皂市水電站UPS不間斷電源改造技術(shù)分析

【摘 要】為保證皂市水電站重要負(fù)荷供電的可靠性及降低對(duì)電站安全生產(chǎn)的影響，通過對(duì)我站負(fù)荷性質(zhì)的分析和技術(shù)方案的分析論證，特配置了雙機(jī)熱備冗余結(jié)構(gòu)的電力專用UPS電源裝置，安全有效的實(shí)現(xiàn)了負(fù)荷轉(zhuǎn)移，達(dá)到了改造的預(yù)期目的。

【關(guān)鍵詞】雙機(jī)熱備冗余 電力專用UPS電源

1 改造原因

皂市水電站UPS裝置原配置為一臺(tái)南京歐亞瑪創(chuàng)力電子有限公司生產(chǎn)的V系列10kVA逆變電源裝置，安裝于中控室。所帶負(fù)荷均為廠內(nèi)重要的負(fù)荷，包括監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)電源、中控臺(tái)電源、網(wǎng)絡(luò)柜電源、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)電源、遠(yuǎn)動(dòng)通訊機(jī)電源及保護(hù)信息管理系統(tǒng)柜電源等。

由于一臺(tái)UPS裝置長(zhǎng)期不間斷運(yùn)行，不便于對(duì)其進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。此臺(tái)裝置故障，將導(dǎo)致UPS電源裝置所帶負(fù)荷將全部停電，直接影響電站運(yùn)行人員正常監(jiān)視和機(jī)組運(yùn)行控制、省調(diào)傳輸數(shù)據(jù)中斷、影響計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)的正常運(yùn)行。

為提高不間斷電源的可靠性，根據(jù)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 5065-2009《水力發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)不間斷電源的規(guī)定，需配置雙機(jī)熱備冗余結(jié)構(gòu)的電力專用UPS電源裝置，以保障重要負(fù)荷供電的可靠性。

2 改造技術(shù)方案的分析論證

雙機(jī)熱備冗余結(jié)構(gòu)的電力專用UPS電源裝置可分為串聯(lián)或者并聯(lián)兩種方式，串聯(lián)備份技術(shù)是一種比較早期、簡(jiǎn)單而成熟的技術(shù)，它被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。備機(jī)UPS的逆變器輸出直接接到主機(jī)的旁路輸入端，在運(yùn)行中一旦主機(jī)逆變器故障時(shí)能夠快速切換到旁路，由備機(jī)的逆變器輸出供電，保證負(fù)載不停電。UPS串聯(lián)的特點(diǎn)是：兩臺(tái)UPS均為完整的具有獨(dú)立旁路的在線式UPS單機(jī)，兩臺(tái)UPS除了電源線的連接外不需要其他信號(hào)的連接，在正常情況下，主機(jī)100%的給負(fù)載供電，從機(jī)的負(fù)載為零。

并聯(lián)備份技術(shù)是近年來發(fā)展起來的采用更復(fù)雜技術(shù)的一種備份方式，并聯(lián)備份解決了串聯(lián)備份主從UPS電源老化不一致的問題，并且能夠?qū)崿F(xiàn)增容功能。UPS并聯(lián)備份的特點(diǎn)是：兩臺(tái)或多臺(tái)UPS的輸出端直接短接在一起，同時(shí)給負(fù)載供電，每臺(tái)UPS均分負(fù)載，沒有主從機(jī)之分。當(dāng)一臺(tái)UPS的逆變器出現(xiàn)故障時(shí)，立即自動(dòng)脫機(jī)，負(fù)載由余下的UPS均分，不存在切換問題。

通過以上分析，結(jié)合電站UPS電源裝置所帶負(fù)荷特點(diǎn)，電站采用并聯(lián)備份技術(shù)，建立雙機(jī)并聯(lián)備份冗余結(jié)構(gòu)，以保障當(dāng)其中一臺(tái)UPS電源裝置故障時(shí)，另一臺(tái)UPS可獨(dú)立承擔(dān)負(fù)荷不間斷供電，不影響監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、遠(yuǎn)動(dòng)通訊機(jī)等重要負(fù)荷的正常運(yùn)行。電站經(jīng)過詢價(jià)，通過技術(shù)評(píng)審和商務(wù)評(píng)審，最終選擇的產(chǎn)品為由深圳思凡貝特科技公司提供的型號(hào)為HR8610的不間斷電源裝置。

