电源 调理 需要 匹配 的电能质量环境

电压下降取决于设备。可能需要不间断电源(UPS)，但对于大规模的问题，UPS可能不是最佳选择。请看5种UPS替代方案。

通过马克·斯蒂芬斯和奥登·赖特 2020年5月6日

V电压凹陷有负面影响对敏感控制电路元件和可靠性。理解设备的能量来源来决定答案er要求不间断电源(UPS)或电能质量缓解技术年代。

第1部分这个系列的“为什么我的工业流程对功率波动如此敏感?”描述了电能质量(PQ)事件定义为电压凹陷，但被许多人非正式地称为一个浪涌、昙花一现或中断。第一部分还介绍了一个典型的交流在许多工业过程中使用的控制电路和元件:120伏控制电源变压器(CPT)与交流“冰块”接力，一个可编程逻辑控制器(PLC)、可调速驱动器(ASD)等。过程灵敏度的来源被确定为易受电压下降影响的控制组件，或供电电压瞬间降低低于标称电压的90%。

下面,p第2条确定并检查了电压跌落对敏感控制电路元件影响的可能解决方案。这些影响可能取决于很大程度上设备的电源．我它供给的S从传输电路还是配电电路?传动系统往往更相互联系的，在更高的电压水平下，比分布电路．

电压有什么问题?

图1有助于说明区别。只有一年的数据，左边系统显示相对较浅和短暂的电压下降- - - - - -均在标称电压的70%以上，持续时间在0.2秒内哪种传动系统比较典型．关键过程屈服于这一水平PQ数据非常敏感。

PQ数据(5年)为的右边的系统显示多个中断在0伏时，而且更多的，更深，以及更长时间电压跌落．这种模式是分布的特征美联储电气系统。请注意，电压下降超过90%的标称，而在右侧记录，应该不是问题，因为大多数设备都是在这个级别上正常工作的。

图2说明了各种控制系统组件的灵敏度。绿色、棕色、红色、蓝色和深绿色线分别代表一个敏感PLC，一个敏感直流电源负载为100%，灵敏交流“冰立方”继电器，灵敏PLC输入/输出(I / O)连接，同样敏感直流电源负载在满载的50% -一个显著的改善仅仅是因为电源负荷不足．

过程控制电路最容易受到电压跌落事件的影响，很大程度上是因为复杂的电力电子设备——例如那些在可调速驱动器中发现的电子设备——可能需要非常稳定的电压。因此，第一种补救措施也许首先想到的可能是联合包裹这是一种基于电池的电源。然而,我这是解决实际问题的最好办法吗?

使用UPS的最佳时间

对于相对短暂的服务中断，当电压降至零持续几分钟或更长时间时，一个UPS可能是最好的选择．然而,可能还有其他因素与电压下降有关。而电力中断可能需要更全面(从长期来看也更昂贵)的PQ解决方案，电压下降- - - - - -比干扰多得多- - - - - -只要求以某种方式将额外的电压添加到过程控制中，以维持凹陷的持续时间，哪一个经常停留年代超过标称电压的50%且寿命长年代只对半-瑞士Nd或更少．

坏t伊命

备用或线路交互UPS- - - - - -通常是为了节省能源- - - - - -可能反应不够快，以支持电压下降可能是因为控制五月由于电压降低而不是完全断电，需要很长时间才能接通电源。当UPS启动时，凹陷可能已经结束了随着进程关闭。在这些情况下，联合包裹制造商经常发现,尽管结果如此，的单位操作d正常的ly到设备管理器的惊愕．然而,一个UPS在双转换模式(始终激活)没有时间延迟，因为它总是在运行-消耗更多的能源．

PQ评估期间允许工程师识别不正常的UPS单元- - - - - -经常小型设备“散布”在整个设施的控制面板上- - - - - -因为电池没电了从来没维护过，显然是安装好了就忘了。为一个保持UPS的有效电压凹陷解决办法，铅酸电池必须每三到四年更换一次每年至少检查一次．

然而，UPS常常被认为是理所当然的，直到有一天，就在安装几年后，一个也许小PQ事件发生时，UPS不再有能力缓解T g。UPS从下垂切换到中断．在许多情况下，UPS被遗弃在原地，如图3，可能是为了避免电池处理成本．

