李偉青 陳龍成
摘 要:介紹了梅州供電局調(diào)度自動(dòng)化主站2臺(tái)UPS并列冗余的供電方式和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。在落實(shí)南網(wǎng)總調(diào)關(guān)于調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)雙機(jī)全停反措過(guò)程中,梅州供電局充分利用應(yīng)急中心的UPS作為反措整改的后備保護(hù)電源,確保自動(dòng)化系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行在受保護(hù)的情況下,實(shí)現(xiàn)了UPS雙機(jī)向分列運(yùn)行的平穩(wěn)過(guò)渡。就如何提高UPS電源供電可靠性和降低改造風(fēng)險(xiǎn)等方面進(jìn)行研究,為相關(guān)單位提供了設(shè)計(jì)思路。
關(guān)鍵詞:調(diào)度自動(dòng)化;不間斷電源系統(tǒng);雙機(jī)并列;逆變器
中圖分類(lèi)號(hào):TM762.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2095-6835(2014)18-0001-02
UPS是不間斷電源系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng),它的主要作用是當(dāng)交流輸入電源消失時(shí),能通過(guò)附屬蓄電池提供的直流電源逆變成符合一般設(shè)備需求的工頻交流電源,繼續(xù)向負(fù)載供電,從而保證對(duì)負(fù)載供電的連續(xù)性和可靠性。
梅州供電局調(diào)度自動(dòng)化主站現(xiàn)有的UPS電源系統(tǒng)為雙機(jī)雙母帶母聯(lián)配置,可滿(mǎn)足《南方電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化統(tǒng)不間斷電源配置規(guī)范》,但其運(yùn)行方式是母聯(lián)投入雙機(jī)并聯(lián)運(yùn)行,根據(jù)《關(guān)于落實(shí)防止調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)雙機(jī)全停的11項(xiàng)反措的通知》,UPS系統(tǒng)的運(yùn)行方式還需整改。由于調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是不可停系統(tǒng),在電源整改過(guò)程中需考慮設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。因此,我們?cè)O(shè)計(jì)了一套以利用應(yīng)急中心UPS電源作為后備保護(hù)電源,確保關(guān)鍵設(shè)備在不停電的情況下,實(shí)現(xiàn)2臺(tái)UPS解除并列運(yùn)行的技術(shù)方案。本文就UPS系統(tǒng)整改設(shè)計(jì)和實(shí)施中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述。
1 UPS系統(tǒng)的現(xiàn)有運(yùn)行方式和特點(diǎn)
梅州供電局自動(dòng)化機(jī)房現(xiàn)有的UPS為梅蘭日蘭Galaxy PW系列產(chǎn)品,運(yùn)行方式為雙機(jī)雙母線并聯(lián)冗余,其結(jié)構(gòu)如圖1所示(輸出母聯(lián)開(kāi)關(guān)為常閉狀態(tài))。雙機(jī)并聯(lián)方式的特點(diǎn)是2臺(tái)UPS互為冗余,在正常運(yùn)行時(shí),每臺(tái)UPS的容量相同且平均分擔(dān)相等的負(fù)載,負(fù)載功率小于或等于單臺(tái)UPS的額定功率。在此情況下,如果一臺(tái)UPS出現(xiàn)故障,則另一臺(tái)UPS能繼續(xù)供給全部負(fù)載。總而言之,并聯(lián)冗余的配置可提高整個(gè)UPS系統(tǒng)的供電可靠性。
圖1 UPS雙機(jī)接線
2 UPS系統(tǒng)存在的風(fēng)險(xiǎn)及其反措要求
2011-07,廣西某供電局發(fā)生了一起調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)雙機(jī)全停事件。調(diào)查發(fā)現(xiàn),該事件是因一臺(tái)UPS發(fā)生了故障停機(jī)。因故障UPS采用了雙機(jī)并聯(lián)運(yùn)行,所有負(fù)載自動(dòng)轉(zhuǎn)移至另一臺(tái)UPS,在轉(zhuǎn)移過(guò)程中出現(xiàn)了異常,導(dǎo)致第二臺(tái)UPS在未閉合旁路開(kāi)關(guān)的情況下自動(dòng)停機(jī),最終使兩路UPS輸出電源停電。此次事件暴露了雙機(jī)并列運(yùn)行存在的風(fēng)險(xiǎn)和弊端——如果出現(xiàn)單機(jī)故障后,因雙機(jī)通信異?;螂p機(jī)配置不完善等原因,就可能將故障范圍擴(kuò)大甚至雙機(jī)全停,這樣會(huì)嚴(yán)重影響調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的持續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行。
