調(diào)度自動化UPS電源系統(tǒng)運行監(jiān)視技術(shù)的改進

安萬

UPS電源系統(tǒng)是保障調(diào)度自動化系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、實時運行的根本，其故障將直接導(dǎo)致調(diào)度自動化系統(tǒng)失靈，導(dǎo)致全網(wǎng)“盲調(diào)”，嚴重威脅電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。為此，必須采取可靠的運行監(jiān)視手段，時刻監(jiān)測UPS電源系統(tǒng)的運行工況。

一、 現(xiàn)場概況

遵義供電局采用的是珠海泰坦科技股份有限公司模塊式UPS電源系統(tǒng)，主機型號為TUPS120KVA，于2011年12月投運。此系統(tǒng)由10kV配電室內(nèi)兩路獨立的380V交流電源分別作為電源輸入，380V I母經(jīng)1K1開關(guān)進入負一樓UPS主機房后分別接入1號、2號ATS切換裝置，380V II母經(jīng)2K1開關(guān)后分別接入1號、2號ATS切換裝置，兩路380V交流電源輸入互為備用，任一路交流電源停電時，兩個ATS切換裝置都能保證有電，并自動切換至有電回路輸出。交流電源經(jīng)1號ATS切換裝置后分別給三相空調(diào)1、1號UPS主機柜供電，并留有一路三相備用空開和三個支路開關(guān)留做它用。交流電源進入1號UPS主機柜后分為兩路，一路為旁路，經(jīng)過1Q2旁路開關(guān)后直接輸出至18樓自動化機房內(nèi)的1號配電柜供電；一路則進入1號UPS主機給1號電池匯流柜內(nèi)的1號蓄電池組進行充電（留有2組備用蓄電池組），當(dāng)交流進線電源停電時，1號電池匯流柜則經(jīng)過1號UPS主機輸出交流電源給1號配電柜供電。交流電源進入1號配電柜后繼續(xù)輸出至1號列頭柜，并留有3路列頭柜的備用支路和3路備用支路。同樣，交流電源經(jīng)2號ATS切換裝置后分別給三相空調(diào)2、2號UPS主機柜供電，并留有一路三相備用空開和三個支路開關(guān)留做它用。交流電源進入2號UPS主機柜后分為兩路，一路為旁路，經(jīng)過2Q2旁路開關(guān)后直接輸出至2號配電柜供電；另外一路則進入2號UPS主機給2號電池匯流柜內(nèi)的2號蓄電池組進行充電（留有2組備用蓄電池組），當(dāng)交流進線電源停電時，2號電池匯流柜則經(jīng)過2號UPS主機輸出交流電源給18樓自動化機房內(nèi)的2號配電柜供電。交流電源進入2號配電柜后繼續(xù)輸出至2號列頭柜，并留有3路列頭柜的備用支路和3路備用支路。1號配電柜和2號配電柜之間通過母聯(lián)開關(guān)連接，當(dāng)其中一路UPS主機柜因故障或其他原因失電時還可由另外一路UPS主機柜供電通過此母聯(lián)開關(guān)給另外一面配電柜供電，保證系統(tǒng)正常運行。

每臺UPS電源系統(tǒng)主機有9個硬接點信號，還可以通過RS485或RS232接口為監(jiān)控系統(tǒng)提供遙測、遙信數(shù)據(jù)。硬接點遙信主要有：J7—蓄電池電池在線；J8—蓄電池電壓告警；J9—系統(tǒng)綜合告警；J10—市電故障告警。

軟報文遙測數(shù)據(jù)包括：①主路輸入：相電壓，相電流，輸入頻率，功率因數(shù)；②旁路輸入：相電壓，旁路頻率，相電流，功率因數(shù)；③交流輸出：相電壓，相電流，輸出頻率，功率因數(shù)；④本機負載：視在功率，有功功率，無功功率，負載（UPS額定負載百分比表示）；⑤電池數(shù)據(jù)：環(huán)境溫度，電池母線電壓，電池母線電流，電池溫度℃，電池剩余后備時間，電池容量（相對于新電池容量的百分比），電池處于均充狀態(tài)，電池處于浮充狀態(tài)，電池?zé)o（電池未接）。

軟報文遙信數(shù)據(jù)包括：UPS供電（系統(tǒng)處于正常逆變供電狀態(tài)下）、旁路供電（系統(tǒng)處于旁路供電狀態(tài)下）、均不供電（系統(tǒng)無輸出）、電池均充（電池處于均充狀態(tài)）、電池浮充（電池處于浮充狀態(tài)）、電池放電（系統(tǒng)工作在電池放電狀態(tài)下）、電池有（電池接入）、電池?zé)o（電池未接入）、維修空開閉合、維修空開斷開、市電異常、旁路相序接反、旁路電壓異常、旁路故障、旁路過載、旁路過載延時到、旁路頻率超跟蹤（旁路頻率超出跟蹤范圍）、輸出短路、N#整流器故障、N#逆變器故障、N#整流器過溫、N#風(fēng)扇故障、N#輸出過載、N#過載超時、N#逆變器過溫、逆變供電禁止、電池電壓低。

