【摘 要】在輸氣場站的UPS供電系統(tǒng)設(shè)計中，將站場UPS系統(tǒng)和輸氣機組UPS系統(tǒng)合理整合，在整體結(jié)構(gòu)上進行改進，可向各種重要負載提供連續(xù)、穩(wěn)定、純凈、可靠的電源。文章對改進后的UPS供電系統(tǒng)的工作原理。設(shè)計方案和設(shè)備配置進行了詳細論述，對今后輸氣站場的UPS系統(tǒng)設(shè)計工作具有一定的參考作用。

【關(guān)鍵詞】輸氣場站 UPS供電系統(tǒng) 設(shè)計

一、UPS供電系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r

隨著通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，行業(yè)之間的競爭越來越激烈，數(shù)據(jù)中心的大量建設(shè)、更新改造，隨之而來的是要求供電的質(zhì)量越來越高，給電源維護人員提出了更高的要求，保證電源供電“零”中斷。要達到“零”中斷就必須使用UPS供電系統(tǒng)，所以UPS供電系統(tǒng)在通信行業(yè)的供電系統(tǒng)中有著不可缺省的應(yīng)用，也帶動了UPS供電系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用的更高挑戰(zhàn)。

同樣來自電子領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展和應(yīng)用，各大UPS廠商也研發(fā)出了模塊化的UPS設(shè)備，解決了當(dāng)今數(shù)據(jù)中心建設(shè)中的常見問如：UPS供電系統(tǒng)難以隨需求增長而增加；初期建設(shè)的投資過大；低負載時的供電系統(tǒng)低效率運行的高使用成本。UPS供電系統(tǒng)可以保障計算機系統(tǒng)在停電之后繼續(xù)工作一段時間以使用戶能夠緊急存盤，不致因停電而影響工作或丟失數(shù)據(jù)。UPS供電系統(tǒng)也可以使用在輸氣場站、公路、鐵路等需要不能斷供電的用電設(shè)備上，保證用電設(shè)備的正常運行。

二、UPS對電網(wǎng)的抗干擾性

UPS的保護作用首先表現(xiàn)在對市電電源進行穩(wěn)壓，此時UPS就是一臺交流市電穩(wěn)壓器；同時，市電對UPS電源中的蓄電池進行充電。UPS的輸入電壓范圍比較寬，一般情況下從170V到250V的交流電均可輸入；由它輸出的電源的質(zhì)量是相當(dāng)高的，后備式UPS輸出電壓穩(wěn)定在±5%～8%，輸出頻率穩(wěn)定在±1Hz；在線式UPS輸出電壓穩(wěn)定在±3%以內(nèi)，輸出頻率穩(wěn)定在±0.5Hz。當(dāng)市電突然停電時，UPS立即將蓄電池的電能通過逆變轉(zhuǎn)換器向計算機供電，使計算機得以維持正常的工作并保護計算機的軟硬件不受損害。

三、輸氣場站UPS供電系統(tǒng)設(shè)計

（一）UPS系統(tǒng)選型方案

UPS選型：設(shè)計采用一套UPS供電，型號為APC/SURT15KRMXLICH，計算負載率為80%，后備時間為三小時。該型號其他技術(shù)參數(shù)：滿負載效率：94%；輸出電壓失真：低于 5%；波峰因數(shù)：3：1；輸出連接：（1）Hard Wire 3-wire （H N + G），（1）Hard Wire 5-wire （3PH + N + G），（8）IEC 320 C19，（2）IEC Jumpers；半負載效率：94%；旁路：內(nèi)置靜態(tài)旁路，內(nèi)部旁路 （自動會人工），外置分路器可選；接口端口：DB-9 RS-232，RJ-4510/100以太網(wǎng)接口，靈巧插槽；預(yù)裝SmartSlot卡：AP9619；緊急關(guān)斷：Yes；濾波器：多級噪聲濾波器，符合UL1449標準；設(shè)備安裝有效高度：12U。

（二）蓄電池選擇：閥控式密封鉛酸蓄電池（32pcs*12V*120AH）；分裝為兩個機柜，每個機柜16pcs。鉛酸電池優(yōu)點如下：閥控式密封鉛酸蓄電池體積較小、密封性能好、絕少維護；是一種新型電池，無需加水；使用壽命較長，約為5至6年；密封式充電不會產(chǎn)生任何有害氣體；擺設(shè)容易，無需考慮安置地點通風(fēng)問題；放電率高，特性穩(wěn)定；價格適中。