3 項(xiàng)目實(shí)施過程控制

由于UPS裝置所帶負(fù)荷均為廠內(nèi)重要的負(fù)荷，包括監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)電源、中控臺(tái)電源、網(wǎng)絡(luò)柜電源、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)電源、遠(yuǎn)動(dòng)通訊機(jī)電源及保護(hù)信息管理系統(tǒng)柜電源等。為縮小此次改造過程中對(duì)電站相關(guān)業(yè)務(wù)的影響范圍，電站根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)及分布情況組織編寫了詳細(xì)的施工方案，先對(duì)新UPS裝置進(jìn)行安裝和調(diào)試，新UPS裝置上電試驗(yàn)正常后，再對(duì)原UPS裝置上的負(fù)載進(jìn)行轉(zhuǎn)移接帶，所有負(fù)載轉(zhuǎn)接運(yùn)行正常最后才退出原UPS裝置。在對(duì)原UPS裝置上的負(fù)載進(jìn)行轉(zhuǎn)移接帶時(shí)，對(duì)采用雙電源供電的大部分設(shè)備，在實(shí)施改造前將雙電源供電設(shè)備的其中一路電源轉(zhuǎn)接至市電供電，保障在轉(zhuǎn)接過程中不停電保證運(yùn)行。對(duì)單電源供電的保護(hù)信息管理系統(tǒng)柜、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)柜內(nèi)交換機(jī)、MIS系統(tǒng)服務(wù)器從機(jī)等設(shè)備，因在轉(zhuǎn)移負(fù)荷時(shí)必定有短時(shí)間停電，將影響與省調(diào)間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸（機(jī)組與水調(diào)數(shù)據(jù)）以及AGC、AVC數(shù)據(jù)下達(dá)，故向調(diào)度申請(qǐng)零點(diǎn)消缺。單電源供電設(shè)備在由原UPS供電轉(zhuǎn)至新UPS供電時(shí)，施工前做好充分準(zhǔn)備，以盡量縮短停電時(shí)間。

現(xiàn)場(chǎng)安裝屏柜基座時(shí)，將新購(gòu)的兩臺(tái)UPS不間斷電源裝置柜安裝固定，設(shè)備整體安裝整齊，保障設(shè)備基礎(chǔ)和設(shè)備屏柜可靠接地。敷設(shè)UPS不間斷電源裝置柜的電源輸入、電源輸出、信號(hào)輸出等電纜時(shí)，做好電纜兩端標(biāo)示牌的懸掛。電纜敷設(shè)在電站中控室進(jìn)行，應(yīng)做好電纜的保護(hù)，防止誤動(dòng)設(shè)備。敷設(shè)完成后進(jìn)行絕緣檢測(cè)和導(dǎo)通測(cè)試，保障電纜的電氣性能。

新安裝UPS不間斷電源裝置柜后進(jìn)行設(shè)備性能調(diào)試，對(duì)單機(jī)供電進(jìn)行切換檢查、并機(jī)運(yùn)行、信號(hào)核對(duì)、輸出電源及供電負(fù)荷檢查（采用模擬負(fù)載檢查設(shè)備供電情況）等，并做好調(diào)試記錄，通過試驗(yàn)檢查確認(rèn)新安裝設(shè)備功能是否運(yùn)行正常。檢查設(shè)備運(yùn)行正常后，逐步將負(fù)荷接至新UPS裝置，檢查各設(shè)備運(yùn)行情況，確認(rèn)設(shè)備運(yùn)行正常后，最后拆除原UPS電源裝置及現(xiàn)場(chǎng)清理。

4 總結(jié)分析

通過此次改造，電站較好的解決了單臺(tái)UPS工作的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了雙機(jī)并聯(lián)備份冗余，提高了電源的可靠性。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，編制了較為科學(xué)合理的施工方案，對(duì)項(xiàng)目實(shí)施過程中可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)點(diǎn)、危險(xiǎn)源進(jìn)行了分析，確保了施工人員安全和設(shè)備安全。通過施工前的充分準(zhǔn)備，使項(xiàng)目在實(shí)施過程中未出現(xiàn)工作間斷，保證了工作的連續(xù)性，提前完成改造工作，并減少了改造工作對(duì)電站安全生產(chǎn)的影響。目前裝置運(yùn)行穩(wěn)定，人機(jī)接口界面良好，設(shè)備維護(hù)工作量較小，達(dá)到了改造的目的。

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