ups電源供電方案選擇與應(yīng)用

一個(gè)良好的UPS電源供電系統(tǒng)提供給負(fù)載的是其他任何電源都無法比擬的優(yōu)質(zhì)電源，然而在實(shí)際應(yīng)用中，又有許多問題是由UPS電源供電系統(tǒng)本身引起。如何根據(jù)化工生產(chǎn)的工藝特點(diǎn)、生產(chǎn)裝置中重要負(fù)荷的分布、可提供的外部電源和對(duì)事故狀態(tài)處理的特殊要求，合理地選擇UPS供電方案，從而使供電系統(tǒng)和化工生產(chǎn)裝置的運(yùn)行可靠性提高，成為廣大化工企業(yè)電氣工作者共同關(guān)注的問題。

1、采用集中式供電還是分布式供電

這是在確定UPS供電方案時(shí)首先考慮的問題。采取集中或分布式供電，需要結(jié)合化工生產(chǎn)實(shí)際情況而定。下面就這兩種供電方式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行一個(gè)簡單的分析比較。

1）分布式供電。其優(yōu)點(diǎn)：首先在于安裝使用方便，接線數(shù)量少而且簡單。其次，小功率的UPS電源價(jià)格較低，首期投資較小。缺點(diǎn)：小功率的UPS電源供電質(zhì)量較差，故障率較高，維修費(fèi)用相對(duì)較高；由于沒有自檢和自診斷功能，在市電正常時(shí)UPS電源的缺陷不易暴露，只有在市電不正常時(shí)才會(huì)暴露，這樣就會(huì)影響到供電的連續(xù)性和可靠性。

2）集中式供電。其優(yōu)點(diǎn)在于：大型UPS電源比小型UPS電源的功能更齊備，穩(wěn)壓、穩(wěn)頻以及抗高次諧波于擾能力也更強(qiáng)；故障率低，大型UPS電源平均無故障時(shí)間可達(dá)30萬小時(shí)以上；由于大型UPS電源一般有自檢自診斷功能了，不易造成意外的供電中斷。缺點(diǎn)：由于大型UPS電源的供電范圍大，一旦UPS電源出現(xiàn)不易排除的故障，停電范圍大、影響面廣；當(dāng)用電負(fù)荷較為分散時(shí)，集中式供電就會(huì)造成供電線路長，增加了系統(tǒng)故障率和電能損耗；大型UPS電源的價(jià)格較高，首期投資較大。

基于以上比較 在實(shí)際工作中，我們在選擇UPS供電方案時(shí)，首先應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場負(fù)載分布情況，在負(fù)載比較集中或電力線布線較方便的場合，可考慮采用集中式供電方式，在負(fù)載分散或布線困難的場合，則可選用分布式供電。

其次，需要考慮各負(fù)載間的相互關(guān)聯(lián)情況。如化工過程控制系統(tǒng)采用冗余方式工作，則對(duì)每個(gè)冗余單元系統(tǒng)宜單獨(dú)分開供電，或采用冗余并聯(lián) 供電；如各負(fù)載間相互關(guān)聯(lián)程度高、聯(lián)系緊密（如一條自動(dòng)化生產(chǎn)線、互供物料的生產(chǎn)裝置間），一旦一個(gè)負(fù)載出問題，整個(gè)系統(tǒng)將無法繼續(xù)工作下去。則宜采用集中式供電。

2、采用雙路供電還是單路供電

采用雙路供電，可大大地提高系統(tǒng)可靠性。在有雙路供電的場合。宜采用旁路功能的UPS電源。如果在UPS電源輸入前級(jí)具備雙路電源自動(dòng)切換裝置，可提高系統(tǒng)的可靠性。

