需求与分析
近年来，随着我国经济的持续增长，化学工业也得到快速发展，化工产业一方面给我们的社会经济和人民生活水平起到了巨大的提高和促进作用，另一方面也给人民群众的生命财产安全构成了极大的威胁。特别是近年来，许多化工企业的装置朝向大型化、连续化、自动化的方向发展，易燃、易爆、高温、高压、剧毒、腐蚀等特点相当突出，生产过程中稍有失误将会酿成灾难性事故，造成生产、设备、人员等多方面不可挽回的重大损失。
实际上，大型化工企业工艺流程复杂、生产联系紧密、供电量大且集中，这类企业往往在企业内部形成相对独立的6-35KV企业配电网，其供配电系统网络复杂、电力负荷密度大、供电可靠性要求高、设备绝缘水平参差不齐、使用环境由于污染腐蚀而较为恶劣。由于这些特点的存在，化工企业的配电系统较易遭受雷击、绝缘破坏、操作事故、大容量负荷合闸冲击的影响，发生电网电源的波动、脉冲干扰和瞬时中断等现象，致使生产过程紊乱、产品质量波动甚至生产装置停车，由此造成设备损坏、环境污染甚至人身伤亡事故的发生，对企业的生产和安全构成严重威胁。
（图：液氯生产企业）
1、主生产设备
化工厂需要电源保护的主生产设备，包括有水泵、汽泵、电控阀门、风机和鼓风机等，它们的负载功率在10～45KW。这些负载设备，主要有如下特点：
① 呈电感性。设备内部主要有电动机。
② 对电压的精度要求不是很高，保持在380±10%范围即可
③ 电源中断的危害很大。
2、工业控制系统
随着化工厂的不断技术改进，自动化控制水平有了很大提高。在生产过程中，经常采用DCS控制系统。
DCS是distributed control system的简称，意为集散控制系统，也称为分布式控制系统，它利用计算机技术、控制技术、通信技术、图形显示技术实现过程控制和过程管理。实际应用中，常以多台计算机分布应用于生产过程环节，通过通信总线、显示器、键盘等设备进行操作显示和报警。
对于化工企业而言，DCS控制系统能否连续稳定运行，既关系到企业生产的安全可靠运行，也关系到企业产品的质量、企业社会责任问题。
不同的DCS控制系统，其工作的软硬件不尽相同，但基本都需要一个安全稳定的工作电源。由于DCS是24小时连续工作，依靠单台UPS提供保护明显不足，一旦发生UPS故障，或者UPS往DCS供电的电缆或空开故障，将导致DCS出错、断电等情况发生，迫使生产过程强制停车。
解决方案
1、液氯工厂主生产设备的电源保护方案：
FR—UK—P系列工业电力电源是科华公司针对工业应用负载及环境，采用先进技术制造的新型绿色工业级交流保护电源，由逆变系统、电池充电系统、维护旁路、控制系统、电池组等组成，具有高效、安全、可靠、绿色环保等优点。
（图： 1+1冗余供电系统）
方案优点：
① 可靠性
本方案充分体现提高可靠性要求的故障预防、故障弱化、故障容错、在线维修四个基本思想。
FR—UK—P系列UPS专门为电机类负载设计，采用最新一代DSP控制技术，关键电路冗余式设计，较之普通UPS其MTBF值高出12万小时。
负载设备占单机额定功率的70%，而实际每台IPS所带负载只有额定容量的30～40%，并作为另外一台FR—UK—P系列UPS的备用电源，相对于满载使用，系统的可靠性更高。
电池作为后备能源，其性能好坏与否直接影响系统可靠性。采用MMBM2对每个电池进行监控，及时了解每个电池的运行状态，如有问题可预先处理。
由于采用冗余供电，市电1、市电2、FR—UK—P1和FR—UK—P2中，相互之间是独立工作的，某一项出现问题不会影响供电。
只要上述四者中有一项功能正常，都可以对负载提供电源。这给出现问题的设备争取了宝贵的处理时间。
采用STS的好处在于，FR—UK—P1和FR—UK—P2可以随意地退出系统进行维护，维护过程中可以通电测试，不会对负载设备产生不良影响。
② 经济性
FR—UK—P系列UPS的效率高于98%，较之普通的UPS节省能耗70%以上，这对工厂用电明显节省许多开支。
由于系统具有较强的故障预防能力，可最大程度地减少由于设备故障造成的经济损失。
FR—UK—P系列UPS更高的平均无故障时间（MTBF），可以减少设备的运行维护成本。
科华公司遍布全国的服务网点，为客户提供快捷、经济的本地化服务。
③ 可扩展性
由于FR—UK—P系列UPS留有一定的功率余量，如果负载设备小容量增加，利用现有设备，可以满足供电需求。
FR—UK—P系列UPS具有较强的电池回充能力，可以根据需求，扩展电池后备延时，由现有的20分钟扩展成30分钟甚至更长。
FR—UK—P系列UPS支持多种选配件，可以扩展多项功能，包括声光告警装置、能量反灌处理装置、稳压器、变频器、SNMP网络适配器等。
④ 可管理性
FR—UK—P系列UPS支持RS232、RS485、干接点、IP网络、GSM短信息告警器等多种管理方式，具备很强的管理功能。
通过MMBM2，可对电池组中的每个电池进行监控管理。
2、液氯工厂工业控制系统的电源保护方案
由于化工厂DCS可靠性的要求，我们推荐采用UPS的双回路冗余供电系统，该系统具有高度容错的能力，可以杜绝单点故障隐患。
（图：UPS双回路冗余供电系统）
UPS双回路冗余供电系统，采用2台三进三出大功率UPS组成“1+1并联系统”，作为负载设备的主电源输入，1路市电（也可以是另一路UPS）作为负载设备的备用电源输入。如方案图示，对于具备双交流电源的DCS设备，可以直接接入二路输入，分别来自UPS并机系统和市电回路，提高供电保障；对于单电源的DCS设备，则可其前端配置KTS冗余开关，利用冗余开关的冗余配电功能提高供电可靠性。
KTS冗余开关属于小功率的转换开关，功率有1～6KVA。与STS的三相大功率静态转换开关相比，KTS提供的是单相电源，内部采用快速检测技术，具备电子开关和机械开关，具有切换时间快，低损耗等特征。它具有二个输入端子，一个输出端子，只要保证有一路输入，输出就不会中断。
采用本方案，当主回路供电系统供电中断时，负载设备切换至由备用电源回路供电；大大提高了DCS的供电可靠性，全面保护整个生产过程的控制系统。
