企業(yè)的過(guò)程控制系統(tǒng)、高檔精密儀器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、金融處理系統(tǒng)對(duì)供電電源質(zhì)量的要求越來(lái)越高,不間斷電源(UPS)得到廣泛的應(yīng)用。文章介紹真正在線式UPS 與一般UPS 產(chǎn)品的區(qū)別;單相現(xiàn)代高頻機(jī)與真正在線式UPS 的技術(shù)比較以及采用逐波限流技術(shù)的UPS 與傳統(tǒng)PWM控制的UPS 的區(qū)別。
　隨著石油化工各裝置對(duì)供電電源質(zhì)量要求越來(lái)越高,不間斷電源開(kāi)始應(yīng)用于若干化工化纖重要裝置,這樣,既滿足了供電可靠性要求,又切實(shí)提高了供電質(zhì)量,增強(qiáng)了系統(tǒng)抗干擾能力,深受用戶的青睞。但是,不間斷電源在市場(chǎng)上的品種繁多,用戶能否買到貨真價(jià)實(shí)真正在線式控制UPS以及能否切實(shí)解決供電系統(tǒng)存在的幾種形式的干擾:即電源中斷、電壓跌落、浪涌電壓、噪聲電壓、電壓瞬變、過(guò)壓、欠壓、尖峰電壓,有待各裝置技術(shù)人員嚴(yán)格區(qū)別。據(jù)有關(guān)科技機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),供電電源可靠性達(dá)9919 % ,每年可能產(chǎn)生825 min 停電,99199 %產(chǎn)生25 min 停電,即使達(dá)991999 % ,也會(huì)產(chǎn)生5 min 停電。美國(guó)一家權(quán)威雜志曾在1996 年作出統(tǒng)計(jì),5 min 的停電,對(duì)金融系統(tǒng)將造成數(shù)百萬(wàn)美元的損失,損失之大超過(guò)一般人的想象,經(jīng)不完全統(tǒng)計(jì)資料顯示,設(shè)備損壞4513 %來(lái)自電源突然中斷,可見(jiàn)其危害性特別大。
1 　在線式UPS 與一般UPS 產(chǎn)品的區(qū)別
真正在線式UPS 指UPS 的主要工作部件Inverter 逆變器長(zhǎng)期處在工作運(yùn)行狀態(tài),它對(duì)組成該部件電子元件以及工作狀態(tài)都有嚴(yán)格的特殊要求,且造價(jià)也相對(duì)較高,但它可在環(huán)境惡劣的地方工作。有些供貨商把準(zhǔn)在線式、在線后備式、在線互動(dòng)式等,籠統(tǒng)說(shuō)是在線式UPS。此類產(chǎn)品可以應(yīng)用于商業(yè)類計(jì)算機(jī)房等地方,但它對(duì)供電質(zhì)量要求較高,因而其造價(jià)較低,深受一些用戶歡迎。此類產(chǎn)品的特點(diǎn)是:要求供電電壓在200～240 V之間,才能達(dá)到穩(wěn)壓作用,一旦電壓偏差超出此范圍,則工作狀況要轉(zhuǎn)換到由電池供電,電池的長(zhǎng)期
充電、放電工作,使電池組損壞,壽命減短,大約2～3 年就要換電池。此類典型代表為采用Deltec三端口電路UPS ,其穩(wěn)壓最佳范圍為220V ±10 % ,且只能解決5 種供電問(wèn)題。筆者認(rèn)為,它只適用于一般場(chǎng)所,對(duì)于石化企業(yè)各生產(chǎn)裝置要謹(jǐn)慎使用。因?yàn)槠漭敵霾ㄐ味鄶?shù)為方波,對(duì)關(guān)鍵設(shè)備來(lái)說(shuō)可靠性會(huì)降低,同時(shí)由于此類UPS 工作頻度低,動(dòng)態(tài)性能較差,而且逆變器是在短時(shí)間內(nèi)工作,功率和散熱設(shè)計(jì)含量較小,比真正在線式的UPS 可靠性要低得多,因此絕對(duì)不能與真正在線式UPS 能精確控制輸出電壓和頻率相提并論。
2 　單相現(xiàn)代高頻機(jī)與真正在線式UPS 技術(shù)比較表1
單相現(xiàn)代高頻機(jī)與真正在線式UPS 技術(shù)比
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3 　逐波限流技術(shù)的UPS 與傳統(tǒng)PWM 控制UPS 的區(qū)別
化工部引進(jìn)的醋酸乙醛裝置帶有逐波限流技術(shù)的UPS ,該裝置由于具有獨(dú)特逐脈沖過(guò)載及短路保護(hù)技術(shù),即PUISE BY PUISE ,保護(hù)能力大大加
強(qiáng),提高了設(shè)備運(yùn)行可靠性。PWM技術(shù)以中斷功率通量和控制占空比方法