3、是否需要采用多機(jī)并聯(lián)形式

在特別重要的場合，可考慮采用多機(jī)并聯(lián)方式供電。在區(qū)分負(fù)載的重要性時(shí)，可參照設(shè)計(jì)時(shí)的負(fù)荷等級(jí)。主要考慮一旦停電，其引起的經(jīng)濟(jì)或社會(huì)效益的損失大小，如化工生產(chǎn)中，工藝控制系統(tǒng)、重要單機(jī)設(shè)備或關(guān)鍵儀器儀表等，如一旦掉電，造成裝置生產(chǎn)流程連續(xù)性破壞、重要設(shè)備損壞、物料浪費(fèi)甚至安全、環(huán)保事故發(fā)生，由此產(chǎn)生的損失遠(yuǎn)大于UPS電源的價(jià)格時(shí)，就很有必要采用多機(jī)并聯(lián)供電。并機(jī)方式主要有熱備份串并聯(lián)、并機(jī)柜并聯(lián)、直接并機(jī)等形式。采用何種并機(jī)方式時(shí)，因各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)從系統(tǒng)可靠性及經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，結(jié)合實(shí)際負(fù)載情況，選擇合適的并機(jī)形式。

4、采用長延時(shí)供電還是短延時(shí)供電

在選擇UPS供電方案時(shí)，確定后備供電時(shí)間主要的依據(jù)是：當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)供應(yīng)情況和設(shè)備需要的最長供電時(shí)間。如市電存在計(jì)劃性停電，可依據(jù)停電的時(shí)間長短確定；對(duì)有雙路供電或備用發(fā)電機(jī)供電的場合，則需考慮兩路電源切換的穩(wěn)定時(shí)間和可能存在的檢修時(shí)間。一般來說 ，小容量UPS電源可選用較長延時(shí)，而大容量UPS電源由于電池價(jià)格太高，一般選擇較短延時(shí)，在需要長延時(shí)的場合，應(yīng)另配應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)供電。

UPS電源方案

一、方案內(nèi)容：

1， 辦公大樓的后備電源。由一臺(tái)大功率UPS電源集中向各樓層總經(jīng)理室及其它各部門

辦公區(qū)的電腦、辦公設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室儀器、門禁系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等提供不間斷的后備電源；

2， 辦公大樓的應(yīng)急電源。由一臺(tái)EPS消防應(yīng)急電源集中向辦公樓客梯、總經(jīng)理室應(yīng)急

照明、機(jī)房空調(diào)、消防樓梯、消防通道、電動(dòng)門提供不間斷的應(yīng)急電源；

二、需求分析：

（一） UPS不間斷電源部分

眾所周知，市電電網(wǎng)中充斥著各種問題，如供電非正常中斷、電壓浪涌、電壓不穩(wěn)、波形畸變、頻率飄移、持續(xù)過壓等，這都造成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備以及實(shí)驗(yàn)室儀器輕則工作出錯(cuò)，通信失敗，重則設(shè)備損壞、數(shù)據(jù)丟失或系統(tǒng)崩潰，對(duì)企業(yè)的正常經(jīng)營和生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的影響甚至災(zāi)難性的后果。

采用集中式UPS供電的特點(diǎn)：

1、 將辦公大樓的中心數(shù)據(jù)機(jī)房的小型機(jī)、服務(wù)器、路由器、交換機(jī)等機(jī)房設(shè)備及總經(jīng)

理室及各部門辦公區(qū)的IT設(shè)備、辦公設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室儀器統(tǒng)一由UPS提供后備電源，免除了非正常停電，電壓不穩(wěn)定帶來的影響；

2、 統(tǒng)一由一臺(tái)大功率UPS供電，可避免重復(fù)建設(shè)，節(jié)省資金；

在非集中UPS供電的情況下，各辦公區(qū)按其自己的需求，各自配置UPS或穩(wěn)壓器，造成大量采購電源設(shè)備，資金浪費(fèi)嚴(yán)重。分散的配置也同時(shí)浪費(fèi)了大量的辦公場地，也帶來操作管理上的分散，存在安全上的隱患；采用集中UPS供中，就可避免這種情況；

3、 避免了對(duì)辦公場地空間的浪費(fèi)；

在集中式UPS供電的情況下，各樓層需要的不間斷電源，都由其集中輸送，不再需要另外配置小功率的電源設(shè)備，節(jié)省了辦公室的空間，也使環(huán)境更為簡潔雅觀；