二、 改造方案

在UPS電源機房就地新增1套小型UPS電源、1套遠動系統(tǒng)、1套后臺監(jiān)控系統(tǒng)、1套短信告警平臺及自動撥號告警裝置，將UPS電源系統(tǒng)硬接點遙信、軟報文遙測和遙信按以下方式采集和轉(zhuǎn)發(fā)。為防止被監(jiān)測UPS電源系統(tǒng)故障導(dǎo)致監(jiān)測設(shè)備失電，所有監(jiān)測設(shè)備電源必須取自新增加的UPS電源：

方案一：每個硬接點遙信啟動中間繼電器，中間繼電器輸出2組常開接點，其中一組用于將硬接點遙信接入測控裝置，另外一組用于啟動短信告警平臺及自動撥號告警裝置，UPS電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，自動撥號裝置將自動呼叫運維人員，運維人員被喚醒后查看相關(guān)短信即可趕赴現(xiàn)場搶修。另外UPS電源系統(tǒng)硬接點遙信、軟報文遙測和遙信數(shù)據(jù)再通過遠動裝置上傳EMS主站系統(tǒng)，由EMS主站系統(tǒng)短信平臺將詳細故障信息發(fā)送到運維人員手機上。

本方案優(yōu)點：UPS主機輸出的硬接點直接啟動短信平臺及自動撥號告警裝置，可靠性很高，特別是晚上，可靠的自動撥號功能可以第一時間把自動化運維人員喚醒，及時趕赴現(xiàn)場開展搶修工作。

本方案缺點：如果中間繼電器故障，會導(dǎo)致硬接點遙信無法上傳后臺監(jiān)控系統(tǒng)、遠動系統(tǒng)、EMS主站、EMS主站短信平臺、站端短信平臺及自動撥號裝置，只能依靠軟報文上傳到EMS主站短信平臺。另外，站端短信平臺及自動撥號裝置只能發(fā)送少量的硬接點遙信。

方案二：每個硬接點遙信直接接入測控裝置，由后臺監(jiān)控系統(tǒng)與短信告警平臺及自動撥號告警裝置進行接口，UPS電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，后臺監(jiān)控系統(tǒng)將硬接點遙信和軟接點遙信按一定條件過濾后推送到短信告警平臺及自動撥號告警裝置，自動撥號裝置將自動呼叫運維人員，運維人員被喚醒后查看相關(guān)短信即可趕赴現(xiàn)場搶修。另外UPS電源系統(tǒng)硬接點遙信、軟報文遙測和遙信數(shù)據(jù)再通過遠動裝置上傳EMS主站系統(tǒng)，由EMS主站系統(tǒng)短信平臺將詳細故障信息發(fā)送到運維人員手機上。

本方案優(yōu)點：硬接點遙信直接接入測控裝置，可以保證硬接點信號可靠地上傳后臺監(jiān)控系統(tǒng)、遠動系統(tǒng)、EMS主站、EMS主站短信平臺。另外，后臺監(jiān)控系統(tǒng)可以有選擇性地將硬接點遙信和軟報文遙信推送到短信告警平臺及自動撥號告警裝置，信息量比較全面。

本方案缺點：后臺監(jiān)控系統(tǒng)和站端短信告警平臺及自動撥號告警裝置之間接口必須可靠，否則，站端短信告警平臺及自動撥號告警功能將失效。另外，后臺監(jiān)控系統(tǒng)端還涉及到一定的研發(fā)工作量，采用該方案也會產(chǎn)生相應(yīng)的研發(fā)費。

由于地區(qū)供電局調(diào)度自動化專業(yè)還未實行24小時在崗值班，對UPS電源系統(tǒng)的運維從管理手段上主要有法定工作時間內(nèi)的日常巡檢和周期定檢，節(jié)假日或下班期間更多的是依靠技術(shù)手段。幾年來，根據(jù)運維經(jīng)驗，UPS電源系統(tǒng)發(fā)生故障往往也是在夜晚，采用可靠的監(jiān)視技術(shù)能避免人為因數(shù)導(dǎo)致的漏報、遲報和誤報。目前，系統(tǒng)運行部擬采用現(xiàn)有設(shè)備搭建一套UPS電源運行監(jiān)視系統(tǒng)，旨在進一步提高UPS電源系統(tǒng)運維管理水平，防范因UPS電源系統(tǒng)故障帶來的調(diào)度自動化系統(tǒng)失靈和全網(wǎng)“盲調(diào)”的重大風(fēng)險。

（作者單位：貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司遵義供電局）