【摘 要】本文提出兩種UPS電源在線割接方案，對兩種方案行研究和比較，闡述了UPS在線割接的方案原理、實(shí)施步驟和需要注意的問題；同時(shí)，結(jié)合通信行業(yè)UPS電源系統(tǒng)運(yùn)行及維護(hù)現(xiàn)狀，針對性給出UPS電源系統(tǒng)在線割接解決途徑、方案，方案經(jīng)過多次實(shí)踐檢驗(yàn)，具有可靠、安全的特點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】UPS電源系統(tǒng)；在線割接

0 引言

UPS系統(tǒng)是交流電源設(shè)備，蓄電池提供的電能經(jīng)過逆變后才能供電給通信設(shè)備，如果UPS故障很可能導(dǎo)致負(fù)載切換，失去保護(hù)；此外，交流電源需要在電壓差、頻率差及相位差都為0的條件下才能并接。因此，UPS系統(tǒng)的維護(hù)、割接難度遠(yuǎn)大于高頻開關(guān)電源系統(tǒng)，UPS系統(tǒng)故障導(dǎo)致通信設(shè)備斷電宕機(jī)發(fā)生的概率也大于前者。

UPS的割接，是通信電源專業(yè)工作不可缺少的一環(huán)，在割接過程中不間斷供電是保證通信暢通的必要條件。所以，UPS的在線割接是電源維護(hù)的必要手段。

由于在通信網(wǎng)中一般使用在線式雙變換（AC-DC-AC）UPS設(shè)備的1+1并機(jī)方式（或者雙母線方式）供電（見圖1），本文僅對在線式1+1并機(jī)UPS系統(tǒng)的割接方案進(jìn)行研究、探討。此外，本文僅討論具體割接操作，對實(shí)際割接工作涉及的相關(guān)管理流程不作闡述。

圖1 在線式UPS 1+1并機(jī)系統(tǒng)示意圖

1 UPS在線割接方案

1.1 采用臨時(shí)UPS作保障電源的割接方案

1.1.1 方案原理

采用臨時(shí)UPS作保障電源的割接方案（簡稱方案一，下同），原理如圖2所示。其主要思路是：利用臨時(shí)UPS作為原UPS和新UPS的輸入電源，保證原UPS和新UPS在并機(jī)時(shí)滿足交流系統(tǒng)并機(jī)條件，在并機(jī)后將負(fù)載轉(zhuǎn)移至新UPS，然后將原UPS、臨時(shí)UPS拆除。

本文在介紹方案一時(shí)，選用原UPS輸出屏的配置有備用輸入開關(guān)的特例。如果沒有配置備用輸入開關(guān)，可選取容量符合要求（根據(jù)負(fù)載大小確定）的備用輸出開關(guān)臨時(shí)反供電來代替?zhèn)溆幂斎肟傞_關(guān)（見圖2所示）。

1.1.2 方案實(shí)施

前期準(zhǔn)備工作。前期準(zhǔn)備工作包括：

1）新建UPS及臨時(shí)UPS的安裝、調(diào)試；割接方案的細(xì)化。

2）電纜（新建永久電纜、臨時(shí)電纜）敷設(shè)。

3）原UPS、新UPS及臨時(shí)UPS的性能檢查，特別是是原UPS的單機(jī)間的負(fù)載切換。

4）各種開關(guān)性能和電纜絕緣的檢查 。

割接操作。主要割接步驟、順序如下：

1）斷開新UPS的輸入，由臨時(shí)UPS連接臨時(shí)電纜C2至新UPS，使新UPS由臨時(shí)UPS供電。新UPS輸出開關(guān)應(yīng)斷開。

2）斷開原UPS的輸入，由臨時(shí)UPS連接臨時(shí)電纜C1至原UPS，使原UPS由臨時(shí)UPS供電。

3）將原UPS切換至旁路供電。

4）將新UPS切換至旁路供電。

5）閉合新UPS輸出開關(guān)，新UPS供電至UPS輸出屏的備用輸出總開關(guān)。

圖2 采用臨時(shí)UPS作保障電源割接方案

6）測量備用輸出總開關(guān)的輸入、輸出端子（上、下樁）的電壓差。

同相上、下樁端子（即A相上樁、下樁，B相上樁、下樁，C相上樁、下樁）間電壓差應(yīng)為0，異相上、下樁端子（即A相上樁與B相、C相下樁，B相上樁與A相、C相下樁，C相上樁與A相、B相下樁）間電壓應(yīng)和UPS的輸出完全一致。如果滿足前述條件，則繼續(xù)下一步驟。否則，需進(jìn)行檢查。