為了防止上述事件再次發(fā)生,南網(wǎng)總調(diào)下達(dá)了《關(guān)于落實(shí)防止調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)雙機(jī)全停的11項(xiàng)反措的通知》。其中的第九項(xiàng)反措要求:并機(jī)模式UPS存在重大安全風(fēng)險(xiǎn),各級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)應(yīng)盡快落實(shí)技改項(xiàng)目,執(zhí)行相關(guān)反措。反措具體包括:①采用并機(jī)模式運(yùn)行的UPS系統(tǒng),應(yīng)按照《南方電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)不間斷電源配置規(guī)范》,整改為雙機(jī)雙母線帶母聯(lián)運(yùn)行的接線方式;②如果在短時(shí)間內(nèi)不具備整改條件,應(yīng)盡快新增一套供應(yīng)急使用的UPS。
3 UPS供電方式的改進(jìn)設(shè)計(jì)
因現(xiàn)有的雙機(jī)雙母帶母聯(lián)接線方式的UPS系統(tǒng)存在運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn),并根據(jù)南網(wǎng)總調(diào)整改不間斷電源的相關(guān)規(guī)定,需要對(duì)2臺(tái)UPS進(jìn)行解并列整改。具體需要進(jìn)行UPS停機(jī)、斷開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)(加閉鎖措施)、拆除并機(jī)通信線和重新配置雙機(jī)運(yùn)行參數(shù)等操作。在UPS系統(tǒng)整改之前,我們已向UPS的生產(chǎn)廠家咨詢(xún)了解并列的相關(guān)問(wèn)題,并認(rèn)真組織自動(dòng)化技術(shù)人員研討整改過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)和控制措施。其中,討論的焦點(diǎn)是雙機(jī)停電的方式,廠家建議的方案是雙機(jī)全停,負(fù)載無(wú)縫切換至旁路轉(zhuǎn)供,然后分列操作。這種方案在斷開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)時(shí),會(huì)導(dǎo)致部分單電源設(shè)備停機(jī),且雙電源設(shè)備處于單路電源供電和“在線運(yùn)行無(wú)保護(hù)”狀態(tài),此時(shí),一旦市電輸入跳閘,將會(huì)引起自動(dòng)化系統(tǒng)雙機(jī)全停。另外,在此項(xiàng)整改方案的負(fù)荷轉(zhuǎn)移過(guò)程中,原本運(yùn)行正常的UPS會(huì)受到負(fù)載沖擊,將導(dǎo)致關(guān)鍵元件異常而自動(dòng)停機(jī),進(jìn)而造成雙機(jī)全停事故。
經(jīng)過(guò)反復(fù)論證,最終設(shè)計(jì)出了一套較為安全的方案。其核心思路是利用應(yīng)急指揮中心20 kVA的UPS(以下稱(chēng)#3UPS),并借助自動(dòng)化機(jī)房的便利條件,將其作為雙機(jī)全停后負(fù)載的后備保護(hù)電源。具體流程為:從#3UPS的配電箱中拉一路臨時(shí)電源至各關(guān)鍵設(shè)備屏柜,并以此作為屏體STS(靜態(tài)切換開(kāi)關(guān))的備用電源,以來(lái)自#2UPS的屏柜B母排作為STS的主電源,每個(gè)機(jī)柜新增一個(gè)PDU作為STS的電源輸出端,這樣就可以實(shí)現(xiàn)雙電源關(guān)鍵設(shè)備的一路電源來(lái)自#1UPS(A母排),另一路則由#2UPS和#3UPS共同承擔(dān)(PDU)。當(dāng)2臺(tái)UPS全停時(shí)(假定先停#1UPS),根據(jù)并聯(lián)停機(jī)的操作步驟,應(yīng)使市電通過(guò)#2UPS維修旁路向B母排負(fù)載供電,運(yùn)行在A母排的單電源設(shè)
備會(huì)因母聯(lián)斷開(kāi)而失電,B母排上的單、雙電源負(fù)載均由市電供應(yīng),雙電源設(shè)備可受到#3UPS的供電保護(hù)。當(dāng)旁路市電停電時(shí),雙電源設(shè)備仍可由STS自動(dòng)切換(切換時(shí)間≤8 ms)至#3UPS繼續(xù)供電,以確保關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行不受影響。該方案明顯提高了關(guān)鍵設(shè)備供電的可靠性,并有效地降低了UPS系統(tǒng)整改的風(fēng)險(xiǎn)。
我們根據(jù)技術(shù)方案編制了相應(yīng)的《雙機(jī)解并列操作步驟》。在實(shí)施過(guò)程中,應(yīng)嚴(yán)格按步驟執(zhí)行,檢查、確認(rèn)2臺(tái)UPS的各項(xiàng)性能指標(biāo)正常后,才可進(jìn)行停機(jī)操作。下面以先停#1UPS為例分步講解。
3.1 #1UPS停機(jī)
