能良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]《GB 7260.1-2008不間斷電源設(shè)備 第1-1部分：操作人員觸及區(qū)使用的UPS的一般規(guī)定和安全要求》，2008

[2]《現(xiàn)代UPS電源及電路圖集》，李成章，2001

[3]《UPS用戶(hù)手冊(cè)》，2011