7）測量輸出屏主用輸出總開關(guān)的三相電流值L并記錄；拆除主用、備用輸出總開關(guān)間的連鎖裝置，并閉合備用輸出總開關(guān)；再測量主用輸出總開關(guān)的電流值J、備用輸出總開關(guān)的電流值K，L應(yīng)等于J+K。如果滿足前述條件，可繼續(xù)下一步驟。否則，則說明并機(jī)不成功，應(yīng)停止進(jìn)一步操作。

一般來說，由于回路阻抗不同，主用、備用輸出總開關(guān)并不均流，但電流值接近。

8）斷開主用輸出總開關(guān)；恢復(fù)主用、備用輸出總開關(guān)間的連鎖裝置；測量備用輸出總開關(guān)電流值M。在負(fù)載波動(dòng)不大的情況下，L應(yīng)與M一致。

9）將新UPS轉(zhuǎn)至逆變供電，檢查新UPS運(yùn)行是否正常，若正常則拆除臨時(shí)電纜C2，接入永久電纜。

10）關(guān)閉并拆除原UPS、臨時(shí)UPS以及電纜C1、C3。割接完成。

1.2 采用新建UPS作為保障電源的優(yōu)化割接方案

1.2.1 方案原理

采用新建UPS作為保障電源的優(yōu)化割接方案（簡稱方案二，下同），原理如圖3所示。其主要思路是：利用新UPS作為原UPS輸入電源，保證原UPS和新UPS在并機(jī)時(shí)滿足交流系統(tǒng)并機(jī)條件，在并機(jī)后將負(fù)載轉(zhuǎn)移至新UPS，然后將原UPS拆除。

本文在介紹方案二時(shí)，選取原UPS輸出屏沒有配置備用輸入總開關(guān)的特例。此時(shí)，選取容量合適的備用輸出分路開關(guān)就十分必要。在實(shí)際工作中，UPS輸出屏的輸出分路開關(guān)可能全部使用，為了保證多數(shù)負(fù)載在割接過程不斷電，對部分不重要的負(fù)載臨時(shí)下電騰出開關(guān)以供割接使用。

1.2.2 方案實(shí)施

前期準(zhǔn)備工作。前期準(zhǔn)備工作同上。

割接操作。主要割接步驟、順序如下：

1）斷開原UPS的輸入，拆除電纜C1。

2）由新UPS連接臨時(shí)電纜C3至原UPS，使原UPS由新UPS供電。

3）將原UPS切換至旁路供電。

4）由新UPS連接臨時(shí)電纜C4至輸出屏備用輸出分路開關(guān)S2。此時(shí)S2應(yīng)處于斷開狀態(tài)。

5）測量分路開關(guān)S2的輸入、輸出端子（上、下樁）的電壓差。

同相上、下樁端子間電壓差應(yīng)為0，異相上、下樁端子間電壓應(yīng)和新UPS的輸出完全一致。如果滿足前述條件，則繼續(xù)下一步驟。否則，則發(fā)生了接線相序錯(cuò)誤或者原UPS未轉(zhuǎn)旁路供電，應(yīng)停止進(jìn)一步操作。

圖3 采用新建UPS作為保障電源的優(yōu)化割接方案

6）測量輸出屏輸出總開關(guān)S1的三相電流值L1并記錄；并閉合備用輸出分路開關(guān)S2；再測量輸出總開關(guān)S1的電流值J1、備用輸出分路開關(guān)S2的電流值K1，L1應(yīng)等于J1+K1。如果滿足前述條件，可繼續(xù)下一步驟。否則，則說明S1、S2分擔(dān)負(fù)載不成功，應(yīng)停止進(jìn)一步操作。

