【摘要】隨著石油化工行業(yè)自動化水平的不斷提高，UPS在易燃易爆的石油化工行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，UPS的運行可靠性顯得尤為重要，從最初的UPS的單機運行發(fā)展為主從熱備串聯(lián)運行、冗余并聯(lián)運行、雙單機運行方式等接線方式來滿足儀表電源的可靠性要求。本文從實例出發(fā)，介紹各類UPS接線方式的可行性及優(yōu)缺點。

【關(guān)鍵詞】UPS接線方式；儀表電源；泰州石化

石化行業(yè)是一個高溫高壓、易燃易爆并且連續(xù)生產(chǎn)的高危險性行業(yè)，儀表DCS是該行業(yè)主要生產(chǎn)裝置的核心控制部分，其能否可靠運行尤為重要。而DCS可靠運行的前提是要有一個穩(wěn)定、高可靠的電源，實現(xiàn)這一前提的主要方法是采用UPS，UPS是一種向負載提供優(yōu)質(zhì)、高效且可靠交流電力并具有保護、檢測和控制功能的不間斷電源。合理選擇UPS供電系統(tǒng)的配置方案，在滿足儀表DCS系統(tǒng)正常運行的前提下，不僅可以提高供電的可靠性，還可以節(jié)約投資，方便日常UPS的運行維護，從而保證UPS長周期可靠運行，

本公司擁有常減壓、催化裂化、酮苯脫蠟、甲基叔丁基醚等多套石化裝置，儀表控制系統(tǒng)均采用DCS，為其配套的UPS在實踐中也選用了多種形式。最初常減壓裝置DCS為單電源供電，配套的UPS采用單機運行方式，投資小，接線簡單，品牌UPS的單機平均無故障時間較長，一般是10萬h以上。但UPS發(fā)生故障后對裝置的影響較大，UPS發(fā)生故障后只能切換至旁路運行，必須等到裝置停車后才可以進行拆檢。其接線方式見圖一。

鑒于單機UPS供電的缺陷，為保證單臺UPS故障后儀表系統(tǒng)仍能得到保護，之后在酮苯脫蠟裝置的DCS（仍為單電源供電）采用了主從熱備串聯(lián)運行，理論上從單機平均無故障時間的10萬h提高到20萬h（對梅蘭日蘭品牌而言），延時時間為2倍標準延時，可靠性提高一倍。其接線方式見圖二。

在運行中我們發(fā)現(xiàn)單機運行方式和主從熱備串聯(lián)運行方式都存在一定的缺陷，不便于UPS故障的維修。我們經(jīng)過調(diào)研，在催化裂化裝置的DCS控制系統(tǒng)中UPS采用冗余并聯(lián)UPS系統(tǒng)運行方式，可靠性較單機提高了3.7倍。大大提高了UPS的供電可靠性，尤其便于Ups的維護和檢修，當一臺Ups退出運行進行檢修，仍可以保證儀表電源的正常供電，其原理如圖三所示。

但近幾年，冗余并聯(lián)UPS系統(tǒng)運行方式逐漸暴露出不足，影響了供電的可靠性，我們也認識到，冗余并聯(lián)UPS系統(tǒng)不能從根本上解決其固有的弊端，只有從儀表系統(tǒng)進行冗余配置，才能真正提高儀表電源的可靠性，因此對新建的甲基叔丁基醚裝置以及催化裂化裝置的UPS（共4臺）改為雙單機運行的方案進行了可行性研究，并進行了改造。其接線方式見圖四。從根本上克服了UPS系統(tǒng)的操作風險，大大提高了儀表電源的可靠性。下面我們針對以上幾種UPS系統(tǒng)方案進行優(yōu)缺點比較。

1、UPS單機運行：優(yōu)點 （1）投資較少；（2）接線簡單。缺點：（1）UPS損壞后無法避免輸出電纜故障或短路故障造成的Ups停電事故；（2）UPS故障時雖可以切換到旁路運行，但必須停用儀表系統(tǒng)才可以進行UPS的維修。在維修完成前儀表系統(tǒng)失去了UPS的保護。適用范圍：對儀表連續(xù)運行要求不高的裝置。

