2N和1+1和2N+1等几种UPS供电方式(3)

2019-06-05 12:13

基于 UPS 本身的控制逻辑,如图 12 所示的下面这个方案,可以既可以采用并机供电方案,也可以采用 2N 输出供电方案。实际运行当中,必须选择其中的一种确认为正常运行模式固定下来,同时在紧急情况下按 照一定的操作顺序切换对应的开关,才能进行系统转换,发挥这个系统的设计优势。

UPS 共用旁路双路输出,输出配电带联络开关供电方案

图 12 两台

这个系统中的 QF3 开关非常关键,如图 13 所示的状态说明如下:

4.1.1 并机运行模式

如图 13 所示,当 QF3 开关闭合时,这个系统就是一套标准的并机系统。为了保证整个系统的安全与稳定, 在整个运行过程中,QF3 开关禁止断开;当有一台 UPS 需要维修并退出运行时,整个负载系统仍由另一台 UPS 供电,系统不需要做任何变化。

这种并机运行模式下,如果系统需要做双输出分段运行时,必须将 UPS 并机系统切换到旁路状态,且每台 UPS 都退出并机控制逻辑(设为单机),才允许断开 QF3 开关,此时每台 UPS 才允许恢复到逆变状态, 系统转换为双输出分段运行,同时 QF3 开关禁止合闸。

当需要恢复到并机状态时,先将两台 UPS 切换到旁路状态,整个负载系统都由旁路供电,此时才允许闭合 QF3 开关;当两台 UPS 都恢复到并机控制逻辑时,才能将负载由旁路状态,恢复到 UPS 逆变器供电状态, 此时 QF3 开关禁止断开。

4.1.2 双输出分段运行模式

如图 13 所示,当 QF3 开关断开运行时,这个系统就是一套标准的双输出系统。为了保证整个系统的安全 与稳定,在整个运行过程中,QF3 开关禁止合闸;当有一台 UPS 需要切换到旁路进行维修时,整个系统不 需要做任何变化,负载系统由一路市电和另一台 UPS 供电为负载供电。

当有一台 UPS 需要维修并退出运行时(含旁路),整个负载系统需要切换到另一台 UPS 供电,系统需要 将两台 UPS 都切换到旁路状态,在等电位的情况下合上 QF3 开关,才允许将工作 UPS 恢复到逆变状态, 待维修 UPS 退出运行,此时 QF3 开关禁止断开。

当需要恢复到双输出分段运行模式时,先将所有负载切换到旁路状态,在等电位的情况下恢复所维修 UPS 的旁路系统,然后断开 QF3 开关,两台 UPS 分别恢复到逆变状态,系统转换为双输出分段运行,此时 QF3 开关禁止合闸。

QF3 开关

图 13 关键的

4.2 UPS 输出独立 TN-S 接地系统案例

基于工业环境 UPS 的输入电源来自于不同的上游系统,UPS 负载侧与电源侧的接地系统独立,UPS 系统 的隔离变压器接地点选择成为了另一个需要关注的问题。如图 14 所示的下面这个 UPS 方案的接地案例, 可以提供一个很好的注释。

通过 UPS 的输出和旁路隔离变压器,UPS 输出侧可以构成独立的 TN-S 接地系统。根据 TN-S 的说明,需 要输出侧的变压器中,有一个变压器且只有一个变压器要作为接地变压器工作。以下是最常用的并机系统, 考虑到系统的对称性和 UPS 维护退出运行的原因,一般将接地点选择在旁路隔离变压器上。对于单机系统, 一般也选择旁路隔离变压器作为接地变压器。

对于 TN-S 接地系统而言,如果接地点断开,将是一种危险的状态,此时若发生单点接地故障,将会导致 正常不带电的部位带有危险的电压,甚至可能产生危险的高电压导致设备损坏。

出独立 TN-S 接地系统

图 14 UPS 输

4.3 UPS 输出独立 IT 不接地系统案例

IT 系统是指系统不接地或经电阻接地的运行方式,由于 IT 系统允许单相接地故障时继续运行,因此受到很 多用户的认可。如图 15 所示的下面这个 UPS 方案的不接地系统案例

通过 UPS 的输出和旁路隔离变压器,UPS 输出侧可以构成独立的 IT 不接地系统。当系统发生单相接地的 情况下,旁路隔离变压器内安装的“交流接地报警”装置将发出报警信号,需要通过人工来处理接地故障; 此时由于相间电压的绝对值不变,设备仍能正常工作,而不受故障相接地故障的影响。 需要注意的是,如果未装设绝缘监视装置,IT 系统在单相接地的情况下没有任何处理措施,将存在巨大的 危险。一是三相系统的非故障相的对地电压等于线电压而造成单相长期过电压,二是故障相的存在可能导 致系统发展为两点接地对系统安全造成威胁。

从实践运行来看,对于 UPS 系统输出选择 IT 不接地系统,必须装设绝缘监视装置。除非确有必要,不建 议三相输出系统采用 IT 不接地系统;对于单相输出系统而言,UPS 额定功率的选择,以不同功能场所的 IT 系统的负荷大小为原则,并尽量缩短隔离变压器与系统负载之间的距离,IT 系统负载供电线路的敷设应尽 量避免使用金属穿线管,以降低 IT 系统的固有容性泄漏电流。

图 15 UPS 输

出 IT 不接地系统

4.4 一路采用 TN-S 输出,另一路采用 IT 不接地输出的双路供电案例

对于图 8 所示的双电源负载结构如,某些关键设备采用了双路供电要求,而且其中一路采用 IT 不接地系统 (采用交流隔离器的方式),图 16 所示。

图 16 某设备

双路供电要求示意图

针对此种技术要求,UPS 输出系统宜采用一路采用 TN-S 输出,另一路采用 IT 不接地输出的双路供电最为 合适。如图 17 所示,这种供电方式是符合图 16 所示的这种负载要求的最佳方案。


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