徐瑞

摘要：景洪电厂监控上位机原UPS电源系统为双机并机单母线运行，且UPS主机未配备独立的蓄电池组，不满足《南方电网调度自动化系统不间断电源配置规范》要求，因此，须对原UPS电源系统进行改造。本文就改造工程UPS电源系统运行方式、容量选择以及实施难点进行阐述，在确保监控系统上位机设备的稳定、可靠运行的前提下，完成监控UPS电源系统的顺利过渡。

关键词：不间断电源；改造；设计；实施

前言

景洪电厂位于云南西双版纳州景洪市北5km，装机容量共1750MW，电厂以500kV和220kV两级电压接入电力系统，担负基荷及调频、调峰和事故备用任务，在整个云南电网中具有举足轻重的作用。

监控系统作为电厂生产过程控制的核心，其可靠性指标已成为评估电厂性能的主要因素，而一套完善的监控UPS电源系统无疑是保障监控系统设备连续、可靠运行的重要前提。

1.原UPS电源系统情况概述

景洪电厂监控上位机原UPS电源系统为双机并机单母线系统，其接线方式及所带负载见附件一。UPS系统两路交流进线来自电厂400V自用电的两段，经隔离变后为两台UPS主机供电；两路直流进线来自保护直流系统；UPS输出为单一母线，所有负载均从该母线取电。该接线方式存在以下设计缺陷：

（1）存在严重的单点故障，若隔离变出现故障，则会导致UPS主机的两路交流进线完全失电；

（2）出线为单一母线，导致母线不存在停电检修的条件；若该母线失电，则会导致监控系统上位机系统失电，造成不可预知的事故，甚至有可能造成设备重大事故；

（3）未配备专用的蓄电池，不能满足厂用电停电情况下设备的供电需求。

《南方电网调度自动化系统不间断电源配置规范》中明确规定，UPS电源系统宜采用双机双母线带母联运行接线方式，且每台UPS电源应至少配备一组蓄电池组。

综上所述，须对原UPS电源系统接线运行方式进行重新设计并改造。

2.改造工程设计

2.1运行接线方式

新UPS电源系统严格按照《南方电网调度自动化系统不间断电源配置规范》设计，电源系统接线及所带负荷见附件二。运行接线方式说明如下：

（1）沿用原两路UPS交流进线，交流进线一作为两台UPS主机的主路输入电源分别接到两台UPS主机的主路输入端子，交流进线二通过隔离变后作为两台UPS主机的旁路输入分别接到两台UPS主机的旁路输入端子，这样就实现了每台UPS主机的两路市电均分别取自电厂厂用电的不同段。

（2）两路UPS交流进线处加装单刀双掷开关，当UPS主路输入失电时，可通过切换单刀双掷开关由交流进线二暂时作为UPS主路输入使用。

（3）蓄电池组一、蓄电池组二分别为两台UPS主机提供直流输入。

（4）两台UPS主机输出各带一段母线，实现系统的双母线配置。

（5）双母线间安装两个母线联络开关，母联开关的双重配置是一种防止两段母线带电是闭合母联开关的防误操作措施。

（6）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（如附件二图中的监控主机、历史数据服务器等）。

（7）冗余配置的两台单电源设备，交流输入电源分别取自UPS电源系统的两段输出母线（如附件二图中的集控通信机、省调通信机、网调通信机等）。

（8）单套单电源设备供电，须加装静态切换开关即STS装置（如附件二图中的GPS对时装置、ONCALL语言服务器等）。

2.2UPS及蓄电池容量的确定

目前UPS容量的确定存在以下两个原则：

（1）UPS 容量较负载的损坏概率，但可能造成市电停电时，电池放电电流过小而不宜过大.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8O%。

在以上两个原则的前提下，结合我厂实际情况，并考虑到监控系统扩容的可能性，选择采用了两台20kVA的UPS主机。

为保证系统交流断电时，UPS电源能不问断地向监控系统高质量供电。蓄电池的配置尤为重要。根据“集团公司大中型水电站无人值班技术规范”要求：上位机专用电源的容量在交流电源消失时应满足设备运行4小时以上。考虑到蓄电池使用过程中的老化问题，本次设计整个双母线系统后备时间达到6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。两组32只12V 100Ah蓄电池完全满足断电延时6个小时后备时间要求。

3.改造工程实施

3.1实施原则

（1）对于监控系统中的冗余设备，在改造过程中，不能使冗余的设备同时失电。冗余设备同时停运将会导致监控系统部分功能失效，具体情况见下表：

（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实施技术要点

（1）实施过程中配置临时电源，临时电源取自保护UPS电源系统。

（2）对冗余设备进行负荷转移，冗余负载中的一台设备由原UPS供电，另一台设备由临时电源供电。

（3）将单套设备进行负荷转移，由临时电源供电。

（4）拆除原UPS电源系统中的UPS主机一。

（5）安装新UPS电源系统中的UPS主机一。

（6）安装新UPS电源系统中的UPS配电柜一，并完成到负载的配线工作。

（7）将原UPS供电设备进行转移，由新UPS主机二供电。

（8）拆除原UPS电源系统中的UPS主機二。

（9）安装新UPS电源系统中的UPS主机二。

（10）将临时电源供电设备进行转移，冗余设备由新UPS主机一供电，单套设备由静态切换开关供电。

4.结语

通过本次改造工程的实施，实现了由双机并机单母线运行方式转变为双机双母线带母联运行方式，并在上位机连续、可靠运行的情况下实现了UPS电源系统的顺利过渡。