2、主從熱備串聯(lián)運行：優(yōu)點：（1）接線簡單；（2）單臺UPS故障后可切換到旁路運行，仍有另一臺UPS為儀表系統(tǒng)提供保護。缺點：（1）UPS損壞后仍無法避免輸出電纜故障或短路故障造成的Ups停電事故；（2）主供UPS的維修必須停用儀表系統(tǒng)才可以進行，備供UPS的維修不影響儀表系統(tǒng)運行。適用范圍：可短暫停車進行維修的裝置。

3、冗余并聯(lián)Ups系統(tǒng)運行：優(yōu)點：（1）便于Ups的維護和檢修，當一臺Ups退出運行進行檢修，仍可以保證儀表電源的正常供電；（2）兩臺UPS 互為主備，提高供電可靠性；（3）便于設(shè)備的維護；（4）便于電源系統(tǒng)的再擴容。缺點：（1）無法避免輸出電纜故障或短路故障造成的Ups停電事故。（2）冗余并聯(lián)系統(tǒng)技術(shù)要求嚴格，不便于更換故障的UPS。冗余并聯(lián)UPS系統(tǒng)要求兩臺UPS各項電氣技術(shù)參數(shù)盡量一致，包括輸入電壓范圍、允許市電電壓波形失真度、輸出過載能力及輸出電壓頻率穩(wěn)定度，以及并聯(lián)的UPS最好是同一品牌等；（3）冗余并聯(lián)UPS系統(tǒng)中，將單臺UPS退出或并機的操作步驟較復雜，不同品牌的并聯(lián)UPS的操作步驟不盡相同，如果沒有嚴格按照說明書的操作步驟進行操作，可能造成并聯(lián)的兩臺UPS全停，或損壞UPS。（4）UPS并機通信板故障，可能造成兩臺UPS全停。冗余并聯(lián)UPS系統(tǒng)需要通過并機通信板實時檢測兩臺UPS的運行狀態(tài)，進行數(shù)據(jù)傳輸，一旦檢測到的電氣參數(shù)超限，將發(fā)出報警信息或無法完成并機操作，甚至可能發(fā)出停機的命令，后果非常嚴重。（5）冗余并聯(lián)UPS的接線方式存在一定的風險；（6）冗余并聯(lián)UPS的報警機率或元件故障率比單機高。適用范圍：長時間連續(xù)生產(chǎn)的裝置。以上三種UPS接線方式對儀表系統(tǒng)的電源進線模塊沒有要求，單電源進線的儀表系統(tǒng)均可采用以上接線方式，但不管Ups是單機還是雙機并聯(lián)，一旦輸出側(cè)電纜損壞或負載側(cè)發(fā)生短路故障，必將造成Ups停機，儀表電源的供電中斷，因此，電氣側(cè)的冗余無法從根本上避免UPS的停電事故。

4、雙單機運行：優(yōu)點：（1）便于Ups的維護和檢修，當一臺Ups退出運行進行檢修，仍可以保證儀表電源的正常供電；（2）避免了輸出電纜故障或短路故障造成的Ups停電事故；（3）便于設(shè)備的維護。缺點：（1）需要儀表系統(tǒng)的電源模塊有電源冗余配置，線路較為復雜。適用范圍：長時間連續(xù)生產(chǎn)的裝置。結(jié)束語：隨著石油化工裝置的發(fā)展，儀表系統(tǒng)起著越來越重要的作用，對儀表系統(tǒng)的供電可靠程度的要求也越來越高。大、中型石油化工生產(chǎn)裝置，重要公用工程系統(tǒng)的控制儀表及其重要的顯示儀表；高溫、高壓、易燃、有毒和腐蝕的生產(chǎn)裝置；工藝控制、聯(lián)鎖多且系統(tǒng)復雜的生產(chǎn)裝置；重要在線分析儀表，如帶工藝聯(lián)鎖的儀表；大型機組、機泵的監(jiān)控系統(tǒng)的控制儀表等應(yīng)按兩電源或三電源方案配置。儀表系統(tǒng)按兩電源或三電源方案配置即意味著UPS可采用雙單機運行方案配置，保證儀表系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行。但在要求不高的場所也可以酌情考慮其他幾種接線方式以節(jié)省投資。