220kV變電站UPS電源系統使用現狀淺析

【摘 要】 220kV變電站在電網構架中的作用非常重要，其運行的可靠性關系到所屬區域電網的供電安全。220kV變電站的UPS系統為變電站的監控、信號、計量、繼電保護、自動裝置及火災報警系統等提供可靠穩定、不間斷的高質量電源，是非常重要的電源設備。簡要敘述了UPS系統的構成配置、功能、運行方式及維護特點，為變電站UPS系統的運行維護提供了重要依據。

【關鍵詞】 變電站 UPS系統 運行 維護

1系統配置

220kV變電站UPS電源系統包括UPS電源、外部電源輸入、交流電源輸出、數字計量、裝置屏柜及安裝輔助設施等。UPS電源由整流器、逆變器、旁路隔離變壓器、靜態旁路切換開關、手動維修旁路開關等元器件組成。

一般情況下，220kV變電站有兩套UPS電源，互相替代使用。UPS交直流逆變電源柜包括兩套逆變電源裝置，每套裝置都有兩個獨立的空開，分別作為逆變電源裝置的直流220kV電源和交流220kV電源輸入。

2系統運行方式

220kV變電站UPS電源系統采用交直流互為備用的運行方式，該運行方式下站用交流電和逆變電源輸出的交流電互為備用，即當站用電斷電時，系統將自動迅速由直流經過逆變器逆變后給變電站綜自系統或集控系統等負載供電；若直流220伏電源斷電或者逆變器自身故障時，將自動切換由站用電給變電站綜自系統或集控系統等負載供電，這種互為熱備用供電方式大大提高了供電的可靠性。為了防止變電站交流電源串入直流系統，正常運行時由直流經過逆變器逆變后給變電站重要負載供電；逆變器交流輸入開關斷開。

3系統的運行維護及異常處理

對UPS電源系統的日常運行維護工作中，需要檢查以下設備情況：（1）UPS主機是否正常工作，運行指示燈是否正常點亮，液晶屏顯示是否正常；（2）檢查UPS屏上的饋線空開位置是否正常投入，各空開指示燈是否正常點亮；（3）檢查UPS屏內設備溫度，定期進行紅外測溫，排查設備發熱問題等。根據實際運行經驗，UPS電源系統在運行中可能出現的故障有輸出過載、輸出短路、交流電壓畸變嚴重或電壓不穩、直流輸入欠壓、直流輸入過壓、逆變器故障等。日常巡視中若發現逆變電源不是處在逆變工作狀態時，應及時采取措施，恢復正常的逆變工作狀態。

（1）輸出過載

UPS系統在運行中出現過載或由于站用電失壓導致UPS自動切換出現過載時，過載指示燈亮，逆變器輸出過載保護動作關閉輸出，中斷對負載供電；此時應切除過載UPS系統的綜自系統全部或部分負載，并關閉UPS復位過載指示燈后，重啟UPS后逐一恢復綜自系統負載運行。運行中UPS總負載不得超過綜自系統的總容量，由于計算機、工控機為非線性負載，啟動時有較大的沖擊負荷，UPS運行中應降額使用。嚴禁在滿時突然切斷所有負載，否則容易造成過電壓、過載而無法啟動UPS。

（2）交流電壓畸變嚴重或電壓不穩

在交直流互備運行方式下，若站用電因故障出現電壓畸變嚴重或電壓不穩，出現“旁路”“逆變”指示燈來回跳動現象時，應斷開交流輸入（旁路）開關，將UPS切至由直流經過逆變器逆變后給變電站綜自系統或集控系統負載供電，以免影響負載的不間斷供電。同時查明所用電故障原因，盡快恢復所用電運行。嚴禁將柴油發電機作為交流旁路輸入使用。

（3）直流輸入欠壓

運行中UPS系統具備直流輸入欠壓保護功能，當輸入直流電壓低于180伏時逆變電源將自動關閉，同時電池電壓異常指示燈常亮（或欠壓指示燈常亮），當直流輸入電壓恢復至200伏或以上時，UPS自行啟動，自動恢復輸出。運行中UPS出現直流輸入欠壓時，應檢查UPS是否自動切換至旁路運行，若未切換應手動切換至旁路運行，確保UPS不中斷綜自系統負載供電，同時查明欠壓原因，是否由于UPS直流輸入空開跳閘或直流母線電壓是否過低，盡快恢復UPS直流輸入電壓。

（4）逆變器故障

運行中UPS逆變器故障有可能是由于過熱或本身元件故障引起。逆變器具有過熱保護功能，當UPS機箱內溫度超過75度時，輸出將自動關閉，機箱內溫度恢復正常時輸出將自動恢復；當機內溫度超過50度時風扇不運轉，表明風扇故障，需立即處理。UPS逆變器故障發生時，應檢查UPS是否自動切換至旁路運行，若未切換應手動切換至旁路運行，確保UPS不中斷對重要負載供電，之后再處理UPS裝置故障。故障處理完成后，再恢復UPS系統的正常運行方式。

4 結語

220kV變電站UPS系統在配置設計上充分考慮了各種情況下的運行方式，在為變電站提供穩定電源供能方面起著舉足輕重的作用。我們在對其系統進行運行維護時要全面掌握其工作原理，針對不同情況下做好相應的保護措施和調整方案，避免UPS系統的損壞，延長設備使用壽命，為電力系統的安全穩定運行提供強有力的保障。

【參考文獻】

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作者簡介：袁偉，男，漢，碩士研究生，國網黃梅縣供電公司，電氣工程。