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作者: 发布时间:2011-12-18 来源: 繁体版
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、UP

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。  zgK自动化在线网
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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。  zgK自动化在线网
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议题一、UPS供电系统接地设计  zgK自动化在线网
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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)  zgK自动化在线网
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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。  zgK自动化在线网
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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。  zgK自动化在线网
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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)。zgK自动化在线网
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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。  zgK自动化在线网
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用于UPS的接地系统类型可能采用的系统接地方式取决于:  zgK自动化在线网
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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。 zgK自动化在线网
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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)。   zgK自动化在线网
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3)某些要求是安全标准所强制执行的,例如,在保护导体PE或PEN中,永远也不允许中断以保证故障电流的流通。TN—C系统(没有中断的PEN)可以安装在TN—S系统的上线(N和PE是分离的),但绝对不能反过来,将TN—S系统安装在TN—C系统的上线。zgK自动化在线网
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2、UPS零地电压的产生及解决方法(江伟石/工程师中达电通UPS产品处技术总监 zgK自动化在线网
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UPS零地电压产生的原因是由于在高频谐波下,导线之间不再是一个纯电组性元件,而是一个集电感、电容和电阻为一体的混合体。因为线间存在耦合电感和电容,高次谐波将在零线,地线之间产生一定的高频电流,也可能抬升零地电压。  zgK自动化在线网
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解决UPS零地电压有以下方法:  zgK自动化在线网
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(1)缩短零线长度,增大零线截面积可减小零线电抗,从而将低零地电压。该解决方案的优点是效果明显,从零线电抗计算公式Zn=ρL/S看,当线长L减小,导线载面积增大,Zn随之减小,零地电压也同时降低。但受到现场实际情况限制,不太容易实现。需要在机房初期设计阶段充分考虑,否则很难更改。  zgK自动化在线网
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(2)对于双变换在线UPS,当逆变器工作时,UPS输入端零线电流理论上应该为零。但由于机房输入配电柜内流过所有电缆的都是大电流,这些电流包括UPS、机房的逆变器、本楼层的照明以及空调等。每一根电缆都含有大量的电磁干扰,所有的这些电缆被捆扎在一起走长线,使得这些高频干扰互相串扰,高频干扰电流在零线、地线上流过带来了零、地之间的压降。从测试波形上看,零地之间的高频成分呈非固定频率的杂波,也可以反映干扰为多种设备电流的电磁干扰叠加。zgK自动化在线网
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将UPS的相线和零线、地线分开走线,两者的距离应该保证在20cm以上,最好能做到40cm。其他动力电缆也应该远离UPS零线。如现场施工不能分开,零线和地线可考虑用铠装屏蔽电缆,可达到同样效果。  


UPS供电系统设计技术探讨
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