4、 方便集中有效的管理；

集中的大功率UPS，用戶只需要對(duì)一臺(tái)UPS的管理便可。易事特智能型和高穩(wěn)定性的UPS，也將對(duì)維護(hù)的工作提供輕松和方便有效。通過R232接口和與專用的SNMP網(wǎng)絡(luò)適配器連接，再由適配器上網(wǎng)，系統(tǒng)管理員可以通過網(wǎng)絡(luò)管理軟件對(duì)UPS進(jìn)行管理。借助UPS遠(yuǎn)程監(jiān)控器，管理人同可以在局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)，對(duì)UPS進(jìn)行監(jiān)控，查詢其運(yùn)行的參數(shù)，可以圖形或數(shù)字方式顯示UPS輸入、輸入出電壓、負(fù)載情況、電池容量、機(jī)內(nèi)溫度、市電頻率，以及UPS的基本信息和工作狀態(tài)。同時(shí)UPS可以通過手機(jī)短信的方式，將電源出現(xiàn)異常的參數(shù)發(fā)到管理員的手機(jī)上，以便及時(shí)知悉并及時(shí)排除隱患。

易事特EA89系列的大功率UPS，提供各種數(shù)據(jù)的干接點(diǎn)，也方便機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接入。

（二） EPS消防應(yīng)急電源部份

目前，城市供電系統(tǒng)的安全對(duì)策一般是采用并網(wǎng)供電，為城市電力提供可靠的電

源保護(hù)。但從企業(yè)及工業(yè)、民用建筑使用情況來看，僅僅靠公用電網(wǎng)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須具備應(yīng)急供電系統(tǒng)（EPS），其重要性是在事故發(fā)生的情況下確保提供所需的應(yīng)急電力，以有效降低因?yàn)閿嚯姸斐傻膿p失，為人們生產(chǎn)和生活安全提供保障。因此，EPS也被稱為“城市生命線系統(tǒng)”的重要組成部分。本次設(shè)計(jì)的EPS為55KW三相混合型，在市電停電后提供60分鐘的應(yīng)急后備電源。主要帶載設(shè)備為：

1、 主辦公樓客梯一部。

非正常的停電，會(huì)導(dǎo)致電梯失去動(dòng)力而無法工作，梯內(nèi)的乘客被關(guān)在電梯無法脫離，短時(shí)會(huì)造成恐慌，精神上受到傷害，長時(shí)間的停電可能會(huì)造成人員窒息，形成嚴(yán)重的事故。通過EPS應(yīng)急電源的電力保障，避免事故的發(fā)生。

2、 總經(jīng)理室及消防梯及消防通道的應(yīng)急照明

事故的發(fā)生往往伴隨著電力供應(yīng)的中斷，照明系統(tǒng)如若不能正常工作，容易造成人群的恐慌和混亂從而導(dǎo)致人群安全問題，此時(shí)的消防樓梯及消防通道的照明就尤其重要。通過EPS應(yīng)急電源的電力保障，使事故或?yàn)?zāi)難發(fā)生時(shí)，人群得以安全、從容、順利地撤離現(xiàn)場，從而避免危害的進(jìn)一步發(fā)生。

3、 網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)

停電的發(fā)生，將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)停止工作，機(jī)房的溫度將持續(xù)上升，進(jìn)而影響到機(jī)房里面設(shè)備的正常工作。服務(wù)器，電腦，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備會(huì)因?yàn)闊o法散熱而死機(jī)，從而造成系統(tǒng)癱瘓，數(shù)據(jù)丟失，甚至設(shè)備損壞。通過EPS的應(yīng)急電源，機(jī)房空調(diào)在停市電的情況下仍能保障空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保證機(jī)房設(shè)備的安全。

4、 大樓電動(dòng)門

通過EPS的電源保障，在非正常停電的情況下，仍能保障電動(dòng)門的正常工作，不會(huì)影響到人員的出入或疏散。

三、用電負(fù)荷及設(shè)備的選型

（一）、UPS部份 本工程中的各層用電量：

以上各層的數(shù)據(jù)點(diǎn)及語音點(diǎn)用電量合計(jì)為223.18KW，連同網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房的服務(wù)器等設(shè)備及實(shí)驗(yàn)室儀器的用電量，需要提供的不間斷電源滿負(fù)載達(dá)到250KW左右。但考慮到正常情況下數(shù)據(jù)點(diǎn)和設(shè)備儀器并非全部開啟工作，為避免浪費(fèi)，UPS的功率選定在200KVA是合適的。