化工厂需要电源保护的主生产设备，包括有水泵、汽泵、电控阀门、风机和鼓风机等，它们的负载功率在10～45KW。如下是现场的一些负载设备：
这些负载设备，主要有如下特点：
A、呈电感性。设备内部主要有电动机。
B、对电压的精度要求不是很高，保持在380±10%范围即可
C、电源中断的危害很大。
3.2 现场实施的方案
根据现场情况，可以考虑科华公司的IPS工业电源提供电源保护。IPS6000工业电力电源是科华公司针对工业应用负载及环境，采用先进技术制造的新型绿色工业级交流保护电源，由逆变系统、电池充电系统、维护旁路、控制系统、电池组等组成，具有高效、安全、可靠、绿色环保等优点。
考虑到工业环境对供电可靠性的要求，我们采用1+1的冗余供电系统。
图表 3 IPS 1+1冗余供电系统
方案说明：
A、在系统的输入端，采用二路市电和一台ATS自动转换开关装置，提高前级供电可靠性。当市电1正常时，由市电1对负载供电。如果市电1断电，则ATS在数秒内自动转到市电2供电。只有在市电1和市电2二路电源都断电、或者中间的切换过程，才由IPS的蓄电池系统供电。
B、采用二台300KVA的IPS电源和二台STS静态转换开关，提高后级负载供电可靠性。对于STS1所带负载，IPS1作为主电源，IPS2作为备用电源；当IPS1正常时，由IPS1对后级负载供电。如果IPS1发生供电故障，则STS1自动切换到IPS2供电，切换时间小于4ms。而对于STS2，IPS2作为主电源，IPS1作为备用电源，同样由STS2提供切换功能。为了让每台IPS可靠工作，IPS均配置TVSS防雷器，免除雷击和开关操作产生的瞬间过电压的侵袭。
C、IPS的电池采用知名品牌蓄电池，后备时间20分钟。同时采用MMBM2对电池组中的每只电池进行监控，如果某个电池出现电压、温度异常，MMBM2将自动报警提醒用户。
D、对IPS的监控管理，采用GSM短信息告警的形式。一旦IPS发生电源断电、故障等情况，将自动发短信到预定的手机号码，通知管理人员。管理人员也可以随时发短信息给GSM告警器，了解IPS的工作状态。
3.3 方案优点
A、可靠性
本方案充分体现提高可靠性要求的故障预防、故障弱化、故障容错、在线维修四个基本思想。
IPS专门为电机类负载设计，采用最新一代DSP控制技术，关键电路冗余式设计，较之普通UPS其MTBF值高出12万小时。
负载设备占单机额定功率的70%，而实际每台IPS所带负载只有额定容量的30～40%，并作为另外一台IPS的备用电源，相对于满载使用，系统的可靠性更高。
电池作为后备能源，其性能好坏与否直接影响系统可靠性。采用MMBM2对每个电池进行监控，及时了解每个电池的运行状态，如有问题可预先处理。
由于采用冗余供电，市电1、市电2、IPS1和IPS2中，相互之间是独立工作的，某一项出现问题不会影响供电。
只要上述四者中有一项功能正常，都可以对负载提供电源。这给出现问题的设备争取了宝贵的处理时间。
采用STS的好处在于，IPS1和IPS2可以随意地退出系统进行维护，维护过程中可以通电测试，不会对负载设备产生不良影响。
B、经济性
IPS的效率高于98%，较之普通的UPS节省能耗70%以上，这对工厂用电明显节省许多开支。
由于系统具有较强的故障预防能力，可最大程度地减少由于设备故障造成的经济损失。
IPS更高的平均无故障时间（MTBF），可以减少设备的运行维护成本。
科华公司遍布全国的服务网点，为客户提供快捷、经济的本地化服务。
C、可扩展性
由于IPS留有一定的功率余量，如果负载设备小容量增加，利用现有设备，可以满足供电需求。
IPS具有较强的电池回充能力，可以根据需求，扩展电池后备延时，由现有的20分钟扩展成30分钟甚至更长。
IPS支持多种选配件，可以扩展多项功能，包括声光告警装置、能量反灌处理装置、稳压器、变频器、SNMP网络适配器等。
D、可管理性
IPS支持RS232、RS485、干接点、IP网络、GSM短信息告警器等多种管理方式，具备很强的管理功能。
通过MMBM2，可对电池组中的每个电池进行监控管理。
4．液氯工厂工业控制系统的电源保护方案
随着化工厂的不断技术改进，自动化控制水平有了很大提高。在生产过程中，经常采用DCS控制系统。
DCS是distributed control system的简称，意为集散控制系统，也称为分布式控制系统，它利用计算机技术、控制技术、通信技术、图形显示技术实现过程控制和过程管理。实际应用中，常以多台计算机分布应用于生产过程环节，通过通信总线、显示器、键盘等设备进行操作显示和报警。
对于化工企业而言，DCS控制系统能否连续稳定运行，既关系到企业生产的安全可靠运行，也关系到企业产品的质量、企业社会责任问题。
不同的DCS控制系统，其工作的软硬件不尽相同，但基本都需要一个安全稳定的工作电源。由于DCS是24小时连续工作，依靠单台UPS提供保护明显不足，一旦发生UPS故障，或者UPS往DCS供电的电缆或空开故障，将导致DCS出错、断电等情况发生，迫使生产过程强制停车。
由于化工厂DCS可靠性的要求，我们推荐采用UPS的双回路冗余供电系统，该系统具有高度容错的能力，可以杜绝单点故障隐患。
图表 4 UPS双回路冗余供电系统
UPS双回路冗余供电系统，采用2台三进三出大功率UPS组成“1+1并联系统”，作为负载设备的主电源输入，1路市电（也可以是另一路UPS）作为负载设备的备用电源输入。如方案图示，对于具备双交流电源的DCS设备，可以直接接入二路输入，分别来自UPS并机系统和市电回路，提高供电保障；对于单电源的DCS设备，则可其前端配置KTS冗余开关，利用冗余开关的冗余配电功能提高供电可靠性。
KTS冗余开关属于小功率的转换开关，功率有1～6KVA。与STS的三相大功率静态转换开关相比，KTS提供的是单相电源，内部采用快速检测技术，具备电子开关和机械开关，具有切换时间快，低损耗等特征。它具有二个输入端子，一个输出端子，只要保证有一路输入，输出就不会中断。
采用本方案，当主回路供电系统供电中断时，负载设备切换至由备用电源回路供电；大大提高了DCS的供电可靠性，全面保护整个生产过程的控制系统。
本文关键字：解决方案 电工文摘，电工技术 - 电工文摘
上一篇：西门子称重在水泥行业应用
