UPS在石油化工企业中的应用

郑滔

摘要：本文简单介绍UPS在石油化工企业中的应用情况，并结合实际对其故障时需在线更换情况进行介绍和总结。

关键词：UPS；不间断电源；在线更换

引言

UPS是一种不间断电源，它利用电池等直流系统（化学能）作为后备能量，在市电断电等电网故障时，不间断地为用户设备提供交流电能，应用十分广泛。

1.UPS介绍

GB 7260.1-2008中定义：UPS是由变流器、开关和储能装置组合构成，在输入电源故障时，用以维持负载电力连续性的电源设备。石油化工企业中，将为炼油、化工等生产装置过程控制系统和仪表（如DCS、ESD、PLC及重要在线仪表等）供电的不间断电源定义为UPS。

UPS能实现两路电源之间的无间断相互切换，UPS正常运行时其电池贮存了一定能量，在电网停电或间断时提供一定的后備时间，保证负载供电的连续性，一般石化企业UPS后备供电时间按30分钟考虑。

UPS还能保证对负载供电的质量，它具有隔离作用：能将瞬间间断、谐波、电压波动、频率波动以及电压噪声等电网骚扰阻挡在负载之前，即使电网中的骚扰不影响负载，又使负载对电网不会产生骚扰；还具有电压稳定作用：以额定输入电压380V/220V为例，电压变化在323～418V，UPS可保证输出电压在380V/220V±1%范围内；同时也具有频率稳定作用：以额定频率50Hz为例，若输入频率变化在47～53HZ，UPS可保证输出频率在50Hz±0.01%范围内。UPS的电源净化管理功能，好比将河流、湖泊水变成了可饮用的自来水。

2.UPS应用

UPS承担着保障供电连续性的任务，且它能提供电压及频率稳定、波形准确完好的干净或净化的电源。对于UPS所带负载来说，持续20ms（一个周波）以上的电源中断就会导致计算机或服务器关机、数据丢失，对石化行业来说停电所造成的影响有时是无可估量的。

我厂现有UPS 94台，涉及14个品牌，承担着我厂60多套生产装置及共用工程等控制系统、现场仪表的供电任务，任何一台UPS出现故障，都将对安全生产造成影响。

UPS功能强大，运行相对可靠，但其作为电力电子设备，仍然受温度、湿度、粉尘等环境因素以及电力电子器件自身寿命的影响，因而UPS也时常会发生如整流器、逆变器以及电池管理器等硬件故障导致UPS 转旁路运行。对于UPS 出现内部严重故障，一般情况都是考虑在线更换。所谓在线更换，就是在保证UPS所供电负载不停电的情况下对故障UPS进行更换。

3.UPS故障在线更换实例

以延迟焦化UPS为例：该UPS位于0.4kV延迟焦化变电所内，它承担着炼油厂南区延迟焦化装置过程控制系统DCS、ESD、现场仪表的供电任务。一旦该设备出现故障，将严重影响延迟焦化装置的安全生产，甚至导致装置非计划停工。

UPS运行方式：UPS单机运行；UPS输入采用接触器互投电源，1号电源引自延迟焦化变电所AA305回路，2号电源引自延迟焦化变电所AA403回路；负荷侧DCS、ESD部分与联合装置2号UPS冗余。

UPS供电系统图如下：

在线更换步骤如下：

（1）新UPS经调试检验合格。

（2）办理延迟焦化UPS在线更换方案并审批。

（3）对延迟焦化变电所AA411-4回路进行检查确认好用，从该回路敷设临时电源至AA304盘QS3开关，接A相线和N线至AA304盘QS3开关下侧。

（4）通知工艺、仪表等相关单位，做好UPS停电事故预案，确认准备工作全部完成。

（5）检查临时线路送电范围内确无接地短路，合上AA411-4回路开关。7、在AA304盘QS3开关上下侧核相，确认同相且电压不超范围。

（6）合上AA304盘QS3开关。

（7）检查电源正常、设备运行正常、配出正常（测量输出电流并确认正确）。拉开AA304盘内UPS总输出开关QS1。此时负荷由临时市电线路供电。 严禁操作AA304盘内延焦DCS电源开关QS2！

（8）停UPS，拉开UPS 1号、2号交流电源开关，并悬挂“禁止合闸、有人工作”标示牌。更换UPS电源板，并确认更换正确。

（9）合上UPS 1号、2号交流电源开关，重新启动UPS，检查运行正常。将UPS转静态旁路运行。

（10）在AA304盘内UPS总输出开关QS1上下侧核相，确认同相且电压不超范围。如果相序不对，及时停下UPS并调整相序。

（11）合上AA304盘内UPS总输出开关QS1，检查电源正常、设备运行正常、测量输出电流并确认正确。

（12）依次拉开AA304盘内QS3开关、AA411-4回路开关，此时负荷恢复由UPS供电。

（13）将UPS由旁路切换至逆变运行。检查UPS运行正常，测量输出电压、电流并确认正确。

至此，该UPS在线更换工作全部完成。

4.应用总结

UPS在我厂应用比较广泛，其输入电源也逐渐由原有的双电源接触器互投模式改为两路电源直接进入UPS模式，这样UPS接线方式更加简单清晰，减少了故障点，消除了双电源互投后为一路电源输入的瓶颈。

UPS在线更换工作存在较大风险，在线更换工作时刻注意安全，并安排专人监护；使用的工具应进行绝缘处理，在UPS输出配电盘上接线及进行操作时，要注意不要误拉在合位开关，操作时应严格按照制定方案进行；更换期间，应安排专人在监视变电所内电源开关，防止其他人误操作，对临时线路各开关要进行检查，确认其性能良好。

参考文献：

[1]《GB 7260.1-2008不间断电源设备 第1-1部分：操作人员触及区使用的UPS的一般规定和安全要求》，2008

[2]《现代UPS电源及电路图集》，李成章，2001

[3]《UPS用户手册》，2011