大机组UPS电源系统常见问题分析

是逆变器的后备。APS接带了部分热控次要负荷，并作为UPS的后备。据此，可以得出UPS系统电源配置的一般原则：

　　a)整流器与充电器的电源应分别接至不同母线；

　　b)旁路与整流器电源分开接不同母线；

　　c)APS与旁路电源也应错开接不同母线。图1中的5路交流电源仅取自3段母线，其中的3路电源均来自保安b段。当UPS装置故障、逆变器检修或厂用电系统发生事故，在UPS装置静态开关已切换至旁路运行情况下，一旦保安b段失压，UPS母线和APS2母线均失电，WDPF和BMS控制系统就瘫痪了。

　　分析黄埔发电厂300 MW机组厂用电接线，2号及0号低压厂用变压器同接6 kV B段，6 kV A段失压时，0号变压器还可以自投为1号变压器所接的工作a段、保安a段供电，380 V工作a段及保安a段优胜于工作b段及保安b段。

　　鉴此，在减少改动的前提下，图1的电源配置还可以进一步调整：

　　a)充电器改接至工作b段；

　　b)APS2改接至保安a段。

　　电厂机组设有工作、备用高压厂用变压器及多台低压厂用变压器，还有柴油机或保安备用变压器，将UPS和APS的多路电源不重复地更合理地接至本机组不同的变压器和不同的低压母线，是可以办到的。机组事故解列后可能出现不同电源系统的频率不等，为了防止静态开关因不同步不能切换，或UPS与APS的切换因不同步而失败，这些电源应接入本机组同网络低压系统，而不宜接入公用系统或其它机组系统。

　　2.2　旁路及APS电源的相位

　　逆变器输出的单相交流电压与旁路电源的单相交流电压应该同步，才能并列转换。不论旁路取自交流的那一相，逆变器都可以调整输出电压，与旁路电压同频同相。

　　机组WDPF控制系统的DPU柜及计算、存储、记录站等电子设备由双电源供电，如图2所示。这是可控硅反向并联而成的二进一出的三端网络，UPS优先供电。UPS母线失压或欠压至一定值时，控制回路触发APS侧的双向可控硅，使其交替导通，并关断UPS侧的可控硅，由APS继续供电。这时的切换是先并后切，UPS电压正常后的自动回切也是先并后切。显然，在电压的相位和频率上，若UPS旁路侧与APS侧不一致，转换瞬间将短路或因差压大而产生很大的冲击电流，导致站内掉电及元件损坏。

　 　图2　双电源供电

　　1991年，黄埔发电厂6号机组于UPS安装后期进行切换试验时，跳了许多开关，才第一次发现了相位不符、切换短路问题。其他电厂也有类似接错相位的情况。

　　必须指出，安装时接错了相位，不遇到UPS电压异常情况下的切换或回切，是不会觉察的。甚至许多开关跳闸了，若恢复时从UPS侧先送电(一般均如此)，APS侧后送电，此时不会短路，仍掩盖了这个极大的隐患。

　　我们希望设计和施工部门，注意这一问题，图纸上标明相位，正确接线，防止类似现象重演。

　　2.3　APS的两路电源

　　APS1，APS2电源来自不同的变压器，不允许长期并列。如图1，一般应合上Q1，Q2，断开Q3。如果将Q1，Q2由手动操作改换为电动操作，或者加串交流接触器，联锁自投，还可以降低DPU和计算机站失电的概率。

　　2.4　UPS装置的冗余配置

　　有的电厂工程，制造厂商在旁路电源上加配了一套交流稳压器。有的技改工程，在APS侧另加1套UPS，1台机组用2套UPS装置。

　　看来UPS电源的配置方案，值得商榷。笔者认为：

　　a)使用UPS的目的，并非发电厂的电压质量不能满足计算机系统的要求，而主要是为了不停电。1套UPS装置，本身已有电池和充电器冗余备用，旁路电源只是在逆变器输出故障情况下暂时起作用。计算机系统有时发生"掉站"和芯片元件损坏事件，非旁路电压波动所致。计算机系统各站主机硬件，带有自保护功能。旁路电源系统应该简化，而且可以简化。

　　b)逆变器是UPS系统的"瓶颈"。从多年的运行经验看，逆变器的控制部分故障率相对较高。有条件的工程，可以考虑1套UPS装置配2套独立的逆变器。双逆变配置，比旁路稳压器或2套UPS装置的方案，更合理、实用、简单。

　　c)热控重要负荷才需要接入UPS母线，而最重要的负荷(DPU和计算机站)则由UPS和APS双侧电源自动切换供电。APS侧再加1套UPS装置的方案是不可取的。如果硬要双UPS，其输出均应接UPS母线。

　　d)UPS装置的配置，力求科学合理。提高UPS的可靠性，不能过多依赖增加备用设备，而要从维护和管理上下功夫。冗余太多令装置复杂化，投资增加，利用效率却很低，故障率也可能更高了。

　　3　系统容量估算选配

　　3.1　UPS的输出容量

　　欲使UPS的容量确定得比较恰当，须进行详细的负荷统计，并搜集同型运行机组的实际资料。

　　负荷统计，需要搜集负荷的同时率、功率因数、经常性电流和最大可能的冲击电流等资料。

UPS的逆变器设有过载保护，输出电流超过(1.2～1.25)In时，将自动切