皂市水电站UPS不间断电源改造技术分析

【摘 要】为保证皂市水电站重要负荷供电的可靠性及降低对电站安全生产的影响，通过对我站负荷性质的分析和技术方案的分析论证，特配置了双机热备冗余结构的电力专用UPS电源装置，安全有效的实现了负荷转移，达到了改造的预期目的。

【关键词】双机热备冗余 电力专用UPS电源

1 改造原因

皂市水电站UPS装置原配置为一台南京欧亚玛创力电子有限公司生产的V系列10kVA逆变电源装置，安装于中控室。所带负荷均为厂内重要的负荷，包括监控系统主机电源、中控台电源、网络柜电源、调度数据网电源、远动通讯机电源及保护信息管理系统柜电源等。

由于一台UPS装置长期不间断运行，不便于对其进行维护保养。此台装置故障，将导致UPS电源装置所带负荷将全部停电，直接影响电站运行人员正常监视和机组运行控制、省调传输数据中断、影响计算机监控系统上位机的正常运行。

为提高不间断电源的可靠性，根据电力行业标准DL/T 5065-2009《水力发电厂计算机监控系统设计规范》中对计算机监控系统不间断电源的规定，需配置双机热备冗余结构的电力专用UPS电源装置，以保障重要负荷供电的可靠性。

2 改造技术方案的分析论证

双机热备冗余结构的电力专用UPS电源装置可分为串联或者并联两种方式，串联备份技术是一种比较早期、简单而成熟的技术，它被广泛地应用于各个领域。备机UPS的逆变器输出直接接到主机的旁路输入端，在运行中一旦主机逆变器故障时能够快速切换到旁路，由备机的逆变器输出供电，保证负载不停电。UPS串联的特点是：两台UPS均为完整的具有独立旁路的在线式UPS单机，两台UPS除了电源线的连接外不需要其他信号的连接，在正常情况下，主机100%的给负载供电，从机的负载为零。

并联备份技术是近年来发展起来的采用更复杂技术的一种备份方式，并联备份解决了串联备份主从UPS电源老化不一致的问题，并且能够实现增容功能。UPS并联备份的特点是：两台或多台UPS的输出端直接短接在一起，同时给负载供电，每台UPS均分负载，没有主从机之分。当一台UPS的逆变器出现故障时，立即自动脱机，负载由余下的UPS均分，不存在切换问题。

通过以上分析，结合电站UPS电源装置所带负荷特点，电站采用并联备份技术，建立双机并联备份冗余结构，以保障当其中一台UPS电源装置故障时，另一台UPS可独立承担负荷不间断供电，不影响监控系统上位机、调度数据网、远动通讯机等重要负荷的正常运行。电站经过询价，通过技术评审和商务评审，最终选择的产品为由深圳思凡贝特科技公司提供的型号为HR8610的不间断电源装置。

3 项目实施过程控制

由于UPS装置所带负荷均为厂内重要的负荷，包括监控系统主机电源、中控台电源、网络柜电源、调度数据网电源、远动通讯机电源及保护信息管理系统柜电源等。为缩小此次改造过程中对电站相关业务的影响范围，电站根据负荷性质及分布情况组织编写了详细的施工方案，先对新UPS装置进行安装和调试，新UPS装置上电试验正常后，再对原UPS装置上的负载进行转移接带，所有负载转接运行正常最后才退出原UPS装置。在对原UPS装置上的负载进行转移接带时，对采用双电源供电的大部分设备，在实施改造前将双电源供电设备的其中一路电源转接至市电供电，保障在转接过程中不停电保证运行。对单电源供电的保护信息管理系统柜、调度数据网柜内交换机、MIS系统服务器从机等设备，因在转移负荷时必定有短时间停电，将影响与省调间的实时数据传输（机组与水调数据）以及AGC、AVC数据下达，故向调度申请零点消缺。单电源供电设备在由原UPS供电转至新UPS供电时，施工前做好充分准备，以尽量缩短停电时间。

现场安装屏柜基座时，将新购的两台UPS不间断电源装置柜安装固定，设备整体安装整齐，保障设备基础和设备屏柜可靠接地。敷设UPS不间断电源装置柜的电源输入、电源输出、信号输出等电缆时，做好电缆两端标示牌的悬挂。电缆敷设在电站中控室进行，应做好电缆的保护，防止误动设备。敷设完成后进行绝缘检测和导通测试，保障电缆的电气性能。

新安装UPS不间断电源装置柜后进行设备性能调试，对单机供电进行切换检查、并机运行、信号核对、输出电源及供电负荷检查（采用模拟负载检查设备供电情况）等，并做好调试记录，通过试验检查确认新安装设备功能是否运行正常。检查设备运行正常后，逐步将负荷接至新UPS装置，检查各设备运行情况，确认设备运行正常后，最后拆除原UPS电源装置及现场清理。

4 总结分析

通过此次改造，电站较好的解决了单台UPS工作的风险，实现了双机并联备份冗余，提高了电源的可靠性。在项目实施过程中，编制了较为科学合理的施工方案，对项目实施过程中可能出现的危险点、危险源进行了分析，确保了施工人员安全和设备安全。通过施工前的充分准备，使项目在实施过程中未出现工作间断，保证了工作的连续性，提前完成改造工作，并减少了改造工作对电站安全生产的影响。目前装置运行稳定，人机接口界面良好，设备维护工作量较小，达到了改造的目的。

参考文献：

[1]齐志勇. 机房动力配电机UPS电源配置探讨[J]. 技术与市场. 2011（09）

[2]任震，万国成，黄雯莹. UPS电源双机热备用供电模式及其可靠性[J]. 低压电器. 2001（03）