停止逆變器,斷開(kāi)逆變器輸出開(kāi)關(guān)Q5N,斷開(kāi)旁路開(kāi)關(guān)Q4S,斷開(kāi)電池開(kāi)關(guān)QF1,斷開(kāi)市電主輸入開(kāi)關(guān)Q1。此時(shí),除了關(guān)鍵雙電源設(shè)備由#2UPS與#3UPS共同承擔(dān)外,其余負(fù)載均由#2UPS承擔(dān),全部負(fù)載均受到了運(yùn)行保護(hù)。
3.2 解除并聯(lián)
在確認(rèn)所有設(shè)備運(yùn)行正常后,斷開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)QS1,此時(shí),A母排停電,部分單電源設(shè)備停機(jī)。
3.3 #2UPS停機(jī)
停止逆變器,系統(tǒng)自動(dòng)合上旁路開(kāi)關(guān),由市電供應(yīng)負(fù)載,合上維修旁路開(kāi)關(guān)Q3BP,斷開(kāi)逆變器輸出開(kāi)關(guān)Q5N,斷開(kāi)UPS旁路輸入開(kāi)關(guān)Q4S,斷開(kāi)電池?cái)嗦菲鱍F1,斷開(kāi)UPS主輸入開(kāi)關(guān)Q1。此時(shí),負(fù)載不間斷地切換至手動(dòng)維修旁路供電方式(市電供電),除關(guān)鍵設(shè)備有一路應(yīng)急指揮中心的UPS受保護(hù)外,其余負(fù)載均不受保護(hù)。
4 結(jié)束語(yǔ)
在設(shè)計(jì)技術(shù)方案之前,我們已核實(shí)了關(guān)鍵設(shè)備的總負(fù)載低于#3UPS的額定容量,核查了UPS輸出和配電各級(jí)空氣開(kāi)關(guān)的容量是否滿(mǎn)足要求,確保逐級(jí)配合,防止空氣開(kāi)關(guān)越級(jí)跳閘。該方案布置嚴(yán)密,實(shí)施順利,最終安全、穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)了UPS雙機(jī)分列運(yùn)行的目標(biāo)。該方案的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是利用應(yīng)急指揮中心的空閑UPS作為臨時(shí)后備保護(hù)電源,有效地降低了反措實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)。
參考文獻(xiàn)
[1]林捷.汕頭供電局調(diào)度自動(dòng)化UPS系統(tǒng)解并列工程實(shí)例[J].科技與企業(yè),2012(12)125-126.
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作者簡(jiǎn)介:李偉青(1986—),男,工學(xué)碩士學(xué)位,工程師,主要從事電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)研究和運(yùn)維工作。陳龍成,男(1980—),工學(xué)學(xué)士學(xué)位,助理工程師,主要從事電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)工作。
〔編輯:張思楠〕
摘 要:介紹了梅州供電局調(diào)度自動(dòng)化主站2臺(tái)UPS并列冗余的供電方式和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。在落實(shí)南網(wǎng)總調(diào)關(guān)于調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)雙機(jī)全停反措過(guò)程中,梅州供電局充分利用應(yīng)急中心的UPS作為反措整改的后備保護(hù)電源,確保自動(dòng)化系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行在受保護(hù)的情況下,實(shí)現(xiàn)了UPS雙機(jī)向分列運(yùn)行的平穩(wěn)過(guò)渡。就如何提高UPS電源供電可靠性和降低改造風(fēng)險(xiǎn)等方面進(jìn)行研究,為相關(guān)單位提供了設(shè)計(jì)思路。
關(guān)鍵詞:調(diào)度自動(dòng)化;不間斷電源系統(tǒng);雙機(jī)并列;逆變器
中圖分類(lèi)號(hào):TM762.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2095-6835(2014)18-0001-02
UPS是不間斷電源系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng),它的主要作用是當(dāng)交流輸入電源消失時(shí),能通過(guò)附屬蓄電池提供的直流電源逆變成符合一般設(shè)備需求的工頻交流電源,繼續(xù)向負(fù)載供電,從而保證對(duì)負(fù)載供電的連續(xù)性和可靠性。
