浅析UPS电源系统负荷转接

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广东威恒电力技术开发有限公司广东佛山528000

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摘要：UPS电源系统是变电站站用电的一个重要电源系统，在大部分变电站的UPS电源系统改造中，需要进行UPS电源系统负荷转接。本文以实际的例子做参考，分析UPS电源系统改造中负荷转接的施工方法。

关键词：UPS；电源系统；负荷转接

引言

变电站内自动化系统及远动系统设备为精密的网络设备和通信设备，因站用的交流系统及直流系统存在断电、雷击尖峰、浪涌、频率震荡、电压突变、电压波动、频率漂移、电压跌落、脉冲干扰等原因，电源质量不符合设备使用要求，因此自动化系统及远动系统设备的装置电源必需采用UPS电源系统供电。

1.UPS电源系统简介

UPS（UninterruptiblePowerSystem），即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。UPS电源系统由五部分组成：主路、旁路、电池等电源输入电路，进行AC/DC变换的整流器，进行DC/AC变换的逆变器，逆变和旁路输出切换电路以及蓄能电池。原理框图如下：

当交流电输入正常时，UPS将交流电通过整流、逆变后供应给负载使用，此时的UPS就是一台稳压器，同时它还向蓄电池充电；当交流电中断（事故停电）时，UPS立即将蓄电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。

2.UPS电源系统负荷转接

在UPS电源系统改造，绝大部分项目都是将UPS电源系统整套装置更换。UPS电源系统整套装置更换最终的目的就是将UPS负荷从旧UPS电源系统转接到新UPS电源系统上，由新UPS电源系统对负荷进行供电。

2.1UPS电源系统负荷转接方法简介

UPS电源系统负荷转接方法包括停电转接和带电转接。部分UPS负荷可以临时停电，或有双电源供电的负荷，可停一路电源另一路电源供电不影响设备运行，可采用停电转接；部分重要负荷不能停电则需带电转接。在带电转接的过程中，需将新UPS电源接进用电设备，供电正常后，再拆除旧UPS电源接线，需新UPS电源与旧UPS电源并列一定的时间。为确保两套UPS电源能并列运行，需要两套UPS电源输出电压的幅值及相位必须相同，因此需要接入用电设备的两套UPS系统输出为同一电源。本文以来宾BOT开关站UPS系统更换为例来分析UPS电源系统负荷转接方法。

2.2工程概况

来宾BOT开关站现有艾默生UPS系统一套，自投产至今已有十几年，设备老化，设备故障时有发生，为保证UPS系统安全可靠运行，根据业主要求，将UPS系统更换为广州邮科电源设备有限公司YKDA型的UPS系统。主要工程内容包括：

1）安装新的UPS电源及负荷屏，相关的电缆敷设、接线。

2）新UPS电源系统的试验及调试，并将旧UPS系统的负荷转接到新的UPS系统上。

3）拆除旧UPS系统相关电缆。

2.3UPS电源系统负荷转接

当新UPS电源系统安装及调试完成后，UPS负荷电缆已敷设到各用电负荷，UPS电源系统经验收合格并可投入运行后，具备负荷转接条件，方能将旧UPS负荷转接到新UPS系统上。

2.3.1UPS电源系统负荷转接前准备工作

UPS电源系统负荷转接前需做好以下几方面工作：

1）核对清楚每路UPS电源负荷具体接线具体位置，并做好记录。

2）核对清楚每路UPS电源负荷的屏内接线及装置使用该电源情况，并做好记录。

3）根据UPS电源负荷核查记录，填写好《二次回路安全技术措施单》，确定可以临时停电负荷、不能停电负荷，并确定负荷转接的施工方法。

4）经核查，照明盘、母线保护屏、故障录波屏、消防报警系统总屏、DTH屏、监控后台机等UPS电源负荷可以临时停电，采用停电转接；通讯接口及GPS屏、线路电能表及电能量远方终端柜屏、保护信息管理机屏等负荷具有交、直流双电源供电，可以临时停电，采用停电转接；原电度表屏、逻辑控制屏、广西调度数据网柜、RTU屏、远动装置主机屏等负荷为重要负荷，不能停电，需采用带电转接。

2.3.2UPS电源系统负荷停电转接

根据负荷核查结果，依次将故障录波屏、照明盘、母线保护屏、消防报警系统总屏、DTH屏、监控后台机、通讯接口及GPS屏、线路电能表及电能量远方终端柜屏、保护信息管理机屏等UPS负荷转接进新UPS电源系统上。

1）向中调、地调自动化申请自动化开工。

2）检查故障录波屏内运行设备及端子排已做好安全防护措施。

3）申请临时断开JS105（故障录波屏）开关，拆除旧UPS电源分配屏至故障录波屏的电缆接线，并将新电缆接到原位置上，测量电缆绝缘电阻合格后，在新UPS电源及负荷屏上送上1QF4（故障录波电源）开关，并在故障录波屏测量电压正常。

4）其他各路负荷转接类同故障录波屏负荷转接。

2.3.3UPS电源系统负荷带电转接

现场技术资料核查时发现，旧UPS电源系统实际上是两台逆变器，两路输入电源分别取自直流I、II段馈线屏，通过逆变器输到UPS负荷屏，供给站用UPS负荷；而新的UPS系统为DC主供型YKDA系列逆变电源，交流电源输入取自站用交流屏，两路直流电源输入分别取自直流I、II段馈线屏，直流电源经逆变器输到UPS交流母线，交流电源经旁路电压自动调节器输到UPS交流母线。由于新、旧UPS系统的输出电源为直流电源经逆变后输出，电压的幅值及角度不一定相同，若将新UPS电源接进用电设备，供电正常后，再拆除旧UPS电源接线，造成新、旧UPS系统短时间并列运行，容易造成设备损坏及停电事故。新UPS系统运行后，用双相位表测量新、旧UPS系统输出电压，电压差为0.9V，相位差为17度，不符合并列条件。经与厂家技术人员及业主商讨后确定使用容量为220V、16A，具有同步、异步切换功能，切换时间小于6ms艾默生LTS负载切换开关进行负荷带电转接。