（三）場站供電系統(tǒng)設(shè)計

輸氣站場的供電系統(tǒng)分為兩部分：站控UPS系統(tǒng)和輸氣UPS系統(tǒng)，站控UPS系統(tǒng)為站場內(nèi)通信、儀表、工藝負荷和應(yīng)急照明提供電源，輸氣UPS系統(tǒng)為輸氣設(shè)備、應(yīng)急照明和控制系統(tǒng)提供電源。

將站場UPS系統(tǒng)和輸氣UPS系統(tǒng)整合，全站共用一套UPS及蓄電池系統(tǒng)，按最大負荷確定UPS容量，并根據(jù)各種負荷所需后備時間確定蓄電池容量。

UPS系統(tǒng)采用雙母線冗余設(shè)計，包括：2臺主機UPS、2套蓄電池組、1組電池開關(guān)及聯(lián)絡(luò)柜、1組帶有負荷智能管理單元的輸出配電柜和1組靜態(tài)切換開關(guān)柜，。2臺UPS主機分別接于輸出配電柜的兩個輸出母線，兩段母線之間通過STS靜態(tài)切換開關(guān)柜接于另一輸出母線。兩套UPS獨立運行，供電電源分別引自不同母線段的低壓回路采用這個模式。除非遭遇極端情況導(dǎo)致2臺UPS系統(tǒng)輸出同時故障，否則不會出現(xiàn)整個供電系統(tǒng)的癱瘓，而且一條母線上的負載故障不會影響到另一母線。2臺UPS的旁路電源引自一個低壓回路，經(jīng)過輸出饋線柜的旁路母線，分別供給2臺UPS主機。2臺UPS設(shè)置同步跟蹤系統(tǒng)，保障在其中一臺輸出中斷時，STS靜態(tài)切換開關(guān)柜可實現(xiàn)同步切換。STS由兩組SCR可控硅靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)組成，可在3ms時間內(nèi)實現(xiàn)2路UPS輸出電源的相互切換。

各種普通單電源負荷，如：應(yīng)急照明、工業(yè)電視、話音交換設(shè)備、進出站電動閥、輸氣設(shè)備的電源分別引自兩2輸出母線，由其對應(yīng)的UPS供電；雙電源負荷可由2根輸出母線各引一路供電回路。對供電可靠性和連續(xù)性要求更高的單電源負荷，如PLC機柜、ESD機柜、計量儀表盤、火災(zāi)和可燃氣體檢測系統(tǒng)的電源引自另一根輸出母線，以避免單臺UPS故障造成設(shè)備停電。3段輸出母線均設(shè)置在輸出配電柜中，該配電柜采用PLC控制，配備多路負載分配及分時管理的智能配電系統(tǒng)，可根據(jù)不同負載延時時間要求，進行多路的分時關(guān)斷控制這樣可以合理設(shè)置蓄電池容量，保證重要負荷的供電時間。

UPS電池開關(guān)為專用“三位”開關(guān)，即UPS正常工作時為手動閉合狀態(tài)，當(dāng)電池組放電至下限保護電壓值時，此開關(guān)自動由閉合狀態(tài)跳為零位置，斷開電池組供電，防止電池組因 涓流小電流放電而影響電池的實際使用壽命，確保電池組的使用年限。另一方面，此專用開關(guān)可以避免由于誤操作。

四、結(jié)束語

輸氣場站的UPS供電系統(tǒng)的設(shè)計基于簡化系統(tǒng)、提高供電可靠性、減少設(shè)備和占地面積 、節(jié)約投資、減少維護工作量的原則，通過對輸氣站場UPS供電系統(tǒng)進行合理整合，在整體結(jié)構(gòu)上進行了較大改進，可向各種重要負載提供連續(xù)、穩(wěn)定、純凈、可靠的 電源使其在輸氣站場的長周期安全運行中更好地發(fā)揮作用。

參考文獻：

[1]孫竟，李樹山.西氣東輸二線壓氣站場 UPS 供電系統(tǒng)設(shè)計[J]. 石油工程建設(shè).2010（12）