梅州供電局調(diào)度自動(dòng)化主站現(xiàn)有的UPS電源系統(tǒng)為雙機(jī)雙母帶母聯(lián)配置,可滿(mǎn)足《南方電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化統(tǒng)不間斷電源配置規(guī)范》,但其運(yùn)行方式是母聯(lián)投入雙機(jī)并聯(lián)運(yùn)行,根據(jù)《關(guān)于落實(shí)防止調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)雙機(jī)全停的11項(xiàng)反措的通知》,UPS系統(tǒng)的運(yùn)行方式還需整改。由于調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是不可停系統(tǒng),在電源整改過(guò)程中需考慮設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。因此,我們?cè)O(shè)計(jì)了一套以利用應(yīng)急中心UPS電源作為后備保護(hù)電源,確保關(guān)鍵設(shè)備在不停電的情況下,實(shí)現(xiàn)2臺(tái)UPS解除并列運(yùn)行的技術(shù)方案。本文就UPS系統(tǒng)整改設(shè)計(jì)和實(shí)施中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述。
1 UPS系統(tǒng)的現(xiàn)有運(yùn)行方式和特點(diǎn)
梅州供電局自動(dòng)化機(jī)房現(xiàn)有的UPS為梅蘭日蘭Galaxy PW系列產(chǎn)品,運(yùn)行方式為雙機(jī)雙母線并聯(lián)冗余,其結(jié)構(gòu)如圖1所示(輸出母聯(lián)開(kāi)關(guān)為常閉狀態(tài))。雙機(jī)并聯(lián)方式的特點(diǎn)是2臺(tái)UPS互為冗余,在正常運(yùn)行時(shí),每臺(tái)UPS的容量相同且平均分擔(dān)相等的負(fù)載,負(fù)載功率小于或等于單臺(tái)UPS的額定功率。在此情況下,如果一臺(tái)UPS出現(xiàn)故障,則另一臺(tái)UPS能繼續(xù)供給全部負(fù)載??偠灾?,并聯(lián)冗余的配置可提高整個(gè)UPS系統(tǒng)的供電可靠性。
圖1 UPS雙機(jī)接線
2 UPS系統(tǒng)存在的風(fēng)險(xiǎn)及其反措要求
2011-07,廣西某供電局發(fā)生了一起調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)雙機(jī)全停事件。調(diào)查發(fā)現(xiàn),該事件是因一臺(tái)UPS發(fā)生了故障停機(jī)。因故障UPS采用了雙機(jī)并聯(lián)運(yùn)行,所有負(fù)載自動(dòng)轉(zhuǎn)移至另一臺(tái)UPS,在轉(zhuǎn)移過(guò)程中出現(xiàn)了異常,導(dǎo)致第二臺(tái)UPS在未閉合旁路開(kāi)關(guān)的情況下自動(dòng)停機(jī),最終使兩路UPS輸出電源停電。此次事件暴露了雙機(jī)并列運(yùn)行存在的風(fēng)險(xiǎn)和弊端——如果出現(xiàn)單機(jī)故障后,因雙機(jī)通信異?;螂p機(jī)配置不完善等原因,就可能將故障范圍擴(kuò)大甚至雙機(jī)全停,這樣會(huì)嚴(yán)重影響調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的持續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行。
為了防止上述事件再次發(fā)生,南網(wǎng)總調(diào)下達(dá)了《關(guān)于落實(shí)防止調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)雙機(jī)全停的11項(xiàng)反措的通知》。其中的第九項(xiàng)反措要求:并機(jī)模式UPS存在重大安全風(fēng)險(xiǎn),各級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)應(yīng)盡快落實(shí)技改項(xiàng)目,執(zhí)行相關(guān)反措。反措具體包括:①采用并機(jī)模式運(yùn)行的UPS系統(tǒng),應(yīng)按照《南方電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)不間斷電源配置規(guī)范》,整改為雙機(jī)雙母線帶母聯(lián)運(yùn)行的接線方式;②如果在短時(shí)間內(nèi)不具備整改條件,應(yīng)盡快新增一套供應(yīng)急使用的UPS。
3 UPS供電方式的改進(jìn)設(shè)計(jì)
因現(xiàn)有的雙機(jī)雙母帶母聯(lián)接線方式的UPS系統(tǒng)存在運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn),并根據(jù)南網(wǎng)總調(diào)整改不間斷電源的相關(guān)規(guī)定,需要對(duì)2臺(tái)UPS進(jìn)行解并列整改。具體需要進(jìn)行UPS停機(jī)、斷開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)(加閉鎖措施)、拆除并機(jī)通信線和重新配置雙機(jī)運(yùn)行參數(shù)等操作。在UPS系統(tǒng)整改之前,我們已向UPS的生產(chǎn)廠家咨詢(xún)了解并列的相關(guān)問(wèn)題,并認(rèn)真組織自動(dòng)化技術(shù)人員研討整改過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)和控制措施。其中,討論的焦點(diǎn)是雙機(jī)停電的方式,廠家建議的方案是雙機(jī)全停,負(fù)載無(wú)縫切換至旁路轉(zhuǎn)供,然后分列操作。這種方案在斷開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)時(shí),會(huì)導(dǎo)致部分單電源設(shè)備停機(jī),且雙電源設(shè)備處于單路電源供電和“在線運(yùn)行無(wú)保護(hù)”狀態(tài),此時(shí),一旦市電輸入跳閘,將會(huì)引起自動(dòng)化系統(tǒng)雙機(jī)全停。另外,在此項(xiàng)整改方案的負(fù)荷轉(zhuǎn)移過(guò)程中,原本運(yùn)行正常的UPS會(huì)受到負(fù)載沖擊,將導(dǎo)致關(guān)鍵元件異常而自動(dòng)停機(jī),進(jìn)而造成雙機(jī)全停事故。
