摘要：目前，DCS（分散控制系统）已经成为了过程控制的核心，这一系统的综合性及强，其本身应用了复杂的计算机技术、控制系统技术、电子与电气技术、各种类型的通信技术等，同时具备诸多功能，诸如数据采集、自动控制、数据存储、保护联锁、历史数据记录等等。这样的系统何其庞大，作为目前发电企业机炉控制系统的中枢，它能否发挥其正常的效用，能否充分发挥潜能，能否保证长时间工作的稳定性，就成为了DCS、乃至生产现场安全稳定运行的关键，这样，不间断电源的自身性能也就成为了DCS系统的心脏。
关键词：计算机技术 DCS系统 电子信息
由于计算机技术的普及应用和电子信息产业的不断发展，计算机系统特别是DCS控制系统，对供电质量提出越来越高的要求，比如：不间断供电，充分改善供电质量，对供电系统给予全面保护等。因此，在DCS系统的供电系统中必须配置不间断供电设备不间断电源（UPS——Uninterruptible Power System）。作者在此对不间断电源（UPS）在发电厂DCS系统中的应用提出见解。
1、不间断电源（UPS）的工作原理及工作过程
不间断电源（UPS）是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。目前，发电厂DCS系统供电都是接受厂用电系统220V，而UPS电源则是和厂用电并联。当厂用电输入正常时，不间断电源（UPS）将厂用电稳压后供给负载使用，此时的不间断电源（UPS）就是一台交流厂用电稳压器，同时它还使机内蓄电池浮充电运行；当厂用电中断（事故停电）时，不间断电源（UPS）立即将机内蓄电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续提供220V交流电，使负载继续正常工作，为发电厂安全生产起到一定的保护作用并保护负载软、硬件不受损坏。目前我们常见的UPS有后备式、在线互动式和双变换式。
1.1 后备结构
在厂用电正常时，逆变器不工作，电网电压经智能调节后直接送负载。 只有在停电时，才通过逆变器将电池能量转换为交流向负载提供相应的电能。
（1）输出电性能指标取决于智能调节，因此对厂用电噪音以及浪涌的抑制能力较弱，指标较差，一般负载可满足要求。
（2）在电网故障和恢复过程当中，输出电压存在切换过程，切换时间间隔能满足在10ms范围之内。
（3）逆变器只在电池供电时才开始工作，在电网正常时逆变器处于备用状态，因此可提高不间断电源（UPS）的输出可靠性。
（4）电路简单、体积小、重量轻、成本低，适用于小功率、低负荷的负载要求。
1.2 在线互动式
其工作过程与后备式相似，具体区别是逆变器双向工作，电网正常的情况下AC-DC交换给电池供电；电网出现故障时DC-AC向负载供电，电路的结构同样具有后备式简单、可靠性和输出能力强的特点。
1.3 双交换在线式
它具有两个逆变器，第一个逆变器（AC/DC）将交流转换成直流，并向电池充电，并且向下一个逆变器提供直流电能；第二个逆变器（DC/AC）将直流电能转换成符合要求的交流电；电网失电时，第二个逆变器由电池供电，一般情况大功率不间断电源（UPS）都采用此种结构形式。
2 不间断电源（UPS）的选用和配置
选用不间断电源（UPS）做为备用电源应从以下几个方面考虑：
（1）不间断电源（UPS）的输出指标是为满足各种类型负载要求而必须要求的，因此要根据驱动不同负载情况而慎重的考虑如下指标：
●频率稳定精度。电压稳定精度。该参数应大于负载提供指标的10%。
●UPS的转换时间。
●掉电后维持时间这主要根据负载的要求和电池的容量来定，一般选用60~90min，特殊情况延长时间可增加电池容量。
●过载能力是指UPS在用电池供电时短时间内所能承受最大输出功率。
（2）从结构形式选取不间断电源（UPS）。
（3）输入功率因数和电流谐波成分是不间断电源（UPS）的一个重要指标，特别是较大功率的不间断电源（UPS）。
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3． 我厂选择不间断电源（UPS）的技术规范
我厂锅炉和汽机DCS系统用UPS招标技术要求如下，供大家参考：
