郑心勤 邵珠芬 谢小玉

（1.中国水利水电第五工程局有限公司机电制造安装分局，四川 成都 610225；2.浙江广厦建设职业技术学院，浙江 东阳 322100)

概述

华东桐柏抽水蓄能电站，是一座日调节纯抽水蓄能的电站，共有4台主轴单极混流可逆式水泵水轮机组，总装机容量1200MW。该电站枢纽由上水库、下水库、输水系统、地下洞室群、地面开关站、中控楼等部分组成。整个电站按"无人值班、少人值守"模式进行设计。图像监控系统，作为一种重要的现代化监测、控制、管理手段，在整个桐柏电站电力系统中，主要对电站主要设备的监视和变电站的防火、防盗起着不可缺少的作用。

1 桐柏电站工业电视监控系统的结构特点

目前，随着图像监控系统的不断发展，加上数字视频技术的逐渐成熟，其主要是通过传统的模拟视频采集技术将重要现场实时状况进行采样，并利用标准的视频转换技术再通过光纤传送技术，把实时的高质量视频信号和实时的动力环境数据传送至主控站，实现对现场的集中监控管理。

华东桐柏电站的图像监控系统主要由主控站、分控站、转换站、前端设备、传输设备（单模光缆、视频电缆、控制和电源电缆）组成。核心设备是数字硬盘录像机，前端摄像机的视频、控制信号均能传到各转换站和监控工作站。同时通过专用网络可以将视频和控制信号传到分控中心。

主控站布置于电站中央控制室中，主要设备布置于控制台上及图像控制柜和监视器柜内，主要由图像监控工作站（含监控软件）、数字硬盘录像机、电磁兼容型监视器、视频/数据合一光端机、快速以太网交换机、路由器、转换器、UPS不间断电源和隔离稳压电源等设备组成。分控站位于杭州远方控制中心。分控站为含监控软件的监控终端。3套转换站主要设备包括转换站控制柜和UPS，分别布置于地下副厂房通信室、开关站继保室、上库启闭机楼控制设备室；5套转换站控制箱主要设备包括装有视频/数据合一光端机，分别布置于上库溢洪门启闭机室、下库进/出水口启闭机房、绝缘透平油库值班室、导流放洞事故闸门启闭机室、35KV备用电源变电所。

2 不间断电源系统（UPS）的应用

华东桐柏电站，图像监控系统在竣工投产初期，由于整套系统的电源直接引至220V厂用电系统,每次在倒运厂用电时总会发生监控视频中断现象。为了避免短时电源中断，影响前端设备的寿命，分别在主控站和3套转换站安装不间断电源系统（UPS）。

不间断电源系统(UPS)主要由主机和蓄电池组成，其功能形式，主要分为三种：一种是后备式，另一种是在线式，还有一种介于两者之间的在线互动式。

2.1 后备式（UPS）不间断电源系统

此形式的（UPS）不间断电源系统，在市电正常情况下，一方面，市电经过滤波后，直接给负载设备供电，一方面，市电经滤波后，通过充电器给蓄电池浮动充电。当市电失电后，自动启动逆变电路将电池的直流电转换为稳定的交流电输出，给负载供电。平时由于是由市电直接给负载供电，所以无法达到稳压、稳频、净化市电的功能。

2.2 在线式（UPS）不间断电源

在线式UPS电源与后备式相比较，有不同在于，它主要由整流器、逆变器、静态转换开关和后备电池组成。在市电正常时，它首先将交流电变成直流电，一方面通过充电电路给蓄电池浮动充电，一方面进行脉宽调制、滤波，再将直流电重新变成交流电源向负载供电；其逆变器始终处于工作状态，一旦市电中断，立即改为由蓄电池通过逆变器将直流电转换为正弦波交流电给负载供电。因此,在线式UPS不间断电源，输出的交流电源是经过逆变器重新产生，其电压、波形频率由UPS本身控制，具有稳压、稳频、净化和不间断等功能，大大改善了供电的品质，保护了负载安全、有效的工作。所以适用于对电源有较高要求的场合。