經(jīng)過(guò)反復(fù)論證,最終設(shè)計(jì)出了一套較為安全的方案。其核心思路是利用應(yīng)急指揮中心20 kVA的UPS(以下稱(chēng)#3UPS),并借助自動(dòng)化機(jī)房的便利條件,將其作為雙機(jī)全停后負(fù)載的后備保護(hù)電源。具體流程為:從#3UPS的配電箱中拉一路臨時(shí)電源至各關(guān)鍵設(shè)備屏柜,并以此作為屏體STS(靜態(tài)切換開(kāi)關(guān))的備用電源,以來(lái)自#2UPS的屏柜B母排作為STS的主電源,每個(gè)機(jī)柜新增一個(gè)PDU作為STS的電源輸出端,這樣就可以實(shí)現(xiàn)雙電源關(guān)鍵設(shè)備的一路電源來(lái)自#1UPS(A母排),另一路則由#2UPS和#3UPS共同承擔(dān)(PDU)。當(dāng)2臺(tái)UPS全停時(shí)(假定先停#1UPS),根據(jù)并聯(lián)停機(jī)的操作步驟,應(yīng)使市電通過(guò)#2UPS維修旁路向B母排負(fù)載供電,運(yùn)行在A母排的單電源設(shè)
備會(huì)因母聯(lián)斷開(kāi)而失電,B母排上的單、雙電源負(fù)載均由市電供應(yīng),雙電源設(shè)備可受到#3UPS的供電保護(hù)。當(dāng)旁路市電停電時(shí),雙電源設(shè)備仍可由STS自動(dòng)切換(切換時(shí)間≤8 ms)至#3UPS繼續(xù)供電,以確保關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行不受影響。該方案明顯提高了關(guān)鍵設(shè)備供電的可靠性,并有效地降低了UPS系統(tǒng)整改的風(fēng)險(xiǎn)。
我們根據(jù)技術(shù)方案編制了相應(yīng)的《雙機(jī)解并列操作步驟》。在實(shí)施過(guò)程中,應(yīng)嚴(yán)格按步驟執(zhí)行,檢查、確認(rèn)2臺(tái)UPS的各項(xiàng)性能指標(biāo)正常后,才可進(jìn)行停機(jī)操作。下面以先停#1UPS為例分步講解。
3.1 #1UPS停機(jī)
停止逆變器,斷開(kāi)逆變器輸出開(kāi)關(guān)Q5N,斷開(kāi)旁路開(kāi)關(guān)Q4S,斷開(kāi)電池開(kāi)關(guān)QF1,斷開(kāi)市電主輸入開(kāi)關(guān)Q1。此時(shí),除了關(guān)鍵雙電源設(shè)備由#2UPS與#3UPS共同承擔(dān)外,其余負(fù)載均由#2UPS承擔(dān),全部負(fù)載均受到了運(yùn)行保護(hù)。
3.2 解除并聯(lián)
在確認(rèn)所有設(shè)備運(yùn)行正常后,斷開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)QS1,此時(shí),A母排停電,部分單電源設(shè)備停機(jī)。
3.3 #2UPS停機(jī)
停止逆變器,系統(tǒng)自動(dòng)合上旁路開(kāi)關(guān),由市電供應(yīng)負(fù)載,合上維修旁路開(kāi)關(guān)Q3BP,斷開(kāi)逆變器輸出開(kāi)關(guān)Q5N,斷開(kāi)UPS旁路輸入開(kāi)關(guān)Q4S,斷開(kāi)電池?cái)嗦菲鱍F1,斷開(kāi)UPS主輸入開(kāi)關(guān)Q1。此時(shí),負(fù)載不間斷地切換至手動(dòng)維修旁路供電方式(市電供電),除關(guān)鍵設(shè)備有一路應(yīng)急指揮中心的UPS受保護(hù)外,其余負(fù)載均不受保護(hù)。
4 結(jié)束語(yǔ)
在設(shè)計(jì)技術(shù)方案之前,我們已核實(shí)了關(guān)鍵設(shè)備的總負(fù)載低于#3UPS的額定容量,核查了UPS輸出和配電各級(jí)空氣開(kāi)關(guān)的容量是否滿(mǎn)足要求,確保逐級(jí)配合,防止空氣開(kāi)關(guān)越級(jí)跳閘。該方案布置嚴(yán)密,實(shí)施順利,最終安全、穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)了UPS雙機(jī)分列運(yùn)行的目標(biāo)。該方案的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是利用應(yīng)急指揮中心的空閑UPS作為臨時(shí)后備保護(hù)電源,有效地降低了反措實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)。
參考文獻(xiàn)
[1]林捷.汕頭供電局調(diào)度自動(dòng)化UPS系統(tǒng)解并列工程實(shí)例[J].科技與企業(yè),2012(12)125-126.
