摘要：天然气站中的UPS电源系统现在以串联和在线配置模式运行。这种供电方式既有大马拉小车的不合理性，而且对于串联机连接也是不可靠的。改造后，并行机连接方案可以合理分配资源，提高运行可靠性，并且易于维护。
关键词：天然气；输气站；UPS配置
1、国内外长输天然气管道设计、建设现状
天然气的长途管道运输始于1920年代，中国的天然气管道始于上世纪50?60s，70s开始加速发展，90年代后作为西气东输（一线，两线），山西至北京的天然气管道（一条线，两条线），中武线，四川至东方天然气，大量长途天然气管道建设并投入生产，并先后沿环形输气干线修建,大型天然气输送网络系统的发展，为中国的经济发展起到了越来越重的作用。
2、 UPS系统设计
UPS 系统主机采用高频机，因为传统的 UPS主机系统中采用工频逆变，有工频变压器，体积比较庞大。而高频 UPS 主机采用 IGBT 前端整流、后端逆变，显著特点是最大限度地节能，效率在半载情况下也能达到 95% 以上。
UPS 冗余供电系统供电方案采用双总线输入/输出的方式给数据中心机房内的双电源 IT设备供电。双总线电源方案可以在物理位置和逻辑上为通信设备提供两个独立的UPS电源，这样可以确保当任何一个UPS电源系统发生故障时，另一个UPS电源系统都不会受到影响,并继续为设备提供稳定的电源，以便可以提供数据中心机房中可以实现双UPS电源，大大提高了电源的可靠性。
4F不间断系统的容量为5361kW。由于需要满足A级数据中心的设计要求，UPS系统被设计为A2N并行冗余双总线电源系统。因此，将4FUPS系统配置为具有6套容量为2000kVA（单机容量为500kVA，并行4+0）的UPS电源系统。机房的空调终端还需要满足A级数据中心的设计要求，并至少为UPS提供电源。因此，空调终端不间断系统的容量为E≥1.2p=532.8kw。考虑到后期设备升级需求，将4F空调末尾的UPS系统配置为容量为1000kVA（单个容量为500kVA，合计2+0）的UPS电源系统。
2.1 UPS分类及特点简述
常用的UPS是静态UPS，它是一种由电池存储的电源系统设备，包括整流器，逆变器，电池，静态开关和其他主要组件。静态UPS可以分为三种：备用类型，交互式类型和双重转换类型。
备用UPS：结构简单，输入电压范围窄，输出电压稳定性差，输出波形为交流方波，转换时间为10ms。这种架构主要用于容量小于3kVA的UPS，待机时间通常为10分钟左右。
交互式UPS：具有宽输入电压范围和良好的输出电压稳定性，输出波形为模拟正弦波，但转换时间仍为4ms。该架构主要用于容量小于5kVA的UPS，以及办公设备和PC设备的备用电源。
双变换UPS：具有宽输入电压范围和交流正弦波输出波形，基本上可以滤除电网中的所有干扰和谐波，并为负载提供完整的备用电源保护。该架构主要用于容量为1?1200kVA的UPS，占当前应用市场UPS架构的80％以上。另外，根据内部电源的整流和逆变电路结构，UPS还包括工频UPS和高频UPS，两种类型的产品也广泛用于医疗建筑。
2.2并列UPS运行方式
2.2.1单机UPS分列运行方式
单个UPS的单独运行模式，也称为系统冗余UPS，是指未连接在一起但分布相同的多个UPS输出。换句话说，UPS独立运行并以相同的负载输出到同一层的配电柜中。在典型的单一UPS运行模式下，现场仪表直接连接到配电柜。对于电气设备，如果是双电源负载，则负载的两个电源输入端子分别连接到配电柜1和2。如果是单个电源负载（例如操作员站和工程师站），则根据功能将负载分为两组，一组连接到配电柜1，另一组连接到配电柜2，以确保在第一UPS电源出现故障的情况下第一组负载的正常工作。
2.2.2冗余UPS不同运行方式比较
①在UPS工作模式下，两个UPS的输出直接连接在一起，因此系统对两个UPS的要求更高，即UPS逆变器的输出频率和相位必须相同，并且输出电压必须为同样，否则并联的两个UPS将循环运行，并且整体输出功率质量会降低。另一方面，如果公共配电柜发生故障，则整个系统的电源将出现故障。优点是它可以随时随地扩展N+1个并行系统。
②UPS可独立运行UPS输出，而不是进入独立的配电柜，因此2套UPS的不同参数也可以用作系统正常工作，只要两个UPS对应配电柜在不发生故障的同时，双电源电力设备仍可以正常工作，相比之下，单UPS的运行可靠性更高。基于单个UPS单独运行的优势，一些企业已经完成了UPS运行模式从并行运行模式到单一UPS运行模式的转换。
3、天然气输气站的UPS配置改造后的模式及优越性能和预期效果
①锁相同步调整，为了确保UPS电源在安全可靠的电网中进行-逆变器正确开关操作，编织器的逻辑控制电路适用于两台（或更多台）编织器UPS之间的相位差调整，使其趋于零（现在可以将两个UPS之间的相位差控制在0.2°或更小，从应用的角度来看，并机间的环流几乎为零。
②调节两个韦弗逻辑控制电路的流量可以实现两个UPS都使用多年，通过动态微调2台UPS的输出电压，使2机流量不平衡度控制在很小的范围内（一般在1.5％?5％时，当流量不平衡度大于8％时，仅作为对被动并联在线使用结构的低水平控制，才可以视为双机模型的支持）以UPS的水平目前的产量，很容易达到5％以下。
③选择性离线“跳闸”功能，在UPS发生故障的情况下，逻辑控制电路会自动关闭UPS逆变器的故障，使发生故障的UPS退出系统运行，同时还会阻塞UPS旁路开关，并发送警报。当另一个UPS继续为负载供电时，当电源UPS输出端的步进电流从50％负载电流增加到100％负载电流时，这对UPS逆变器的影响很小。在主从机系统中，从机的阶跃电流将从负载电流的0％增加到100％，这对逆变器有很大的影响。
④容量扩展功能，使用两台UPS与机器系统具有相同的功率，必要时将UPS的输出功率加倍，例如，使用两台7kV·A“1+1”与机器系统，输出功率即可扩展到14kV·A，这样的冗余电源系统具有很好的灵活性。
4、结论
综上所述，可以选择具有相同额定功率的相同类型的UPS构成容错双机，并连接到UPS电源系统以形成“1+1”冗余配置电源系统。它不仅可以提高电源系统的可靠性，而且可以节省大量设置大功率主控UPS的成本。在维护过程中，也可以在两台机器之间切换电源，而无需暂时关闭电源和进行相关的过程操作。与串联冗余设计相比，它是一种非常经济，可靠的UPS电源配置系统，应推广应用。
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作者简介：江孔荣（1979-），男，汉族，籍贯：广西平南市，学历：本科，职称：工程师，主要从事工作：工程管理。