7）斷開輸出總開關(guān)S1；測量備用輸出分路開關(guān)S2電流值M1。在負(fù)載波動(dòng)不大的情況下，L1應(yīng)等與M1。

8）拆除電纜C2。由新UPS連接電纜C5至輸出屏輸出總開關(guān)S1。此時(shí)，S1應(yīng)處于斷開狀態(tài)。

9）測量開關(guān)S1的輸入、輸出端子（上、下樁）的電壓差。

同相上、下樁端子間電壓差應(yīng)為0，異相上、下樁端子間電壓應(yīng)和新UPS的輸出完全一致。如果滿足前述條件，則繼續(xù)下一步驟。否則，則發(fā)生了接線相序錯(cuò)誤，應(yīng)停止進(jìn)一步操作。

10）閉合輸出屏輸出總開關(guān)S1；測量S1的三相電流值N1并記錄；再測量備用輸出分路開關(guān)S2的電流值F1， N1+F1應(yīng)等于M1或者L1。如果滿足前述條件，可繼續(xù)下一步驟。否則，則說明S1、S2分擔(dān)負(fù)載不成功，應(yīng)停止進(jìn)一步操作。

11）斷開開關(guān)S2。關(guān)閉并拆除原UPS以及電纜C3、C4。割接完成。

2 兩種割接方案的比較

方案一、二都需要耗費(fèi)臨時(shí)電纜，方案一需要租借臨時(shí)UPS。在經(jīng)濟(jì)性上，主要由臨時(shí)電纜的長度、租借UPS的價(jià)格決定。如果UPS上級配電柜與UPS見的電纜敷設(shè)距離較長時(shí)，采用方案二成本較低；此外，如果無法獲取臨時(shí)UPS，方案二就是唯一選擇。

在割接操作的復(fù)雜性上，方案二較方案一復(fù)雜，方案一的操作步驟較為簡單、明了。方案二需要在UPS輸出屏的開關(guān)上作4次合斷，方案一只需兩次，每次閉合開關(guān)都需謹(jǐn)慎地核對測量電壓、電流。

在工程量上，方案一要大于方案二。方案一需敷設(shè)、拆除三條臨時(shí)電纜及一臺臨時(shí)UPS，且需對臨時(shí)UPS使用的蓄電池組割接回新UPS（一般會(huì)利用新建UPS的蓄電池給臨時(shí)UPS，蓄電池?zé)o法租借）；而方案二則最多僅需拆除兩條臨時(shí)電纜（如果UPS輸出屏配置有備用總開關(guān)，則只需一條臨時(shí)電纜）。

在實(shí)際割接中，選取哪種方案，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場具體情況，綜合比較后確定。

3 UPS在線割接需要注意幾個(gè)原則

UPS在線割接的操作難度及風(fēng)險(xiǎn)要高于開關(guān)電源的在線割接，在操作過程中稍有不慎就可能造成通信設(shè)備掉電宕機(jī)。割接方案的細(xì)化、相關(guān)準(zhǔn)備工作、現(xiàn)場指揮以及具體操作都尤為重要。根據(jù)廣州公司近幾次UPS在線割接的經(jīng)驗(yàn)，以下幾點(diǎn)需注意。

原則一，割接操作時(shí)間要最短。操作時(shí)間越短，發(fā)生誤操作等意外情況的幾率越小。因此可以放在前期準(zhǔn)備工作開展的工作盡量前移。

原則二，每一步操作需確認(rèn)無誤后方可進(jìn)行下一步操作。若操作的結(jié)果與預(yù)期不符，需退回上一步，找出問題；若無法找到問題原因，應(yīng)停止割接，恢復(fù)原有供電。

原則三，采用操作票制，操作人員和監(jiān)督人員分開。行之有效的方法是，將方案細(xì)化成操作表格，每執(zhí)行完一步，由現(xiàn)場指揮人員擔(dān)任監(jiān)督確認(rèn)一步。

在意外發(fā)生時(shí)，應(yīng)立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，將故障影響控制在最小范圍。

4 結(jié)語

本文所介紹的兩個(gè)方案，在中國移動(dòng)廣州分公司的工程割接中，都有采用。從本文方案述及的相關(guān)操作可以得知，在UPS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建設(shè)時(shí)，配置一定數(shù)量的備用開關(guān)是十分必要的；由此外，若需進(jìn)行在線割接，UPS的供電方式采取1+1并機(jī)方式（或者雙母線方式）易于開展，其它方式則容易造成并機(jī)失敗。實(shí)際割接的應(yīng)用證明本文所述割接方案有一定的創(chuàng)新性和實(shí)用性，對通信電源的維護(hù)工作具有一定的借鑒意義。

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]