李林东 杨涛
中国石油独山子石化公司供水供电公司 新疆独山子 833600
摘要：阐述UPS系统供电的分类及合理性，介绍并机UPS系统和单机UPS系统供电的优缺点，并对此进行探讨。
关键词：UPS、单机、双冗余井联
引言：UPS就是为仪表自动提供重要电源的设备。UPS的供电可靠就对装置的平稳运作至关重要，UPS运行的可靠性就尤为重要，因此，对于UPS装置的可靠性提出了很高的要求，本文结合现有石化行业板块常见的UPS接线方式，分别指出其常见问题并提供解决方案。
一、UPS的介绍
UPS 又称不间断电源( Uninterruptible Power Supply), UPS的应用领域涉及到通信、航空航天、金融、医疗和科研部门及电力、化工、冶金等行业。UPS 的市场需求量与日俱增,计算机的迅速普及DCS 系统及 PLC 装置大规模使用、对电能品质要求的提高都推动对 UPS 的需求。
二、UPS系统供电分类
UPS系统供电分为双冗余井联UPS系统供电和单机UPS系统供电。
2.1、双冗余井联UPS系统
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2.2双机并联与单机方式的比较
1）双机并联冗余的运行特点
1#UPS、2#UPS工作电源及其共用旁路电源及其UPS本身所有开关全部投入运行（指正常运行方式下），当1#UPS工作电源失电时，1#电池组放电，此时由1#逆变器供电而不转静态旁路，此时UPS配电柜的电源还是两套UPS各给一回路，当1#UPS电池放电终止后，此时由2#UPS单机运行供电，当2#UPS工作电源失电 ，2#电池组放电终止后自动切换到静态旁路，由市电供电。
2）双机并联冗余的优点
① 对于其中一套UPS的过载可以通过功率冗余来保证其正常运行；
② 并联冗余可以扩展。
3）双机并联冗余的缺点
① 冗余并联技术复杂，要求很高；冗余并联必须是同型号、同功率的UPS并联造价较高。
② 冗余并联的技术是通过两套UPS通讯来实现的；两套UPS通常各自采集自己的相关参数及信息，通过逻辑编程等手段来控制UPS的运行，一旦检测到电气参数超限，将发出报警信息或无法完成并机操作，严重的甚至发出停机的命令；冗余并联UPS通讯板故障及通讯故障，可能造成两台UPS全停，将造成停机的严重后果，上述问题在两套UPS空载的情况下，问题出现的不多，基本上都能够完成并机，但是在带负载运行期间，其中一套故障退出运行检修，另一套在正常运行的情况下此时需要将检修完毕的UPS并入运行时，给操作带来很复杂的过程，而有些东西是人为不可控制的；并机柜或并机板本身出现故障或损坏，也会造成并机不成功或停机；所以在本质上制约了并机冗余技术的完善。
③ 冗余并联的UPS操作复杂，有全停的风险或无法进行并机的可能；在没有严格按照操作说明和操作规程的情况下操作，有两套UPS全停的风险。
④ 单台UPS的退出及投运操作时易对另一台UPS产生冲击，造成并机的两台UPS停机。
⑤ 冗余并联UPS无法避免输出电缆故障或短路故障造成的两台UPS停电事故。
⑥ 冗余并联必须安装在同一个位置。
⑦ 冗余并联多出一套并联控制系统,增加了故障点。
2.3 国内各行业双机并联冗余UPS运行现状
在2011年前的若干年间，国内各行各业在要求比较高的情况下，大多采用双机并联冗余的UPS供电方案，有些要求比较高的企事业单位采用的是多机并联冗余的方案，前期运行状况良好，在运行几年后，并联冗余的缺陷逐步显露出来。如2016年，中国石油某公司乙烯厂并机的一台UPS机检修后投运时，造成并机的两台UPS停机，使乙烯厂全厂停工，造成巨大经济损失。2014年，国内某知名互联网公司的冗余并机UPS停机，造成近十亿的损失。2012年中国石化某公司某装置的双机冗余并机UPS一台UPS退出操作时，造成冗余并机UPS全部停机，造成巨额经济损失。
经过上述分析，双机并联冗余的UPS虽然比单机运行的可靠性有所提高，但是经过若干年的运行来看，他的缺点如上所述也是暴露无遗的，有成功的经验，但是教训是深刻的。 自从自采用双机并联冗余方案的实施到2011年左右，由于那段时期采用这种方式UPS的故障，造成了多起停电事故，人们才意识到双机并联冗余的方案有其自身缺陷，此时人们才着手调查研究，确认双机并联冗余的UPS供电方案有上述的缺点。
2.4、单机UPS系统
单机UPS运行较并机UPS运行简单，即一个不间断电源模块的输出，给负荷提供电源。
优点：1）、单机系统技术简单，价格便宜。
2）、单机系统操作简单
3）、设备利用率高
缺点：1）、一台UPS承担所有负载，发生UPS故障时，会出现负载断电事故。
三、UPS可靠性最高的运行模式
结合并机UPS系统供电和单机UPS系统供电优缺点，为更好提高UPS供电可靠性，各厂家认识到将UPS故障信号上传到DCS后台(能第一时间发现故障)，单机UPS加外旁路结合的方式运行，为UPS可靠性最高的运行模式。
3.1、单机UPS增加外接旁路
增加外部旁路的优点：
1）、UPS故障现场检修能做到能量完全隔离，便于检修。
2）、UPS故障检修时可移位，现场检修可进行返厂，检测与维修。
3）、可以使仪表电源在UPS与市电之间进行无扰动的切换。
4）、可以全面解决UPS本体维修旁路带来问题。
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综合分析UPS可靠性最高的运行模式为单机加外旁路的运行方式最经济、稳定、可靠。
双电源单机加外旁路的运行存在的问题：
在UPS出现故障，需将UPS脱离供电系统，此时只能将负载切换至外部检修旁路即市电供电，若市电发生异常将直接影响到后端负载的稳定性；
四、结束语
通过分析单机UPS双输入电源供电加外旁路结合的方式运行方式是UPS系统供电最可靠的运行方式，为装置今后的稳定运行提供有力保障。
参考文献：《艾默生UPS单机及1+1冗余并机系统用户手册