UPS是必要的吗?一个更好的方法是否会安装一个更大的分布式电源装置，将其输送到那些需要它的关键区域有有效的维修合同。

五个battery -少选择

现有的技术不需要电池,这可能安装后被遗忘(如果正确安装)。这些技术,在过去发展起来的25年,正确的电压帮助工业控制在持续一到几秒的时间内渡过45至50%量级的电压下降。一些也能够支持短暂的中断。

请注意，这些只适用于控制电路，而不是整个机器过程;因此，所涉及的能量要小得多。在一个例子中，一个问题特别严重的配电线路，一个设施增加艾德其进程关闭问题每年20到5个后执行EPRI的建议。

Recommended技术可以代替UPS服务可以简单到：

P电源电子线圈固定保持继电器和接触器工作的设备电压下降到25名义金额%．
T他值得尊敬的铁磁共振,或恒压变压器(CVT)，如果大小正确，可以条件电源为控制通过电压下降到标称的45%。恒压变压器年代是最严重和最不节能的发条式电压跌落解决技术。
一个非常快tap-chang呃是帽能力的快速开发平在凹陷期间向上修正输出电压，然后利用平活动结束后，你就退下。
一个年代tatic年代非常compensator包含电力电子- - - - - -和电容器- - - - - -基于能量存储。电压下降超过50％名义上，该单元拉动额外的电流来重建缺失的部分波形。对于震级较低的事件，该设备使用能量来自内部存储电容器-合适的尺寸，短时间的电压中断甚至可以减轻。
最后,直流缓冲模块基于电解电容器或超级电容可能支持直流完全中断系统范围为200女士超过38秒。

图4说明了所有这些功能．与UPS不同的是，这些设备可能运行时间为1015年几乎没有维护要求．

的我PQ的重要性data

作为图4可以说明,魁人党数据对于识别系统中PQ异常的程度至关重要还有精确地控制灵敏度。缓解解决方案(或多个解决方案)将取决于魁人党在特定的场地有经验设备控制在考虑。相对我nexpensive(2020年3月低于3000美元)在商业上是可行的可以获得和安装PQ仪表，为设施管理人员提供这一重要数据。

减轻设备可以大致按照图5．虽然个别控制具有已知敏感性的组件可能会被减轻单独，控制电路中可能存在其他灵敏度未知的元件;因此，CPT的缓解措施可能是最有效的方法为麦荷兰国际集团(ing)过程控制更稳健的电压下降。与工业环境中的大多数选择一样，解决问题的真正成本必须与问题本身的真正成本相权衡。

电能质量:UPS，替代品

f后在初始成本年代+包括维护,设施经理可以决定UPS不一定是最好的PQ选项．仔细考虑PQ数据，PQ问题的成本，以及总长期电力调节替代品的成本将导致PQ缓解的最佳选择．当然，每一种潜在的缓解措施都必须考虑到适当的应用程序和大小——这是人们学到的东西从体验。

虽然有效，但改造解决方案可能避免采用鲁棒控制设计．

第3部分将研究如何做到这一点魁人党鲁棒性可以嵌入进入工业控制设计．

Mark Stephens 是 的主要项目经理;奥尔登赖特  技术领导者, 吗电力研究所(EPRI)．编辑:克里斯·瓦夫拉，副主编， 控制工程,《媒体,cvavra@cfemedia.com．

更多的答案

关键词:电能质量，不间断电源，UPS

仔细考虑的PQ数据将导致PQ缓解的最佳选择。

相对当电压降至零持续几分钟或更长时间时，服务的短暂中断，不间断电源（联合包裹）也许是最好的选择．

五选一UPS的技术替代品可能更有效。

考虑一下这个

贵公司多久检查一次UPS ? UPS起什么作用?

一边b基于“增大化现实”技术

增加uptimew母鸡PQ我半导体存储器occur:

了解你的PQe环境——根据你的情况制定解决方案
不要假设电池- - - - - -我们需要基于UPS的系统，还有其他技术
避免使用敏感的交流控件中的组件
使用嵌入鲁棒性ac -或dc -基于与之兼容的控件IEEE 1668T额定电压小于1000v的最终使用电气设备的电压跌落和短中断行驶测试的推荐使用规程或SEMI F47电压跌落抗扰度标准．
利用v与电压电机中的凹陷贯穿设置- - - - - -驱动系统