事我与质用
控制系统的UPS电源配置方案
辛强
(河北钢铁集团宣钢公司检修公司河北宣化075100)
数控技术
摘要：通过分析冶金行业供电环境对控制系统的影响,提出了控制系统电源配置的基本要求,给出了UPS容量计算和电池容量计算的方法,基于控制系统的大小及重要程度提出了不同的供电解决方案，并从日常炸护角度分析了进一步确保供电正常的手投。
关键调：控制系统UPS事联并机
中图分类号：TN86
文献标识码：A
冶金行业属于重工业行业，各种因素对电网的影响十分严重。比如停电、空气开关跳闸造成的市电断电，大型设备关闭或雷击引起的电压浪涌，闪电，电子开关工作、电焊引起的瞬间尖峰，大型设备突然启动、电网切换引起的电网波动等都会造成控制系统的数据丢失，死机和设备损坏。电动机造成的谱波干扰，发电机的频率漂移以及线路间的噪声等又会使控制系统的一些数据误码率增大。外来的干扰，除了通过电磁波辐射，电磁感应、静电感应和接地系统等方式外，相当部分都是通过电源进人控制系统的。在此关键部位，如采取措施将进人的干扰抑制下去，就可以取得事率功倍的效果。控制系统属于生产过程中的重要负荷，对供电的可靠性和连续性要求很高，所以需要采用不间断电源(UPS)供电。下面就UPS的供电解决方案进行研究。
1UPS配置基本要求
1.1UPS基本功能要求
维康旁路
市电微电事电二爱路
市电一市电二旁路
唐
图1：单台证s供电方案
Figure l:SingleUPspoversupplyprogra
王机
GC/C
CA
机
/0-/8
图2：主从事联供电方票
Figure 2: saster snd slsue series pomer gopply progras
主机
3V/30--0/3f
从机
并机连练
AC/DC—DC/ACH
图3：并机供电方票
Figure 3: and aachine pover supply solutions
弱出输出出
文章编号：1007-9416(2013)02-0023-02
UPS的基本功能要求为提供高可靠性不间断供电功能，保证动力的连续性；起到电网稳压净化功能，提供高质量的绿色电源，要有宽的输人电压和频率范围，稳定的输出电压和赖率范围，要有高的过载能力，例如，当负载为110%～130%时，要求稳定输出不小于 10min，当负载大于130%时，要求稳定输出不小于1min，在线式UPS 切换时间一般要求小于3ms;提供电池管理功能，延长电池使用寿命，提供智能监控功能，解决UPS维护问题"。
1.2UPS选型
按工作原理易选用在线式，不易选用后备式，在线式虽然成本高，但可以为控制系统提供一种完全隔离的保护，对生产的稳定性来说性价比要高，按输人电压来说，小于10kVA的选单项输入UPS，大于10kVA的选三项输人单项输出或三项输出的UPS，这样配置方面电网波动对它造成的影响要小，同时减小了电网的不平衡负荷，按输出有无工频变压器来说，选择工频UPS，输入输出隔离，电网扰动不会影响负载，若选用高频机UPS，输人输出不隔离、电网的扰动对负载有影响；售后服务质量也是我们选型的一个重要指标，在同等性能及价格情况下，优选售后服务质量好的品牌。
1.3UPS客量计算
首先获得负载的总功耗，并将单位统一到kVA。
1×220
总功耗的计算方法：P：
1000
式中，P为总功率，I为输出电流，
考虑到UPS运行在50%～70%区间处于最佳运行状态，一般建议在计算时将上面的结果乘以1.8，再一次放大，然后选取最靠近的功率产品。
根据UPS的输出功率因数，计算带载率，确认UPS容量是否正
确。
例如：某控制系统负载18kW，负载输人功率因数为0.9，则对
应容量为20kVA。考虑到UPS的最佳运行状态，得到20+1.8=36kVA，查UPS选型手册，40kVA的UPS最靠近，能够满足控制系统的要求，因此选取40KVA的UPS主机。
1.4电池容量计算
电池的选择是个关键，冶金行业一般电池配置要求在4h左右，我们采用恒功率计算，计算UPS电池每2V单元电池电压降到1.67V 时，放电所产生的功率W，然后通过查表获得最佳电池型号以及并联组数。
W=
P ×1000 × cos 4 n×N×6
式中，P为UPS容量(kVA)，W为每2V单元电池提供的功率(W)；n为UPS效率(一般可取0.9);Cos中为UPS实际使用功率与总功率的比值(一股取0.6)N为电池数量(以每2V单元电池电压降到 1.67V时为标准，若2V电池则N+1,6V电池则N*312V电池则N*6)。
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作者简介：辛强，(1971,9一)，男，汉族，精赁：河北蔚县，季历；本科，职称：工程师，境任职务：技术科主管，研究方向：自动化方面。