CSB蓄電池HR1218W HR系列高性能

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工業UPS常用案例分析（二）

（3）兩臺UPS共用旁路雙路輸出供電方案
　　
　　如圖11所示，兩臺UPS共用旁路雙路輸出供電方案也有非常廣泛的應用，兩套UPS單機系統同時跟蹤一個旁路電源，其輸出母線能夠基本保持同頻率、相位狀態。
　　
　　正常情況下，兩臺UPS輸出為雙電源負載提供兩路電源，兩臺UPS通過輸出母線1和輸出母線2各自承擔雙電源負載，單點源負載由經過ATS選擇后的輸出母線3供電；當系統中1臺UPS處于旁路檢修狀態下，依然能保證1路UPS輸出和另1路UPS旁路輸出為雙電源負載提供兩路電源，此時輸出母線3前面的ATS自動開關并不切換；當其中一臺UPS輸出母線故障或其他原因需要*停機維護（含UPS旁路），對于圖8所示雙電源負載，繼續由另一臺UPS輸出母線供電，避免了單機UPS輸出母線為單點故障隱患的問題；對于單電源負載，若需退出運行的UPS（含UPS旁路）是母線3的主供電源，則自動切換開關ATS會自動將母線3切換到另一側母線上，負載由另1臺UPS輸出母線為負載繼續供電，直至退出運行的UPS恢復正常（否則自動切換開關ATS不做切換，系統保持原狀態運行）。
　　
　　　　
　　4 應用案例分析
　　
　　出于各種不同的設計思路，實際使用當中會有各種不同方案。以下通過實際運行的幾個案例分析，給各位設備使用者提供一種管理設備的思路。
　　
　　（1）兩臺UPS共用旁路雙路輸出，輸出配電帶聯絡開關供電案例
　　
　　基于UPS本身的控制邏輯，如圖12所示的下面這個方案，可以既可以采用并機供電方案，也可以采用2N輸出供電方案。實際運行當中，必須選擇其中的一種確認為正常運行模式固定下來，同時在緊急情況下按照一定的操作順序切換對應的開關，才能進行系統轉換，發揮這個系統的設計優勢。
　　
　　　　
　　這個系統中的QF3開關非常關鍵，如圖13所示的狀態說明如下：
　　
　　①并機運行模式
　　
　　如圖13所示，當QF3開關閉合時，這個系統就是一套標準的并機系統。為了保證整個系統的安全與穩定，在整個運行過程中，QF3開關禁止斷開；當有一臺UPS需要維修并退出運行時，整個負載系統仍由另一臺UPS供電，系統不需要做任何變化。
　　
　　這種并機運行模式下，如果系統需要做雙輸出分段運行時，必須將UPS并機系統切換到旁路狀態，且每臺UPS都退出并機控制邏輯（設為單機），才允許斷開QF3開關，此時每臺UPS才允許恢復到逆變狀態，系統轉換為雙輸出分段運行，同時QF3開關禁止合閘。
　　
　　當需要恢復到并機狀態時，先將兩臺UPS切換到旁路狀態，整個負載系統都由旁路供電，此時才允許閉合QF3開關；當兩臺UPS都恢復到并機控制邏輯時，才能將負載由旁路狀態，恢復到UPS逆變器供電狀態，此時QF3開關禁止斷開。
　　
　　②雙輸出分段運行模式
　　
　　如圖13所示，當QF3開關斷開運行時，這個系統就是一套標準的雙輸出系統。為了保證整個系統的安全與穩定，在整個運行過程中，QF3開關禁止合閘；當有一臺UPS需要切換到旁路進行維修時，整個系統不需要做任何變化，負載系統由一路市電和另一臺UPS供電為負載供電。
　　
　　當有一臺UPS需要維修并退出運行時（含旁路），整個負載系統需要切換到另一臺UPS供電，系統需要將兩臺UPS都切換到旁路狀態，在等電位的情況下合上QF3開關，才允許將工作UPS恢復到逆變狀態，待維修UPS退出運行，此時QF3開關禁止斷開。
