钢铁企业UPS绿色解决方案

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钢铁企业UPS绿色解决方案

发表时间：2008-03-11 11:11:14.0 作者：王健

近几年钢铁行业发展势头迅猛，尤其是民营钢铁企业，钢产量占到了总产量的40%。快速的发展带来了产品结构的调整，由过去的普材优势向着生产高附加值产品、提高企业竞争力迈进，许多企业相继投产了连轧薄板、中宽带钢、H型钢等高附加值产品。

企业的快速发展也给硬件建设提出了更高要求，除了自动化、易管理之外，钢铁企业需要跨越的两个门槛就是生产的绝对安全性和响应国家号召创建绿色节能型企业。

需求分析和解决思路

对于钢铁企业这样的特殊企业来说，电源故障是威胁企业正常运作的最大隐患。在生产过程中，供电必须保证百分之百可靠，即便是极短时间的晃电也会造成整个生产过程的停滞、产品报废，甚至设备损坏。

通常意义上，我们所说的电源故障包括：电网电压过压、欠压、瞬间跌落、故障停电、由于用电环境和传输系统造成的各种干扰、由于自然环境（主要是雷电等）造成的干扰和设备的损坏等。

目前我国供电形势依然严峻，各地企业用电也受到一定程度限制，要利用现有电力资源，保障安全生产最大化，就必须大量配备UPS电源，不但要保障核心部位（PLC，交换机等）的供电，还要向他们所运行的软件环境提供绝对可靠的保护。不夸张的说，钢铁企业使用的UPS已经不再是一台普通的后备电源，已经变成了一个局部的具备高可靠性、多性能、高度智能化的供电核心。

需求分析

对于钢铁企业来说，后备式和在线互动式UPS在应用上具有很大的局限性，因此重点还是考虑在线式机型。
1.鉴于大多数钢铁企业用电环境不佳，波动较大，因此要尽量选用允许市电波动范围大的产品，以避免频繁触发后备电源启动。

2.合理规范设备摆放位置，尽可能选用大容量UPS集中供电，以避免个别UPS设备故障导致系统部分故障。而且从成本角度考虑，单台大容量UPS的价格优于多台小容量UPS的价格总和。

3.UPS抗过载能力要强，因为只要UPS在市电交流旁路供电与逆变器供电之间切换操作，就可能出现故障。
4.UPS运行状态需要随时能被监控，这需要采购智能化的UPS系统。

解决思路

由于钢铁企业供电不能有丝毫停顿，因此必须采用双机热备份方式（冗余技术）供电。在系统正常情况下，实际只有一台机器在工作，两台UPS都在利用软件监控对方的工作状态是否正常。当工作机供电异常时，备份机会立刻接管它的工作，保证系统供电安全。

这种架构的优点是：可靠性比单机高、如遇一台故障，另一台依然可以提供电力、对UPS进行维护时也可以保持后备供电、能延长UPS寿命。

其次，根据自身实际情况，计算出某设备的用电负载，根据需要购买相应功率的后备供电系统。
另外，建设环保节能型企业已经成为各个钢铁企业的共识，在UPS的选择上同样应该遵循环保的原则。为了避免电网污染，更加节能，支持IGBT整流技术的UPS设备自然成了首选，很多优秀的UPS产品都采用了IGBT整流技术。

案例回放

国内某钢铁集团有限公司多年来一直保持高速良性发展，随着多元化战略的开展，陆续建起各种钢材料精品基地和钢铁工业新技术、新工艺、新材料的研发基地，为此应运而生的现代化中心机房的扩建和改建就显得尤为重要。

虽然技改项目所涉及的中心机房对UPS容量要求大都在中等功率，但为保证中心的安全稳定，除了要求机器的高稳定性外，该企业还对UPS电源提出了新的要求，要求把节能降耗置于技改项目中非常重要的地位，最终所采用的功耗设备不仅要效率高，而且不能给电网造成污染。

经过调研，该企业选择了支持IGBT整流技术的某品牌8kVA~40kVA、40kVA~160kVA两款UPS。这项技术可把UPS的系统效率从传统的70％大幅度地提升到93％，在提升用户带载率的同时也节约了电耗。同时，UPS对电网的谐波污染降至前所未有的水平，输入电流谐波总失真度<3%，极大的降低了对外部电网的污染，实现了绿色环保电源的理念。

事实证明，这两款UPS能够做到机器内部关键部位真正的冗余，保障了单机的可靠性。同时，超大屏幕的人性化的开关机及UPS监控系统，使得日常维护简单方便，不会有不慎关机等人为误操作事件的发生。
钢铁企业UPS应用主要场合

信息中心机房供电：
钢铁企业的信息中心机房不仅仅起着控制生产的作用，它基于集中管理、协同商务的理念，根据钢铁行业系统的特殊需求，通过先进的采购、销售、生产、质量、设备、库存和财务管理功能构建核心企业的最佳业务流程。

设备需求：约120kVA～160kVA。

PLC和DCS系统供电：
近年来钢铁企业进入产业升级阶段，引进了大量热轧、冷轧生产线，这些设备自动化程度都很高，其中有大量可编程控制器（PLC）和集散控制系统（DCS），这些设备需配备UPS。
设备需求：约3kVA～80kVA。

氧枪和大型风机供电：
当转炉供电异常时，转炉中的氧枪必须快速升起，确保钢水外流，杜绝钢水固化造成转炉报废。因此，转炉氧枪的提升电机上必须配备UPS。

高炉风机是负责供氧送风的设备，在钢铁冶炼中起到重要作用，一旦供电中断，将造成巨大损失，严重时会造成整个高炉报废。高炉风机功率很大，一般都是MW级别，而且需要独立供电。

设备需求：氧枪系统200kVA左右；风机系统需要的UPS功率根据风机主功率不同而变化。

绿色供电：IGBT整流技术
IGBT整流技术，是随电力电子技术的发展而产生的一种新型整流技术,具有高效、结构简单、绿色低污染等特点。

之所以说IGBT技术是绿色供电技术，是因为它具有低污染的特征。我们知道，各种用电设备和电源装置产生的谐波电流都会污染电网，计算机负载也是非线性用电方式的设备，也会产生电网谐波污染。而使用IGBT整流技术的UPS保护是双向的，既能保护负载，也能保护电网。

使用IGBT整流技术的UPS除了可以降低自身对电网的污染外，还可以消除所带负载对电网谐波污染和校正功率因数。采用IGBT整流技技术，能实现让用户在UPS后端感到UPS提供是纯净的正弦波，让电网在前端感到UPS及所带的负载组是低谐波的近似阻性负载这样一个理想的目标。

IGBT技术诞生初期，也受到成本过高的困扰，随着技术逐步成熟，已经大量应用于UPS产品上。■

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