亭子口電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS電源優(yōu)化改造

(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪，628400)

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS電源是由逆變模塊、旁路開關(guān)和交流輸出模塊組成的不間斷供電裝置。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS電源為計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)主服務(wù)器、歷史服務(wù)器、操作員站、通信服務(wù)器及主交換機(jī)等重要設(shè)備供電，為上位機(jī)系統(tǒng)提供安全、穩(wěn)定、不間斷的可靠供電，是保證亭子口電廠自動(dòng)運(yùn)行的關(guān)鍵基礎(chǔ)。

1 原計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS電源簡介

1.1 UPS電源工作方式

改造前亭子口電廠的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS設(shè)計(jì)不完善，其負(fù)荷開關(guān)沒有設(shè)置單獨(dú)的報(bào)警，系統(tǒng)無法與監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接；重要負(fù)載都在同一供電模式下工作，未進(jìn)行重要、次要負(fù)荷分區(qū)；且當(dāng)UPS直流輸入電源消失時(shí)，電源輸出端會(huì)向直流輸入端反送電，存在安全隱患。

改造前的UPS結(jié)構(gòu)如圖1所示，從上圖可以看出，改造前亭子口電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS電源有兩套完整的逆變電源，每套逆變模塊都有一路380V三相交流電源和一路220V直流電源輸入，交流電源取自廠用電400V公用I組，220V直流電源取自開關(guān)站直流系統(tǒng)，但是這樣的供電方式存在著很大的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 存在的問題

(1)UPS電源的輸出采用雙機(jī)單母線的接線方式，不滿足計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)雙路供電的設(shè)計(jì)需求；

(2)雖然整個(gè)UPS電源有兩套逆變系統(tǒng)，但兩套逆變系統(tǒng)不是完全獨(dú)立的，兩套逆變系統(tǒng)只是作為交流輸出模塊1(IPB1)的兩路交流電源輸入，當(dāng)交流輸出模塊1(IPB1)出現(xiàn)故障的情況時(shí)，整個(gè)逆變系統(tǒng)將毫無用處，兩路直流電源無法作為UPS的供電電源。全廠失電時(shí)，開關(guān)站直流系統(tǒng)無法為計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)提供不間斷電源，UPS也就失去意義；

(3)當(dāng)交流輸出模塊2(IPB2)出現(xiàn)故障或交流空開(QA8)斷開的情況下，整個(gè)交流母線都會(huì)失電，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)將全部癱瘓，存在著極其重大的安全隱患，完全違背了“少人值班、無人值守”現(xiàn)代化電廠的設(shè)計(jì)理念；

(4)當(dāng)UPS直流輸入電源消失時(shí)，電源輸出端會(huì)向直流輸入端反送電，存在安全隱患；

(5)每臺(tái)服務(wù)器都設(shè)置有雙電源供電，但是兩路電源取自同一段母線，失去了雙電源供電的意義，無法保證服務(wù)器安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS電源改造

2.1 UPS電源改造方案

圖1 改造前的UPS結(jié)構(gòu)

(1)根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行原理圖和現(xiàn)場設(shè)備分布，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備所帶重要負(fù)載有兩種，改造后將分為雙電源交流負(fù)載和單電源交流負(fù)載，可按照主次重要負(fù)載的系統(tǒng)進(jìn)行更改；

(2)將原有的一段輸出母線改為三段輸出母線，交流輸出模塊1(IPB1)對(duì)應(yīng)Ⅰ段輸出，交流輸出模塊2(IPB2)對(duì)應(yīng)Ⅱ段輸出，交流輸出模塊3(IPB3)對(duì)應(yīng)Ⅲ段輸出，將1號(hào)計(jì)算機(jī)柜、2號(hào)計(jì)算機(jī)柜、網(wǎng)絡(luò)柜、控制臺(tái)、計(jì)算機(jī)桌這些重要負(fù)荷的1路電源接在UPS Ⅰ段輸出上，2路電源接在UPS Ⅱ段輸出上，將打印機(jī)和模擬屏等次要負(fù)荷接在UPS Ⅲ段輸出上；

(3)UPS Ⅰ段、UPS Ⅱ段輸出都有對(duì)應(yīng)的完整的逆變電源回路和檢修旁路，UPS Ⅲ段輸出母線的供電通過IPB模塊實(shí)現(xiàn)雙電源無擾動(dòng)切換，保證供電的可靠性；

(4)在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS電源回路增加直流反向二極管，防止直流輸入電源消失時(shí)，反向送電，危及設(shè)備和人身安全；

(5)將檢修旁路回路重新優(yōu)化，保證計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS主備用電源輸出IPB模塊故障或設(shè)備檢修時(shí)，能正常切換至檢修旁路供電；

(6)增加所有負(fù)荷開關(guān)失電報(bào)警功能，并將故障信號(hào)分別獨(dú)立送至計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。

