调度自动化主站UPS电源系统改造

2012-11-19周艳平

云南电力技术 2012年1期

姚朝周艳平杨敏

(云南电网公司昆明供电局，云南昆明 650011)

1 前言

UPS不间断供电电源的作用是当系统电源消失时，将电池储存的直流电能经过逆变成交流电能向负载供电，保证对负载供电的连续性和可靠性。某局调度自动化主站UPS电源系统为双机并机运行，不满足要求，因此需实施自动化系统不间断电源整改工作。由于该电源是调度自动化系统及相关辅助系统在交流断电时使用，确保改造期间调度自动化系统稳定、可靠运行，制定了详细的设计及实施方案。

2 UPS主机运行方式

图1 改造后地调主站UPS配电原理图

UPS电源系统采用双机双母线带母联运行接线方式。双电源供电设备的两路交流输入电源分别取自UPS电源系统的两段输出母线;冗余配置的两台单电源供电设备，其交流输入电源应分别取自UPS电源系统的两段输出母线，采用STS静态切换开关连接。改造后使用两组蓄电池，一组蓄电池延用原有的蓄电池组(6×32×12V×100Ah)，另外一组蓄电池用新安装的汤浅2V电池(6×32×2V×600Ah)见图1。

3 设计与实施

规程对UPS配置标准有了详细明确的规定，在考虑大楼机房的用电特点及负载用电特性等因素后，在分析UPS业界供电方案及UPS设备特点的同时，根据国家电力标准机房建设原则，制定出艾默生机房负载可靠的不间断供电方案。采用艾默生Hipluse U 160kVA UPS“双母线”并机加可控硅整流技术。

3.1 UPS及蓄电池容量的确定

1)UPS容量较负载不宜过大，使其过度轻载运行。过度轻载运行虽有利于降低逆变器的损坏概率，但可能造成市电停电时，电池放电电流过小而放电时间偏长，在电池保护装置故障时，电池组被深度放电，而遭永久性损坏。

2)UPS容量不宜过小，使其长期处于重载运行状态。这样虽可节省一部分投资，但由于逆变器处于重载运行，其输出波形将发生畸变，输出电压幅值抖动过大。这样既不能为负载提供优质电源，还极易造成UPS逆变器的本级驱动元件损坏，所以，即使从经济角度讲也是得不偿失。目前一般推荐UPS负载量不宜长期超过其额定容量的80%。

3)考虑负载不断分期扩容的情况，在配置UPS容量时，应适当考虑中远期发展趋势，相应地，配置UPS输入输出配电柜时，应预留多台UPS的输入开关和中远期的负荷分路开关，以便于今后扩容。

选择采用了两台160kVA的UPS主机。为保证系统交流断电时，UPS电源能不间断地向自动化系统高质量供电，蓄电池的配置尤为重要。整个双母线系统后备时间要求达到2个小时。电池容量选择应遵循以下原则:即电池必须在后备时间内供电给逆变器，且在额定负载下，电池组电压不应下降到逆变器所允许的最低电压以下。计算公式如下:C=PL×T/(Ve×η×K)，计算结果为531Ah，选择384*2V*600Ah蓄电池完全满足断电延时2个小时后备时间要求。

3.2 实施要求

3.2.1 实施遵循原则

1)不得影响调度自动化系统、电能量采集系统、配变监测系统、调度录音系统等在线系统的正常、连续运行。

2)工程实施过程中尽量缩短各系统服务器、磁盘整列等双电源设备单电源供电的时间。

3)当系统在电源转移的过程中单电源供电时，必须保证该单电源为UPS电源，且UPS电源带蓄电池组运行。

3.2.2 技术要点

设计中考虑过渡方案为:依次拆除原有的#1、#2UPS对应的电池组，搬迁至新的蓄电池房，并分别接入原有#1、#2UPS主机;在原来电池组的位置上新装#2UPS主机和交流输入配电柜2;接入0.4kVII段母线42G断路器，并接入新的蓄电池(2V)，待运行正常后，拆除老的UPS主机，安装新的#1UPS主机，并接入原有蓄电池组和0.4kVI段母线41F断路器电源，功能测试正常后接入负载。这样整个施工期间调度自动化系统始终保持有足够容量的UPS电源供电，保证交流断电后系统不受影响。