（1）交流不间断电源的要求，锅炉侧和汽机侧DCS系统各一台UPS电源，容量为15KVA。
（2）UPS装置应由整流器、逆变器、静态开关（要求有两组，一组为逆变器的，一组为旁路的，且切换时间不大于5ms）手动检修旁路开关、旁路隔离变压器、旁路调压器等组成。
（3）UPS正常工作状态由交流工作电源供电，经整流逆变器后提供交流220V恒频、恒压电源。
（4）当逆变器故障输出电压异常或过载时，则由静态开关切至旁路备用电源供电。正常时逆变器输出电压要跟踪旁路输出电压。
（5）手动旁路开关主要用于逆变器和静态开关维修时，保持不间断供电。旁路开关先闭后开，短路承受能力不小于10倍额定电流。
4． 不间断电源（UPS）的维护
长期以来，由于UPS设备所处的辅助地位常常被人们所忽视，重使用、轻管理的现象十分普遍。UPS供电系统在发电厂一方面被广泛使用，作用很大；另一方面又不像DCS那样被人重视、爱护，长期以来在角落里提供着可靠的服务，直到出现了问题才会引起注意。但实践经验已告诫人们，UPS的安装及运行时的维护是非常重要的，这些工作应主要依靠使用方的硬件维护人员和供货方的企业技术人员来完成。
其中供货厂商应提供详细完整的维护技术资料，确保维护备品、备件来源充足；还应对系统用户提供培训，保证用户正确使用UPS，避免各种不必要的人为故障。确保能使不间断电源（UPS）正常工作，确保发电厂DCS系统电源连续可靠供电，以下几个方面的工作是必不可少的：
（1）不间断电源（UPS）周围环境要保持清洁，这样可以减少有害灰尘对不间断电源（UPS）内部线路的腐蚀；
（2）确保不间断电源（UPS）电脑系统稳定可靠工作，防止寄生电容耦合干扰，操作设备及人身安全，因此必须有良好的接地系统，接地电阻小于5Ω；
（3）定期对电池充放电是电池保养的关键。
（4）不间断电源的供电来源其内部的电池放电。
（5）电池的保养通常包括检查电池外表是否有变形（如膨胀）、漏液现象，检查电池正、负极是否有氧化现象，端子的松紧程度；测量电池的端电压，保持电池的清洁。
5．间断电源（UPS）的供电方案
发电厂DCS系统电源是通过不间断电源（UPS）的输出供电，但对不间断电源（UPS）的输入有一定的要求，笔者所经历实践工作中由于不间断电源（UPS）长时间断电，造成不间断电源（UPS）系统中的电池电量放尽，监控系统电源中断，对计算机系统和生产工艺系统都造成一定的损失。
6、UPS系统的发展趋势
近几年来，UPS领域虽然少有突破性技术出现，然而随着电子技术、控制技术的发展，一些新兴技术也不断应用到UPS产品中去，UPS一直在稳步向追求产品的高可用性、高稳定性方向发展。伴随着UPS产品不断吸纳新的技术，厂商对用户需求把握的不断深入，UPS在应用中体现出以下明显趋势：
网络化与智能化 网络时代的UPS产品已经由独立的外设产品发展成为计算机和网络系统不可分割的一部分，除了要求UPS产品可方便地接入网络和计算机外，有些还要求其能够实现与网络和计算机的双向数据通信。
高可用性 由于网络结构充满了不可知性、不确定性，也带给人们一定程度的不安全感，在这样的背景下，IT产品能适应当前不断变化的需求成为用户的普遍愿望。
全面的电源管理 除了对UPS本身产品功能的更高要求外，用户也提出了对UPS延伸功能的需求。
随着发电厂DCS系统逐渐替代传统的发电厂控制方式，合理的配置和正确的应用UPS（不间断电源）是必不可少的内容。随着UPS（不间断电源）系统智能化程度的提高，安装、管理、维护已成为一项紧要的日常管理工作，特别是对其软件的不断升级，它的管理和维护不再是专门的技术，而且在很大程度上降低了成本，增加了不间断电源（UPS）的易用性、可管理性，最终保持其连续可用性，这也是不间断电源（UPS）的发展趋势。
参考文献：
[1]涂植英，朱麟章.过程控制系统[M].机械工业出版社，1991.
[2]刘文铁，阮根健，孙洪宾.锅炉热工测试技术[M].哈尔滨工业大学出版，1989.
论文作者:徐博
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/6
标签：不间断电源论文; 逆变器论文; 负载论文; 系统论文; 旁路论文; 电池论文; 工作论文; 《电力设备》2018年第11期论文;