2.2 UPS電源改造過程

為了改造時(shí)保證計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)等重要負(fù)荷不停電，施工時(shí)采用分區(qū)施工，在施工時(shí)需重新配置輸入輸出斷路器，才能保證施工時(shí)主要設(shè)備不停電，不影響重要設(shè)備正常運(yùn)行。各重要負(fù)荷的2號(hào)電源接至臨時(shí)電源，完成Ⅰ段各負(fù)荷的1號(hào)電源接線并送電正常后，再進(jìn)行Ⅱ段負(fù)荷接線。具體實(shí)施過程如下：

(1)核對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)1號(hào)計(jì)算機(jī)柜、2號(hào)計(jì)算機(jī)柜、網(wǎng)絡(luò)柜、控制臺(tái)、計(jì)算機(jī)桌負(fù)荷并轉(zhuǎn)移不符合雙重電源配置要求的負(fù)荷。部分服務(wù)器只有一路電源，需要停運(yùn)服務(wù)器后再進(jìn)行斷電、電源轉(zhuǎn)移，1號(hào)計(jì)算機(jī)柜轉(zhuǎn)移完成并運(yùn)行正常后再轉(zhuǎn)移2號(hào)計(jì)算機(jī)柜；

(2)轉(zhuǎn)移好負(fù)荷后檢查電源電壓正常，確定上位機(jī)各個(gè)服務(wù)器運(yùn)行正常后再進(jìn)行計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS電源改造工作。拆除所有電源進(jìn)線、負(fù)荷出線，移除計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS配電柜，拆除計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS 1號(hào)、2號(hào)逆變電源柜逆變模塊、監(jiān)控管理模塊等；

(3)根據(jù)新的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS配電柜接線端子圖，完成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS 1號(hào)、2號(hào)逆變電源柜設(shè)備安裝及內(nèi)、外接線，將2路交流輸入電源、2路直流輸入電源、旁路電源接入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS配電柜，并完成各個(gè)空氣開關(guān)上送監(jiān)控信號(hào)接線；

(4)接好線后進(jìn)行上電調(diào)試，檢查UPS空載運(yùn)行正常，確保計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS 1號(hào)、2號(hào)逆變電源柜、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS配電柜設(shè)備均能正常運(yùn)行，各段電壓輸出正常；

(5)進(jìn)行算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS電源切換試驗(yàn)：交流切換直流、直流切換交流、直流切換旁路、旁路切換直流、旁路切換交流，切換過程中檢查電壓是否有波動(dòng)、電壓輸出是否間斷等。試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 空載切換試驗(yàn)結(jié)果

(6)按照新的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS配電柜接線端子圖，將所有用電負(fù)荷的1路電源接在Ⅰ段電源輸出端子上，并進(jìn)行電源試送。檢查計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS電源系統(tǒng)運(yùn)行正常、以上負(fù)荷電源電壓正常，且各設(shè)備運(yùn)行正常。將2路電源從臨時(shí)電源上拆下來，接在Ⅱ段電源輸出端子上，然后將次要負(fù)荷接在Ⅲ段輸出端子上。檢查計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS電源系統(tǒng)運(yùn)行正常、所有負(fù)荷電源電壓正常，且各負(fù)荷設(shè)備運(yùn)行正常。

2.3 改造后UPS電源的工作方式

(1)交流、直流同時(shí)向逆變模塊進(jìn)行供電，正常使用交流電源供電，當(dāng)交流電源消失時(shí)可以實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)切換到直流電源供電。交流電源恢復(fù)供電后，自動(dòng)切換回交流供電；

(2)當(dāng)逆變模塊、靜態(tài)開關(guān)IPB檢修時(shí)，通過交流220V旁路電源供電。旁路電源只能在檢修時(shí)使用，平時(shí)檢修旁路的空氣開關(guān)需加鎖；

(3)兩套逆變模塊的交流電源、直流電源都分別取自不同的電源點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)負(fù)荷兩套獨(dú)立電源供電的要求；

(4)三段輸出母線的母聯(lián)開關(guān)需要加鎖，只有當(dāng)1套裝置全部檢修的時(shí)候才能將母聯(lián)開關(guān)合上。

3 結(jié)語

建設(shè)現(xiàn)代化電廠、智慧電廠是每個(gè)電廠的發(fā)展方向?，F(xiàn)如今，電廠的自動(dòng)化程度越來越高，自動(dòng)化設(shè)備和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)也越來越重要，保證這些設(shè)備的供電可靠性就變得愈加重要，本文通過亭子口電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)UPS電源改造項(xiàng)目，介紹了UPS的構(gòu)造、重要性以及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于UPS的設(shè)計(jì)需求。此次改造方案的成功實(shí)施，提高了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)供電的可靠性和安全性，保證了上位機(jī)在突發(fā)情況下能夠正常工作，對(duì)于電廠的穩(wěn)定運(yùn)行意義重大。