UPS電源在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用

2022-04-27 14:55:38

在鋼鐵行業(yè)中的用戶要求所選用的UPS不僅必須能向處于運行中的各種關(guān)鍵設(shè)備（PLC，交換機等）的硬件本身，而且還應(yīng)向由他們所運行的軟件提供安全和可靠的保護(hù)。這就意味著用戶所應(yīng)采購的UPS電源應(yīng)該是可配置上相應(yīng)電源監(jiān)控軟件，SNMP（網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）適配器的智能化UPS電源。我們應(yīng)用的臺達(dá)UPS就可以向用戶提供跨平臺操作系統(tǒng)和網(wǎng)管功能的監(jiān)控軟件，它允許用戶在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，執(zhí)行UPS與網(wǎng)絡(luò)管理平臺之間的監(jiān)控和數(shù)據(jù)通訊操作。不管用戶的操作系統(tǒng)是UNIX，NOVELL，還是WINDOWS。
負(fù)載分析及設(shè)備選用
由于后備式和在線互動式UPS在應(yīng)用上的局限性，這里我們就不予以考慮，只對在線機型作一個規(guī)劃。考慮到電氣控制系統(tǒng)在鋼鐵企業(yè)中的重要性，在選用UPS電源時有如下準(zhǔn)則：
（1）根據(jù)負(fù)載設(shè)備的擺放位置，選用大容量的UPS集中供電方案。其原因是：①單臺容量較大的UPS的故障率較低。②UPS的每單位千伏安的價格，隨著UPS容量的增大而下降。③選用單臺容量UPS時，有利于用戶更經(jīng)濟合理地使用蓄電池。
（2）根據(jù)用戶的不同配送電系統(tǒng)選用不同的UPS機型，以適應(yīng)用戶配送電系統(tǒng)帶載能力的要求。
（3）由于大部分鋼鐵行業(yè)的用電環(huán)境波動較大，選用允許市電電源波動范圍大的UPS機型，可以更好的適應(yīng)市電電網(wǎng)惡劣的供電環(huán)境。
（4）選用UPS過載能力強和具有優(yōu)良抗輸出短路能力的機型。只要UPS執(zhí)
行市電交流旁路供電與逆變器供電之間的切換操作，就總是存在著出故障的概率。顯然，UPS抗過載能力越強，客觀上UPS作上述切換的機會就越少，隨之而來的是UPS的故障率越低。
（5）要有配置適當(dāng)?shù)目顾矐B(tài)浪涌抑制器，以便更好的保護(hù)控制設(shè)備。
（6）選用UPS輸出中線對地線電位低的機型，可以獲得盡可能高的數(shù)據(jù)傳輸速率，降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率。
（7）根據(jù)用戶集中監(jiān)控系統(tǒng)不同級別的要求，組成具有不同網(wǎng)控功能的智能化UPS系統(tǒng)。
由上所述，在這里我們?yōu)橹饕?/span>PLC控制系統(tǒng)設(shè)備選用了3臺臺達(dá)的H系列UPS。為什么要用3臺呢？因為UPS雖然可靠性很高，一般單臺UPS的平均無故障時間在10萬小時以上，但由于供電條件的變化，UPS本身電器裝置的老化，個別元件過早失效等都會引起UPS故障。由于PLC控制系統(tǒng)屬于整個設(shè)備系統(tǒng)的心臟，為了保證其穩(wěn)定及高可靠的工作，這里我們采用了雙機熱備份，既冗余技術(shù)（另外一臺做常用設(shè)備的供電保障），其技術(shù)應(yīng)用如下：
熱備份架構(gòu)的特點：可靠性比單機高；
停電時，一部UPS故障，另一部仍可供電；
維護(hù)時，仍保持UPS功能；
兩部UPS壽命皆延長。
將備機（UPSl）的輸出端接至主機（UPS2）的“旁路電源”輸入端，而兩臺UPS的“交流電源”輸入端可接至同一市電電源（見圖1）。
（1）正常工作時，由主機（UPS2）提供負(fù)載電源。
（2）當(dāng)主機內(nèi)部出現(xiàn)故障，如：DC電壓過低、過熱、逆變器輸出電壓超出允許范圍、逆變器失效、逆變器嚴(yán)重超載等，或者主機由電池供電時，電池電量耗盡，此時UPS2的輸出端靜態(tài)開關(guān)會自動切換至旁路，由UPSl的輸出提供負(fù)載所需電源。
（3）當(dāng)異常狀況消除后，靜態(tài)開關(guān)會自動從旁路（UPSl）轉(zhuǎn)人UPS2的逆變器輸出端，此時由主機（UPS2）繼續(xù)為負(fù)載提供電源。
（4）在上述（2）或（3）項情況發(fā)生時，靜態(tài)開關(guān)的切換有嚴(yán)密的電路控制，保證不會在切換時有任何斷電情況發(fā)生。
基于上述的原理說明，熱備份機的結(jié)構(gòu)可確保負(fù)載設(shè)備不會在市電停電時因主機故障而斷電，以確保負(fù)載設(shè)備不會產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失、設(shè)備損壞、系統(tǒng)崩潰等問題。
由于控制機房的空間有限，這里選用臺達(dá)H系列UPS，其小體積，高效率非常適合用在這里。
據(jù)有關(guān)的調(diào)查數(shù)據(jù)表明，造成80%的服務(wù)器故障及用戶終端45%左右的數(shù)據(jù)丟失和“出錯”均與用戶的電源供電質(zhì)量密切相關(guān)。顯然，如果我們在為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)選擇和配置時，能夠根據(jù)所在地區(qū)具體的運行環(huán)境，自己的系統(tǒng)所面臨的問題，選配相對應(yīng)的電源解決方案，就可以大幅提高管理系統(tǒng)的可靠性和可利用性，以便向用戶提供準(zhǔn)確、可靠和具有高“時效性”的數(shù)據(jù)和資料，為控制系統(tǒng)的重要設(shè)備的可靠高效的運行奠定了堅實的基礎(chǔ)。