孙萍 龙庆
国家电投宁夏能源铝业临河发电分公司 宁夏银川市 750400
摘要：国民经济发展的需要，电网日益庞大，对发电机组自动化水平尤其是大型发电机组提出了更高的要求，热控分散控制系统(DCS)、电气网络控制系统(NCS)、自动发电控制(AGC)及电压自动控制(AVC)等计算机监控和安全保护系统得以广泛应用，对UPS电源系统提出了更高的要求。本文对常见的UPS电源的结构进行了比较分析，对大型发电机组UPS电源的设计、运行及应用进行了探讨，有较高借鉴与参考意义。
关键词：大机组UPS电源系统设计；运行；应用
1大型发电机组不停电电源(UPS)系统方案
1.1主机－从机型热备份冗余方案
该系统的特点就在于其供电系统的主机UPS1，它的交流旁路是和从机UPS2的逆变器电源的输出端进行连接的，一旦UPS1发生故障的话，UPS2就可以替代进行供电。不过，本方案对其进行了调整，UPS2的输出端是和UPS1的旁路电源输入端相连的，这样，他们的交流电源输入端就是和两个电源进行连接的，从而实现了电源输入冗余。
1)系统正常时，负载电源是UPS2提供的。
2)如果主机发生了内部故障的话，比如说DC电压比较低，比较热，逆变器输出的电压超过正常范围或者失效、超载比较严重，因为主机电源是电池，但是直流电源出现问题，它的输出端静态开关就会切换到UPSl作为电源提供端。
3)在消除异常以后，静态开关会转回到UPS2逆变器的输出端， 这时候负载的电源就开始由UPS2负责了。
4)在出现2) 或者3)的情况的时候，会有电路对静态开关进行控制，确保切换的准确、迅速，确保不会因此而导致断电。
5)有效的提升了系统的平均无故障时间，调试也比较容易，只要跑配好并机电缆就可以，不会出现均流问题。
1.2并列式冗余供电方案
该方案也就是并联了两台一样的UPS，他们的功率一样，并且幅度、频率以及相位等状态也都是相同的，在处于正常状态的时候，两台UPS都正常运转，各自负责一般的负载电流，如果有一台出现的故障的话就会有另一台负责全部负载。
这一方案不但有主机-从机式方案的各种优点同时还有下面的几点优势。
一是它的负载比较轻，所以过热引起的老化也会比较轻，因此它的平均无故障时间更长，通常能够达到单机的7~8倍，系统更加的可靠。
二是能够增容，由于正常情况下，一台UPS只负责一般的负载，而单机或者主从机形式的裕度通常都是75%～80%（这是为了防止有多台负载一起启动造成冲击电流迭加，多次进行切换或者回切，而要保证UPS有一定的余量，防止因此而过热）。而并列方案这方面的影响因素就比较小，甚至可以不去考虑，这是由于系统本身故障率就不高，很少会出现单机圆形的情况，维护也比较方便。
三是如果有一台UPS出现故障可以立即由另一台进行供电，不用进行切换。
四是因为有两台UPS，不需要有主从方案那样的静态开关的控制，不需要进行相应，无故障时间更长。
1.3双母线式供电方案
通过将两台具有相同功率的UPS输出直接连接在相互独立的母线上，在负荷侧设计电源切换开关，切换开关不仅要具有极快的切换速度，一般为4～10 ms，而且具有很高的可靠性，从而实现稳定供电。正常工作时，由两台UPS各承担1/2负载电流，但需要手工分配。如其中一台UPS出故障，则由剩下的一台UPS来承担全部负载。
本方案与并联式冗余方案相比，具备并联式的优点，但不具备增容功能。不需要配置并机卡，也无均流问题，如一台UPS故障退出运行，负荷切换至另一台UPS供电。但对切换开关的各项性能与可靠性要求极高，目前已投运的系统一般采用ASCO双电源自动切换开关(ATS)，增加了工程造价。
2 UPS系统设计的新思路
对于各种控制系统来说，不管是PLC还是FCS控制系统，还是各种型式的L/O链路、控制网络分层分布，他们的处理器模件的基础都是微处理器，网络节点、站都会设计成UPS供电的形式。
不同于主厂房，UPS都不是进行集中设置的，一般都是采用的集中点分散设置，使用的也多是机箱式装置或者直接放到电源柜里面、机柜外面。所以说，必须要对UPS有足够的重视。
