中大型UPS在电厂的应用案例

　l.电源配置分析
　　
　　交流电源的选取是UPS系统规划设计中的重要一环。优化最佳方案，应从UPS工作原理上进一步分析。UPS蓄电池的充电器与逆变前的整流器同是三相半控桥，其功能是相似的。整流器承担着UPS的经常性负荷。充电器给蓄电池浮充电，且与蓄电池并列作为整流器的后备。旁路电源则是逆变器的后备，检修旁路作为UPS的后备。据此，可以得出UPS系统电源配置的一般原则:
　　
　　(1)整流器与充电器的电源应分别接至不同交流母线。
　　
　　(2)旁路与整流器电源分开接不同交流母线。
　　
　　(3)检修旁路与UPS旁路电源也应错开接不同交流母线。
　　
　　当UPS装置故障、逆变器检修或市电系统发生事故，UPS装置静态开关应切换至旁路运行。
　　
　　某发电厂用电3台变压器分别接于厂用电6kVA段、6kVB段母线，l＃厂用变接于6kVA段、保安A段供电，2＃、3＃厂用变接于厂用电6kVB段、保安B段供电，3＃厂用变还可以自投为l＃变压器所接的工作A段、保安A段供电，380V工作A段及保安A段优于工作B段及保安B段。
　　
　　鉴于此，充电器接至工作B段;整流器接至保安A段。检修旁路和UPS旁路接至220V保安B段，如图1所示。将UPS和检修旁路的多路电源不重复的更合理的接至本机组不同的变压器和不同的低压母线上，机组事故解列后可能出现不同电源系统的频率不等，为了防止静态开关因不同步不能切换，或UPS与检修旁路的切换因不同步而失败，这些电源应接入本机组同网络低压系统，而不宜接入公用系统或其他机组系统。

 

 
　　
　　图1某发电厂300MW机组UPS系统

　　
　　2.UPS输出与旁路电源的相位
　　
　　逆变器输出的单相交流电压与旁路电源的单相交流电压应该同步，才能并列转换。不论旁路取自交流的哪一相，逆变器都可以调整输出电压，与旁路电压同频同相。
　　
　　发电机组的自动控制系统的通道柜(DPU)及发电机组的计算机监控系统等电子设备由双电源供电，如图2所示。这是晶闸管反向并联而成的二进一出的三端网络，UPS优先供电。UPS母线失电压或欠电压至一定值时，控制回路触发旁路侧的双向晶闸管，便其交替导通，并关断UPS侧的晶闸管，由旁路继续供电。这时的切换是先并后切，UPS电压正常后的自动回切也是先并后切。显然，在电压的相位和频率上，若UPS输出侧与旁路侧不一致，转换瞬间将短路或因差压大而产生很大的冲击电流，导致站内供电中断及元件损坏。

 

 
　　
　　图2双电源供电

　　
　　3.检修旁路的两路电源
　　
　　检修旁路的两路电源来自不同的变压器，作为检修旁路的备用电源可采用交流接触器联锁自投方式，即可保证供电系统的可靠性，还可以降低DPU和计算机站失电的概率。
　　
　　4.UPS装置的冗余配置
　　
　　使用UPS的目的主要是为了不中断系统供电和隔离来自电网的各种干扰，UPS装置本身已有蓄电池和充电器冗余备用，旁路电源只是在逆变器输出故障情况下暂时起作用。若计算机系统各站主机硬件，带有自保护功能，旁路电源系统应该简化。
　　
　　逆变器是UPS系统的"瓶颈"，逆变器的控制部分故障率相对较高。可以考虑一套UPS装置配两套独立的逆变器。双逆变配置比旁路稳压器或两套UPS装置的方案更合理、实用、简单。
　　
　　电厂的热控重要负荷需要接入UPS母线，而最重要的负荷(DPU和计算监控系统)则由UPS和旁路双侧电源自动切换供电。
　　
　　UPS装置的配置力求科学合理。提高UPS的可靠性不能过多依赖增加备用设备，而要从维护和管理上下工夫。冗余太多令装置复杂化，投资增加，利用效率却很低，故障率也可能更高。
　　
　　(1)整流器(充电器)输出容量。UPS容量的优化设计的前提是详细的负荷计算。负荷计算时需要搜集负荷的同时率、功率因数、经常性电流和最大可能的冲击电流等资料。UPS设备的功率关系如图3所示。