　　
　　當需要恢復到雙輸出分段運行模式時，先將所有負載切換到旁路狀態，在等電位的情況下恢復所維修UPS的旁路系統，然后斷開QF3開關，兩臺UPS分別恢復到逆變狀態，系統轉換為雙輸出分段運行，此時QF3開關禁止合閘。
　　
　　　　
　　（2）UPS輸出獨立TN-S接地系統案例
　　
　　基于工業環境UPS的輸入電源來自于不同的上游系統，UPS負載側與電源側的接地系統獨立，UPS系統的隔離變壓器接地點選擇成為了另一個需要關注的問題。如圖14所示的下面這個UPS方案的接地案例，可以提供一個很好的注釋。
　　
　　通過UPS的輸出和旁路隔離變壓器，UPS輸出側可以構成獨立的TN-S接地系統。根據TN-S的說明，需要輸出側的變壓器中，有一個變壓器且只有一個變壓器要作為接地變壓器工作。以下是蕞常用的并機系統，考慮到系統的對稱性和UPS維護退出運行的原因，一般將接地點選擇在旁路隔離變壓器上。對于單機系統，一般也選擇旁路隔離變壓器作為接地變壓器。
　　
　　對于TN-S接地系統而言，如果接地點斷開，將是一種危險的狀態，此時若發生單點接地故障，將會導致正常不帶電的部位帶有危險的電壓，甚至可能產生危險的高電壓導致設備損壞。
　　
　　　　
　（3） UPS輸出獨立IT不接地系統案例
　　
　　IT系統是指系統不接地或經電阻接地的運行方式，由于IT系統允許單相接地故障時繼續運行，因此受到很多用戶的認可。如圖15所示的下面這個UPS方案的不接地系統案例
　　
　　通過UPS的輸出和旁路隔離變壓器，UPS輸出側可以構成獨立的IT不接地系統。當系統發生單相接地的情況下，旁路隔離變壓器內安裝的“交流接地報警”裝置將發出報警信號，需要通過人工來處理接地故障；此時由于相間電壓的值不變，設備仍能正常工作，而不受故障相接地故障的影響。
　　
　　需要注意的是，如果未裝設絕緣監視裝置，IT系統在單相接地的情況下沒有任何處理措施，將存在巨大的危險。一是三相系統的非故障相的對地電壓等于線電壓而造成單相長期過電壓，二是故障相的存在可能導致系統發展為兩點接地對系統安全造成威脅。
　　
　　從實踐運行來看，對于UPS系統輸出選擇IT不接地系統，必須裝設絕緣監視裝置。除非確有必要，不建議三相輸出系統采用IT不接地系統；對于單相輸出系統而言，UPS額定功率的選擇，以不同功能場所的IT系統的負荷大小為原則，并盡量縮短隔離變壓器與系統負載之間的距離，IT系統負載供電線路的敷設應盡量避免使用金屬穿線管，以降低IT系統的固有容性泄漏電流。
　　
　　　
　　（4）一路采用TN-S輸出，另一路采用IT不接地輸出的雙路供電案例
　　
　　對于圖8所示的雙電源負載結構如，某些關鍵設備采用了雙路供電要求，而且其中一路采用IT不接地系統（采用交流隔離器的方式），圖16所示。
　　
　　　
　　針對此種技術要求，UPS輸出系統宜采用一路采用TN-S輸出，另一路采用IT不接地輸出的雙路供電蕞為合適。如圖17所示，這種供電方式是符合圖16所示的這種負載要求的蕞佳方案。
　　
　　　
　　5 結束語
　　
　　工業環境用UPS大的特點是滿足不同客戶的用電環境及負載的情況下，提供定制化的交流不間斷電源UPS解決方案。即沒有適用于所有場所的唯1方案，也沒有不涉及負載和電網情況的解決方案。所有UPS供電方案的設計和選擇，核心是滿足UPS負載的要求和UPS設備的管理維護。
　　
　　本文從工業環境用典型工業環境使用UPS方案的實際案例入手，比較各個方案的不同差異和適用范圍，為廣大工業UPS用戶提供工業UPS系統整體電源保護解決方案的建議。