2.3 在线互动式UPS

这是一种智能化的UPS，除具有在线式UPS的功能外，还可以自动侦测市电的电压，可以提供高精度的正弦波交流电输出。这里不作详细介绍。

华东桐柏电站图像监控系统所采用的UPS系统，每套均配有蓄电池有20节，每节12V，串联构成电压为240V直流，蓄电池与主机构成一套在线式正波形不间断供电系统，并带有维修开关。它对输入的市电电压不断调整、滤波、在市电中断的情况下，能利用自身所带的蓄电池通过逆变电路将直流电转换为220V交流电给负荷继续供电，保证负载能正常运转，同时，给负载输出的电压具有稳压、稳频、净化的作用。同时，该UPS设备所配备的主机是可外接电池的长效机型，简称6KS。运行时，当市电正常，此时市电灯、逆变灯亮，电池灯、旁路灯不亮，若市电电压或频率超出正常范围时，市电灯会闪烁，UPS会转入电池模式给负载供电，此时，电池灯、逆变灯亮。需注意一点，正常情况下，市电模式的负载指示灯会作为后备时间内的电池容量水平指示，当进入电池运行模式时，灯的数量会随电池容量的增减显示数量。当市电灯、旁路灯亮时，说明此时负载所接的电源只是由市电直接供给，UPS在旁路模式下工作，不具备后备功能。

3 UPS的日常维护

3.1 主机的维护及注意事项

UPS设备，它对环境温度要求不高，但要求室内清洁卫生，否则灰尘遇潮湿会影响设备的寿命。在断电时，应避免带负载启动UPS电源，应先关掉负载，等UPS启动后再开启负载，否则会有多负载的冲击电流和供电电流造成UPS电源瞬间过载，严重时会损坏变换器。

3.2 蓄电池的维护及注意事项

3.21 尽管使用的是免维护蓄电池，要防止电池短路或深度放电，深度放电会造成电池内阻增大或充电电压过低从而导致降低甚至失去充电能力，放电程度越深，循环寿命越短；要避免大电流充放电，否则会造成电池极板膨胀变形，使得极板活性物质脱落，内阻增大，容量下降，寿命缩短；由于组合电池电压很高，存在电击危险，因此装卸导电联接条、输出线时应有安全保障；

3.2.2 由于电站不会经常停电，蓄电池长期处于浮充的充电状态，必须定期(三个月)人为中断供电，使UPS带负载放电。 半年还应该给UPS测量一下电池的端电压。如果电压超过1V就应该使用恒压限流(0.5A)充电，一旦当发现电池电压异常、物理损伤、电解 液泄漏、温度异常等现象，只能换新电池。更换蓄电池时不能把不同容量、不同厂家、不同性能的电池联在一起，否则会影响整组蓄电池的性能。

3.2.3 不宜满载或过度轻载。不要按照UPS的额定功率去使用它，长期满载状态将直接影响UPS寿命。一般情况下，在线式UPS的负载量应该控制在70%～80%，而后备式的UPS的负载量应该控制在60%～70%。过度轻载也不好，虽然不如过载那么严重，但同样也会影响UPS使用寿命。

结束语

桐柏电站图像监控系统不间断供电系统（UPS）的应用，保证了整个图像监控系统的运行可靠性。更好地完成了电站地下厂房、上下库、开关站、中控室等主要场所和关键设备进行远方监视；电站主要设备现场状况定期巡视，监视火警及安全保卫任务，能实时准确对监视场景进行录像，便于事故分析。

[1]段万普.蓄电池的使用与维护[M]北京：电子工业出版社,2011年4月.

[2]王增福，曲学基.中小型UPS的工作原理及其应用[J]UPS应用,2005年第2期（P57~63）.