來(lái)變換功率,它工作在20kHz～200kHz 開(kāi)關(guān)頻率下。這種技術(shù)的特點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單,容易控制,所以在小功率變流技術(shù)中,PWM技術(shù)是占統(tǒng)治地位的。其缺點(diǎn)是,在開(kāi)關(guān)頻率增加后,開(kāi)關(guān)損耗會(huì)增加,主要是電源變壓器漏感引起的關(guān)斷損耗,它會(huì)影響電源的可靠性。更為突出的是由于其本身局限性,在系統(tǒng)發(fā)生過(guò)載或短路時(shí),通過(guò)變壓器檢測(cè)電流,當(dāng)檢測(cè)到過(guò)流或大電流時(shí)間較長(zhǎng),控制系統(tǒng)無(wú)法在極短的時(shí)間內(nèi)作出判斷,如此惡性性循環(huán),要等到發(fā)出幾個(gè)脈沖后方可真實(shí)檢測(cè)到大電流,而逆變器功率管極有可能在此時(shí)間內(nèi)燒壞,見(jiàn)圖1。
化工部使用的20kVA UPS ,有優(yōu)異、完善的過(guò)載與短路保護(hù)功能,該系統(tǒng)除采用16 位高性能單片機(jī)加強(qiáng)實(shí)時(shí)快速檢測(cè)與控制外,還在20kHz 水平成功運(yùn)用PULS BY PULSE 逐波脈沖限流技術(shù),保證單脈沖短路電流在IGBT的允許范圍之內(nèi),且最大短路電流不超過(guò)單脈沖電流的逐脈沖限流方
案,使得UPS 自動(dòng)具有短路保護(hù)功能,對(duì)短時(shí)間過(guò)載或負(fù)載沖擊具有自動(dòng)的抵抗能力, 即除了長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載外不需要轉(zhuǎn)旁路,更重要的是有效保障
逆變器安全,圖2、圖3 為其原理圖。
4 　小結(jié)
a. 在過(guò)載或短路時(shí)刻, t1 檢測(cè)到第一個(gè)超過(guò)保護(hù)線脈沖信號(hào),進(jìn)入驅(qū)動(dòng)板Enable 反應(yīng)速度很快,CPU 計(jì)數(shù)Δt1 = t1 - t0b1 進(jìn)入第二個(gè)階段,Δt1 = t3 - t2 約幾個(gè)ms級(jí),又重復(fù)檢測(cè)到過(guò)流或短路信號(hào),再次重復(fù)第一個(gè)過(guò)程,將信號(hào)輸入驅(qū)動(dòng)板, Enable CPU 再次累計(jì)。
c. 如此經(jīng)過(guò)5 個(gè)回合,可以確定此時(shí)過(guò)流或短路值均超過(guò)保護(hù)線規(guī)定數(shù)值, IGBT 將關(guān)斷UPS ,設(shè)備轉(zhuǎn)旁路供電,5 次過(guò)程在20 ms 以內(nèi)。
d1 由于逆變器過(guò)流或短路電流檢測(cè)采用霍爾元件或電阻,且在逆變器原邊直接檢測(cè),因而檢
測(cè)速度極快,所以在真實(shí)發(fā)生過(guò)流或短路超過(guò)設(shè)定保護(hù)值時(shí),將及時(shí)關(guān)斷逆變器功率管,對(duì)UPS實(shí)施有效保護(hù),可滿足用戶實(shí)際需要,解決了以往存在的技術(shù)問(wèn)題。
e1 對(duì)于企業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)、高檔精密儀器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、金融處理系統(tǒng)在選用UPS 時(shí)要格外慎重。筆者建議工程技術(shù)人員選用真正在線線式UPS 方可保證設(shè)備安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)地運(yùn)行,為石化企業(yè)高速持續(xù)發(fā)展提供可靠的保證。
5 　結(jié)論
通過(guò)本項(xiàng)目研制,在常規(guī)腈綸中試紡絲裝置上,添置少量關(guān)鍵設(shè)備,按本項(xiàng)目確定的工藝路線、混合方式、混合比例,添加入一定量的具有遠(yuǎn)紅外輻射性的陶瓷微粒,可紡制出符合紡織后加工要求的具有遠(yuǎn)紅外輻射功能腈綸纖維。并且其工藝路線與上海石化股份公司腈綸部的工業(yè)大生產(chǎn)體系十分接近,對(duì)移植到工業(yè)大生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義,對(duì)大生產(chǎn)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)起著重要作用。也為中試裝置改造提供了方向。