調度自動化主站UPS電源系統改造

姚 朝 周艷平 楊 敏

(云南電網公司昆明供電局，云南 昆明 650011)

1 前言

UPS不間斷供電電源的作用是當系統電源消失時，將電池儲存的直流電能經過逆變成交流電能向負載供電，保證對負載供電的連續性和可靠性。某局調度自動化主站UPS電源系統為雙機并機運行，不滿足要求，因此需實施自動化系統不間斷電源整改工作。由于該電源是調度自動化系統及相關輔助系統在交流斷電時使用，確保改造期間調度自動化系統穩定、可靠運行，制定了詳細的設計及實施方案。

2 UPS主機運行方式

圖1 改造后地調主站UPS配電原理圖

UPS電源系統采用雙機雙母線帶母聯運行接線方式。雙電源供電設備的兩路交流輸入電源分別取自UPS電源系統的兩段輸出母線;冗余配置的兩臺單電源供電設備，其交流輸入電源應分別取自UPS電源系統的兩段輸出母線，采用STS靜態切換開關連接。改造后使用兩組蓄電池，一組蓄電池延用原有的蓄電池組(6×32×12V×100Ah)，另外一組蓄電池用新安裝的湯淺2V電池(6×32×2V×600Ah)見圖1。

3 設計與實施

規程對UPS配置標準有了詳細明確的規定，在考慮大樓機房的用電特點及負載用電特性等因素后，在分析UPS業界供電方案及UPS設備特點的同時，根據國家電力標準機房建設原則，制定出艾默生機房負載可靠的不間斷供電方案。采用艾默生Hipluse U 160kVA UPS“雙母線”并機加可控硅整流技術。

3.1 UPS及蓄電池容量的確定

1)UPS容量較負載不宜過大，使其過度輕載運行。過度輕載運行雖有利于降低逆變器的損壞概率，但可能造成市電停電時，電池放電電流過小而放電時間偏長，在電池保護裝置故障時，電池組被深度放電，而遭永久性損壞。

2)UPS容量不宜過小，使其長期處于重載運行狀態。這樣雖可節省一部分投資，但由于逆變器處于重載運行，其輸出波形將發生畸變，輸出電壓幅值抖動過大。這樣既不能為負載提供優質電源，還極易造成UPS逆變器的本級驅動元件損壞，所以，即使從經濟角度講也是得不償失。目前一般推薦UPS負載量不宜長期超過其額定容量的80%。

3)考慮負載不斷分期擴容的情況，在配置UPS容量時，應適當考慮中遠期發展趨勢，相應地，配置UPS輸入輸出配電柜時，應預留多臺UPS的輸入開關和中遠期的負荷分路開關，以便于今后擴容。

選擇采用了兩臺160kVA的UPS主機。為保證系統交流斷電時，UPS電源能不間斷地向自動化系統高質量供電，蓄電池的配置尤為重要。整個雙母線系統后備時間要求達到2個小時。電池容量選擇應遵循以下原則:即電池必須在后備時間內供電給逆變器，且在額定負載下，電池組電壓不應下降到逆變器所允許的最低電壓以下。計算公式如下:C=PL×T/(Ve×η×K)，計算結果為531Ah，選擇384*2V*600Ah蓄電池完全滿足斷電延時2個小時后備時間要求。

3.2 實施要求

3.2.1 實施遵循原則

1)不得影響調度自動化系統、電能量采集系統、配變監測系統、調度錄音系統等在線系統的正常、連續運行。

2)工程實施過程中盡量縮短各系統服務器、磁盤整列等雙電源設備單電源供電的時間。

3)當系統在電源轉移的過程中單電源供電時，必須保證該單電源為UPS電源，且UPS電源帶蓄電池組運行。

3.2.2 技術要點

設計中考慮過渡方案為:依次拆除原有的#1、#2UPS對應的電池組，搬遷至新的蓄電池房，并分別接入原有#1、#2UPS主機;在原來電池組的位置上新裝#2UPS主機和交流輸入配電柜2;接入0.4kVII段母線42G斷路器，并接入新的蓄電池(2V)，待運行正常后，拆除老的UPS主機，安裝新的#1UPS主機，并接入原有蓄電池組和0.4kVI段母線41F斷路器電源，功能測試正常后接入負載。這樣整個施工期間調度自動化系統始終保持有足夠容量的UPS電源供電，保證交流斷電后系統不受影響。

4 結論

調度自動化系統不間斷電源改造，改造期間未對現有的調度自動化主站等在線系統造成影響，改造工程安全、可靠，目前系統運行正常。

［1］王其英.實用電源技術手冊UPS電源分冊［M］.遼寧科技出版社，2002.06，50

［2］南網總調.南方電網調度自動化系統不間斷電源配置規范［S］.2009.12，附頁