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作者簡(jiǎn)介:李偉青(1986—),男,工學(xué)碩士學(xué)位,工程師,主要從事電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)研究和運(yùn)維工作。陳龍成,男(1980—),工學(xué)學(xué)士學(xué)位,助理工程師,主要從事電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)工作。
〔編輯:張思楠〕
摘 要:介紹了梅州供電局調(diào)度自動(dòng)化主站2臺(tái)UPS并列冗余的供電方式和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。在落實(shí)南網(wǎng)總調(diào)關(guān)于調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)雙機(jī)全停反措過(guò)程中,梅州供電局充分利用應(yīng)急中心的UPS作為反措整改的后備保護(hù)電源,確保自動(dòng)化系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行在受保護(hù)的情況下,實(shí)現(xiàn)了UPS雙機(jī)向分列運(yùn)行的平穩(wěn)過(guò)渡。就如何提高UPS電源供電可靠性和降低改造風(fēng)險(xiǎn)等方面進(jìn)行研究,為相關(guān)單位提供了設(shè)計(jì)思路。
關(guān)鍵詞:調(diào)度自動(dòng)化;不間斷電源系統(tǒng);雙機(jī)并列;逆變器
中圖分類(lèi)號(hào):TM762.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2095-6835(2014)18-0001-02
UPS是不間斷電源系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng),它的主要作用是當(dāng)交流輸入電源消失時(shí),能通過(guò)附屬蓄電池提供的直流電源逆變成符合一般設(shè)備需求的工頻交流電源,繼續(xù)向負(fù)載供電,從而保證對(duì)負(fù)載供電的連續(xù)性和可靠性。
梅州供電局調(diào)度自動(dòng)化主站現(xiàn)有的UPS電源系統(tǒng)為雙機(jī)雙母帶母聯(lián)配置,可滿(mǎn)足《南方電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化統(tǒng)不間斷電源配置規(guī)范》,但其運(yùn)行方式是母聯(lián)投入雙機(jī)并聯(lián)運(yùn)行,根據(jù)《關(guān)于落實(shí)防止調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)雙機(jī)全停的11項(xiàng)反措的通知》,UPS系統(tǒng)的運(yùn)行方式還需整改。由于調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是不可停系統(tǒng),在電源整改過(guò)程中需考慮設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。因此,我們?cè)O(shè)計(jì)了一套以利用應(yīng)急中心UPS電源作為后備保護(hù)電源,確保關(guān)鍵設(shè)備在不停電的情況下,實(shí)現(xiàn)2臺(tái)UPS解除并列運(yùn)行的技術(shù)方案。本文就UPS系統(tǒng)整改設(shè)計(jì)和實(shí)施中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述。
1 UPS系統(tǒng)的現(xiàn)有運(yùn)行方式和特點(diǎn)
梅州供電局自動(dòng)化機(jī)房現(xiàn)有的UPS為梅蘭日蘭Galaxy PW系列產(chǎn)品,運(yùn)行方式為雙機(jī)雙母線并聯(lián)冗余,其結(jié)構(gòu)如圖1所示(輸出母聯(lián)開(kāi)關(guān)為常閉狀態(tài))。雙機(jī)并聯(lián)方式的特點(diǎn)是2臺(tái)UPS互為冗余,在正常運(yùn)行時(shí),每臺(tái)UPS的容量相同且平均分擔(dān)相等的負(fù)載,負(fù)載功率小于或等于單臺(tái)UPS的額定功率。在此情況下,如果一臺(tái)UPS出現(xiàn)故障,則另一臺(tái)UPS能繼續(xù)供給全部負(fù)載??偠灾?,并聯(lián)冗余的配置可提高整個(gè)UPS系統(tǒng)的供電可靠性。
圖1 UPS雙機(jī)接線
2 UPS系統(tǒng)存在的風(fēng)險(xiǎn)及其反措要求
