UPS供电系统设计技术探讨

UPS作为重要的备用电源设备，已经在金融、通信等传统领域的数据中心得到了广泛的应用，随着大功率UPS制造技术的不断突破，UPS正逐步大量应用于制造业、工业等领域的自动化生产线和DCS、PLC系统中。UPS供电系统接地设计、UPS供电方式及绿色性能等受到相关技术人员的关注。　　
　　
在UPS供电系统接地设计中，如何处理雩地电压问题，石化行业UPS应用中，针对不同的DCS系统接地方式，如何选择合理、适用的UPS接地方式，以及UPS供电系统与备用发电机如何实现容量匹配，本期栏目将继续邀请UPS用户专家和UPS厂商技术人员针对上述话题以及UPS选型等问题进行讨论、交流，同时欢迎感兴趣的读者能够积极参与。　　
　　
议题一、UPS供电系统接地设计　　
　　
1、UPS接地方式应与DCS采用的系统接地方式相配合(周瑶强／助理工程师新疆独山子乙烯厂电气车间)　　
　　
石化系统设计中，DCS有三种系统接地方式：隔离的中性点(IT)、接地的中性点(TT)和外露导电零部件连接到中性点(TN，又分为TN—C和TN—S)。DCS采用何种系统接地方式应从人身安全、设备保护和运行观点出发进行判断，选择正确的接地方式。当DCS采用的系统接地方式确定以后，就需要UPS采用相应的接地方式配合。　　
　　
DCS采用中性点隔离系统(IT)时，当发生一相接地时，接地电流、电压都很小，不会危害人员安全，也不会造成设备保护动作。如果此时采用绝缘监视装置(IMD)及时发现接地故障，并由一台故障定位装置进行定位并进行维修，消除故障点，那么不会造成任何损失。中性点隔离系统(IT)可以提供最好的服务连续性，化工企业必须使用这种系统才可以确保其连续运行的可靠性。　　
　　
DCS采用中性点接地系统(TT)时，当发生一相接地时，接地电压大，电流小，可能造成断路器不跳闸，危害人员安全，也会造成设备损坏。此时必须采用残余电流检测保护装置(RCD)才可以立刻将故障点断开，那么此断路器所带的设备将全部失电，可能因此造成装置停工。中性点接地系统(TT)是最容易设计和安装的方案，但是必须在所有的出线开关上装设残余电流检测装置(RCD)。
　　
DCS采用外露导电零部件接中性点系统(TN)时，当发生一相接地时，接地电压，电流都很大，会危害人员安全，也会造成设备损坏。但是由于此时的故障电流比采用中性点接地系统(TT)大4089／15.3=267倍，所以断路器可以非常快速地切断故障点，而不需要使用残余电流检测保护装置(RCD)，可以最大限度地保护人身安全。但这种方式是以断开故障点为代价，断路器所带的设备全部失电，可能因此造成装置停工。外露导电零部件接中性点系统(TN)在故障时有大的故障电流流过，很高的EMC性能，可以非常迅速地切断故障电流，最大限度地保护人身，设备的安全。　　
　　
用于UPS的接地系统类型可能采用的系统接地方式取决于：　　
　　
1)UPS上线已有的系统接地方式或为UPS上线专门选择的系统接地方式。
　
2)UPS下线的系统接地方式，其选择可能取决干：再次使用与上线相同的系统；上线或者下线安装有隔离变压器，它能改变系统的接地方式；负载要求(如计算机系统要求使用TN—C或TN—S)。下线配电系统的结构，带有静态切换开关(STS)。