带电转接负荷原理接线图如下：

带电转接负荷原理接线图

以RTU屏UPS电源负荷带电转接为例，阐述带电转接负荷的施工步骤：

1）向中调、地调自动化申请自动化开工。

2）并向中调、地调自动化申请并做好相关数据封锁，向中调、地调申请短时中断远动通信，向地调调度申请投BOT全站置检修。

3）检查RTU屏内运行设备及端子排已做好安全防护措施。

4）用临时电缆将旧UPS负荷屏上的备用空气开关（2K1）输出端（2、

4）接入LTS负载切换开关源1输入端子（A，N）上。

5）用临时电缆将新UPS电源及负荷屏上的备用空气开关（1K2）输出端（2、4）接入LTS负载切换开关源2输入端子（A，N）上。

5）用临时电缆将LTS负载切换开关输出端（A、N）接入到RTU屏的临时空气开关（3K）输入端（1、3）。

6）用试验线将临时空气开关（3K）输出端（2、4）接入到RTU屏端子排上旧UPS电源电缆接线的位置，如图所示的JD2、JD5端子。

7）检查接线正确无误，且临时空气开关（3K）确在分闸位置。

8）合上旧UPS负荷屏备用空气开关（2K1），新UPS电源及负荷屏备用空气开关（1K2）。

9）合上LTS负载切换开关源1输入开关，并设置LTS自动切换不自动回切，主用电源为源1输入，合上LTS负载切换开关源2输入开关，并检查LTS负载切换开关面板上LED1、LED2、LED3绿灯亮，LED4绿灯闪，确定两路输入电源正常，输出为源1输入，源2输入为备用。

10）用双相位表在RTU屏测量临时空气开关（3K）输入、输出两端的电压，压差及相位差为0，符合并列条件后，合上临时空气开关（3K）。

11）断开旧UPS负荷屏上RTU屏电源开关（2K2），并检查RTU屏的JD2、JD5端子电压正常。

12）在RTU屏端子排上拆除旧UPS电源电缆接线，如图所示的JD1、JD4端子接线。

13）在RTU屏端子排上接入新UPS电源电缆接线，如图所示，将新UPS电源电缆接入JD1、JD4端子。

14）断开LTS负载切换开关源1输入开关，电源自动切换到源2输入，检查LTS负载切换开关面板上LED2、LED4绿灯亮，LED3红灯亮，确定源2输入电源正常，输出为源2输入。并在RTU屏端子排JD1、JD4端子处测量电压正常。

15）在新UPS电源及负荷屏上用双相位表在测量RTU屏电源空气开关（1K1）输入、输出两端的电压，压差及相位差为0，符合并列条件后，合上RTU屏电源空气开关（1K1）。

16）断开临时空气开关（3K），在RTU屏端子排JD1、JD4端子处测量电压正常，并检查RTU屏内装置运行正常，已成功将负荷转接到新UPS系统上，断开LTS负载切换开关源2输入开关。

17）断开旧UPS负荷屏备用空气开关（2K1），新UPS电源及负荷屏备用空气开关（1K2），拆除临时空气开关（3K）输出端（2、4）至到RTU屏（需转接负荷的屏柜）端子排JD2、JD5端子的试验线。

在带电转接RTU屏UPS负荷过程中，RTU屏内装置未发出过“装置失电”、“装置异常”等告警信号，装置运行正常，证明本带电转接负荷方法正确，

按上述带电转接负荷方法，依次对RTU1屏、原电度表屏、逻辑控制屏、广西调度数据网柜、远动装置主机屏等UPS负荷转接进新UPS电源系统上。UPS负荷转接结束，向中调自动化申请自动化工作结束，向中调、地调自动化申请解除相关数据封锁，向地调调度申请退BOT全站置检修。

2.3.4UPS电源系统负荷带电转接注意事项

1）负荷转接前，需核对清楚每路负荷具体接线位置，并将屏内其他运行设备做好隔离措施，施工时必须小心谨慎，不能误碰带电设备。

2）负荷转接前，需向调度申请并做好相关数据封锁，向中调、地调申请短时中断远动通信，防止负荷转接过程中因装置掉电损失数据及通信中断引起事故。

3）在负荷带电转接时，临时电源接线必须牢固可靠，接触良好，转接过程中不能触碰，避免造成设备断电事故。

4）在合上临时电源开关及新负荷开关前，必须测量空气开关两端的电压差及相位差，符合并列条件时方能合上开关。

5）带电转接负荷，需由技术过硬、经验丰富的技术人员担任，并设专人监护，避免造成人为的设备停电事故。

3.结束语

综上所述，通过对UPS电源系统负荷转接的详细分析，关于负荷带电转接技术要求高、难度大是显而易见，因此，在实际的UPS电源系统负荷转接工作中，技术负责人需根据不同的UPS电源系统的原理，确定正确的负荷转接方法。与此同时，相关施工人员需熟练掌握施工中的技术难点及要点，加强自身的安全防范意识，确保自动化系统及远动系统设备正常用电以及自身的人身安全。

参考文献：

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