2011-07,廣西某供電局發(fā)生了一起調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)雙機(jī)全停事件。調(diào)查發(fā)現(xiàn),該事件是因一臺(tái)UPS發(fā)生了故障停機(jī)。因故障UPS采用了雙機(jī)并聯(lián)運(yùn)行,所有負(fù)載自動(dòng)轉(zhuǎn)移至另一臺(tái)UPS,在轉(zhuǎn)移過(guò)程中出現(xiàn)了異常,導(dǎo)致第二臺(tái)UPS在未閉合旁路開(kāi)關(guān)的情況下自動(dòng)停機(jī),最終使兩路UPS輸出電源停電。此次事件暴露了雙機(jī)并列運(yùn)行存在的風(fēng)險(xiǎn)和弊端——如果出現(xiàn)單機(jī)故障后,因雙機(jī)通信異?;螂p機(jī)配置不完善等原因,就可能將故障范圍擴(kuò)大甚至雙機(jī)全停,這樣會(huì)嚴(yán)重影響調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的持續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行。
為了防止上述事件再次發(fā)生,南網(wǎng)總調(diào)下達(dá)了《關(guān)于落實(shí)防止調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)雙機(jī)全停的11項(xiàng)反措的通知》。其中的第九項(xiàng)反措要求:并機(jī)模式UPS存在重大安全風(fēng)險(xiǎn),各級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)應(yīng)盡快落實(shí)技改項(xiàng)目,執(zhí)行相關(guān)反措。反措具體包括:①采用并機(jī)模式運(yùn)行的UPS系統(tǒng),應(yīng)按照《南方電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)不間斷電源配置規(guī)范》,整改為雙機(jī)雙母線帶母聯(lián)運(yùn)行的接線方式;②如果在短時(shí)間內(nèi)不具備整改條件,應(yīng)盡快新增一套供應(yīng)急使用的UPS。
3 UPS供電方式的改進(jìn)設(shè)計(jì)
因現(xiàn)有的雙機(jī)雙母帶母聯(lián)接線方式的UPS系統(tǒng)存在運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn),并根據(jù)南網(wǎng)總調(diào)整改不間斷電源的相關(guān)規(guī)定,需要對(duì)2臺(tái)UPS進(jìn)行解并列整改。具體需要進(jìn)行UPS停機(jī)、斷開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)(加閉鎖措施)、拆除并機(jī)通信線和重新配置雙機(jī)運(yùn)行參數(shù)等操作。在UPS系統(tǒng)整改之前,我們已向UPS的生產(chǎn)廠家咨詢(xún)了解并列的相關(guān)問(wèn)題,并認(rèn)真組織自動(dòng)化技術(shù)人員研討整改過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)和控制措施。其中,討論的焦點(diǎn)是雙機(jī)停電的方式,廠家建議的方案是雙機(jī)全停,負(fù)載無(wú)縫切換至旁路轉(zhuǎn)供,然后分列操作。這種方案在斷開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)時(shí),會(huì)導(dǎo)致部分單電源設(shè)備停機(jī),且雙電源設(shè)備處于單路電源供電和“在線運(yùn)行無(wú)保護(hù)”狀態(tài),此時(shí),一旦市電輸入跳閘,將會(huì)引起自動(dòng)化系統(tǒng)雙機(jī)全停。另外,在此項(xiàng)整改方案的負(fù)荷轉(zhuǎn)移過(guò)程中,原本運(yùn)行正常的UPS會(huì)受到負(fù)載沖擊,將導(dǎo)致關(guān)鍵元件異常而自動(dòng)停機(jī),進(jìn)而造成雙機(jī)全停事故。