可以说，单机的容量是不会对UPS的设置产生影响的，所以也不需要要求只有单机容量超过200MW才去设置UPS。UPS的设置也是比较灵活的，集中设置或者分散设置都是可以的。在笔者看来，分散设置不只是针对主厂房或者辅助车间，主厂房机、炉的设置也可以采用这种方式 [1-5]。
如今，火电厂正在越来越多的使用功能分散和物理分散的仪表与控制系统，取代了原来的大集控楼和运转层标高下面的电缆夹层，单元控制式的面积减小了很多，电子设备间分散布置也成了主流。UPS系统也应该采用这样的理念，根据机炉进行分散设置。一般来说，不管是供电设备还是供电系统离控制设备应该是越近越好，不能采用动力电缆进行长距离传输
。按美国电气及电子工程师学会(IEEE)定义，小于1k V为低压系统，一般认为220V，AC的传输距离应小于100m。可见，UPS的选型配置、系统设计与热工自动化仪表与控制系统，工艺对象系统的设计及厂房的布置密不可分。
3 UPS的运行维护
3.1日常维护
首先，对于UPS操作显示屏幕要进行每日查看，查看UPS电源在运行中起模拟指示灯有没有进行处于正常运行状态。其次，仔细听UPS电源有没有出现异常得声音，主要是听隔离输出变压器中得冷却风扇、功率模块和变压器有没有发出不正常得震动声响。再次，对其电源得排风口进行检查，确定是否存在堵塞问题。最后，每一周都在对UPS电源的电视屏幕上进行输出电流、电压和电池得浮充电压得检查，同时进行详细的记录，并和之前得数据来对比，如果数据的变化较大，要及时得进行原因查明。
3.2一般故障处理
在运行工程中UPS电源发出报警，不可慌张的对UPS操作显示屏上的任何按钮和开关，避免扩大事故范围以及中断UPS输出。当UPS电源报警时，先要对显示板上指示灯和显示屏幕上得提示看清楚。由于UPS带有自动诊断得功能，发生故障会在显示屏幕和状态指示灯中将故障的时间、类型等信息显示出来。等看清了显示屏幕和状态显示灯所提供的故障类型之后，在依照各种故障类型来进行处理。平常在UPS得运行中，经常会遇到得故障有：
第一，交流厂得用电故障，即交流输入出现规模得波动或者停电时，造成UPS报警，电池放电得报警信息也会同时出现，这时UPS面板上得状态指示灯中得交流输入灯就会熄灭，显示电池放电的指示灯亮起。这种事故首先要对交流厂是否出现用电故障进行确定，对UPS得保险和输入开关进行检查，看其是否已经熔断或者跳闸。如果确定是交流厂的用电故障，并且还不能对其恢复的时间进行确定时，切断不重要得负载，来确保重要负载得正常供电。
第二，逆变器出现故障，在报警过程中，自动旁路开关带载也会出现报警，这就需要员工要现在面板上确定有没有发生逆变器得超载报警，如果有，对显示屏上得输出电流进行检查，检查中超出了额定电流，及时对不重要的负荷进行关闭，保证输出得电流比额定输出电流小，再按下恢复键将警报消除，然后进行逆变器得启动和输出。如果没有发生超载报警，就说明逆变器不是由于电流冲击启动的关闭保护，有可能是由于驱动器或者IGBT器件发生故障。
第三，旁路失效，出现这种报警信号时，通常逆变器不同步得报警也会同时出现。这就说明了输入厂用电得频率和电压已经超出了之前得设定范围，但是能狗达到整流器得需要，发生逆变器自起振，不进行旁路得跟踪。这种情况不可在进行大容量负荷的启动，防止逆变器被冲击。
在日常工作中，只要保证UPS电源具有合理得配置，冰做好保养和维护工作，就能保证UPS可靠、稳定得运行，能够为DCS系统提供质量高、安全得电能，保证化工企业稳定、安全、长期的生产。
4结语
总之，在对UPS电源系统进行设计时，要结合使用工况、负载情况有针对性的选型设计，我们具有考虑可操作性、智能化，也要考虑投资成本、后期维护费用，同时还要考虑将来系统的扩容，不要只顾眼前利益，对设备进行简单的堆积或组合，避免投资费用过大，又为达到预期要求，只有准备充分、用心设计，就一定能设计出满足自己需求、性价比高的UPS冗余系统。
参考文献
[1]谢丹．电厂UPS系统设计方案的探讨［J］．东北电力技术，2013(8)．
[2]郑文权,孙翠英.UPS在电厂中的应用.电力学报,2016,21(3):365-367