經(jīng)過(guò)反復(fù)論證,最終設(shè)計(jì)出了一套較為安全的方案。其核心思路是利用應(yīng)急指揮中心20 kVA的UPS(以下稱(chēng)#3UPS),并借助自動(dòng)化機(jī)房的便利條件,將其作為雙機(jī)全停后負(fù)載的后備保護(hù)電源。具體流程為:從#3UPS的配電箱中拉一路臨時(shí)電源至各關(guān)鍵設(shè)備屏柜,并以此作為屏體STS(靜態(tài)切換開(kāi)關(guān))的備用電源,以來(lái)自#2UPS的屏柜B母排作為STS的主電源,每個(gè)機(jī)柜新增一個(gè)PDU作為STS的電源輸出端,這樣就可以實(shí)現(xiàn)雙電源關(guān)鍵設(shè)備的一路電源來(lái)自#1UPS(A母排),另一路則由#2UPS和#3UPS共同承擔(dān)(PDU)。當(dāng)2臺(tái)UPS全停時(shí)(假定先停#1UPS),根據(jù)并聯(lián)停機(jī)的操作步驟,應(yīng)使市電通過(guò)#2UPS維修旁路向B母排負(fù)載供電,運(yùn)行在A母排的單電源設(shè)
備會(huì)因母聯(lián)斷開(kāi)而失電,B母排上的單、雙電源負(fù)載均由市電供應(yīng),雙電源設(shè)備可受到#3UPS的供電保護(hù)。當(dāng)旁路市電停電時(shí),雙電源設(shè)備仍可由STS自動(dòng)切換(切換時(shí)間≤8 ms)至#3UPS繼續(xù)供電,以確保關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行不受影響。該方案明顯提高了關(guān)鍵設(shè)備供電的可靠性,并有效地降低了UPS系統(tǒng)整改的風(fēng)險(xiǎn)。
我們根據(jù)技術(shù)方案編制了相應(yīng)的《雙機(jī)解并列操作步驟》。在實(shí)施過(guò)程中,應(yīng)嚴(yán)格按步驟執(zhí)行,檢查、確認(rèn)2臺(tái)UPS的各項(xiàng)性能指標(biāo)正常后,才可進(jìn)行停機(jī)操作。下面以先停#1UPS為例分步講解。
3.1 #1UPS停機(jī)
停止逆變器,斷開(kāi)逆變器輸出開(kāi)關(guān)Q5N,斷開(kāi)旁路開(kāi)關(guān)Q4S,斷開(kāi)電池開(kāi)關(guān)QF1,斷開(kāi)市電主輸入開(kāi)關(guān)Q1。此時(shí),除了關(guān)鍵雙電源設(shè)備由#2UPS與#3UPS共同承擔(dān)外,其余負(fù)載均由#2UPS承擔(dān),全部負(fù)載均受到了運(yùn)行保護(hù)。
3.2 解除并聯(lián)
在確認(rèn)所有設(shè)備運(yùn)行正常后,斷開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)QS1,此時(shí),A母排停電,部分單電源設(shè)備停機(jī)。
3.3 #2UPS停機(jī)
停止逆變器,系統(tǒng)自動(dòng)合上旁路開(kāi)關(guān),由市電供應(yīng)負(fù)載,合上維修旁路開(kāi)關(guān)Q3BP,斷開(kāi)逆變器輸出開(kāi)關(guān)Q5N,斷開(kāi)UPS旁路輸入開(kāi)關(guān)Q4S,斷開(kāi)電池?cái)嗦菲鱍F1,斷開(kāi)UPS主輸入開(kāi)關(guān)Q1。此時(shí),負(fù)載不間斷地切換至手動(dòng)維修旁路供電方式(市電供電),除關(guān)鍵設(shè)備有一路應(yīng)急指揮中心的UPS受保護(hù)外,其余負(fù)載均不受保護(hù)。
4 結(jié)束語(yǔ)
在設(shè)計(jì)技術(shù)方案之前,我們已核實(shí)了關(guān)鍵設(shè)備的總負(fù)載低于#3UPS的額定容量,核查了UPS輸出和配電各級(jí)空氣開(kāi)關(guān)的容量是否滿(mǎn)足要求,確保逐級(jí)配合,防止空氣開(kāi)關(guān)越級(jí)跳閘。該方案布置嚴(yán)密,實(shí)施順利,最終安全、穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)了UPS雙機(jī)分列運(yùn)行的目標(biāo)。該方案的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是利用應(yīng)急指揮中心的空閑UPS作為臨時(shí)后備保護(hù)電源,有效地降低了反措實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)。
參考文獻(xiàn)
[1]林捷.汕頭供電局調(diào)度自動(dòng)化UPS系統(tǒng)解并列工程實(shí)例[J].科技與企業(yè),2012(12)125-126.
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作者簡(jiǎn)介:李偉青(1986—),男,工學(xué)碩士學(xué)位,工程師,主要從事電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)研究和運(yùn)維工作。陳龍成,男(1980—),工學(xué)學(xué)士學(xué)位,助理工程師,主要從事電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)工作。
〔編輯:張思楠〕