电力专用UPS电源系统

电力专用UPS电源系统一、用途随着计算机、网络设备等电子信息化、自动化设备在电力、通信领域应用的不断增加，对其供电质量、可靠性提出了更高的要求，在电力行业中一般以配备蓄电池组的直流电源作为设备的主要工作电源，不能满足计算机、网络等设备的工作电源的要求。独立配备的不间断电源，不仅增加了电源系统投资，且不便于用户的维护管理。由于目前电力、通信直流电源普遍采用微机监控的高频开关电源技术，对蓄电池组的充电管理趋于最佳状态，故与电力、通信直流电源共用蓄电池组的电力专用不间断电源（UPS）、逆变电源（INV）正逐步大量的采用。二、现状目前，电力系统继电保护、微机控制和事故照明等设备大多数采用多台逆变电源或多台UPS装置分散供电。不同的逆变电源或UPS装置通信报文和规约格式不同，造成许多装置无法同后台通信。另外对于UPS装置因配置蓄电池，该蓄电池无专人维护管理，同时UPS本身对蓄电池充电要求达不到蓄电池要求，造成蓄电池故障。所以经常发生需要供电时，但蓄电池容量不足或损坏而造成故障。三、解决方案根据变电站电压等级和重要性，一个站配置一台或两台不间断电源，组成并联或串联运行模式给该站设备统一、集中供电模式。维护管理方便，同时利用直流系统电池作为备用电源，节约投资成本。四、需要解决的技术问题由于采用直流操作电源系统的电源作为UPS的输入电源，而直流操作电源是一个不接地的系统。因此，在交流输入或输出侧的任何故障都不应该影响直流系统，包括接地。由于采用集中供电方式，UPS输出开关必须具有严格的级差配合，防止因某个设备短路造成系统故障。系统应具有维修旁路输出开关，保证装置故障后有备用通道给输出母线供电。具有模拟该系统运行的工况图，方便运行人员操作。五、两种装置定义电力专用不间断电源装置电力专用逆变电源装置电力专用不间断电源装置电力专用不间断电源，由整流器、逆变器、旁路转换开关及相关的控制保护电路组成，其直流后备电源由电力直流电源、通信直流电源提供。工作模式：交流输入正常时，由交流输入经整流、逆变后向负载供电；交流消失，直流输入经逆变向负载供电；当逆变输入异常或逆变部件故障时，由静态旁路开关转至交流旁路供电。电力专用逆变电源装置电力专用逆变电源装置将电力直流电源或通信直流电源变换为符合要求的连续的正弦波交流电源的电源设备，由逆变器、旁路转换开关及相关的控制保护电路组成。工作模式：交流输入正常时，由交流输入经静态旁路开关向负载供电；交流消失，直流输入经逆变向负载供电；或正常工作时，由直流输入经逆变向负载供电，交流输入经静态旁路开关备用。电力专用UPS工作框图电力专用逆变电源框图六、系统原理图单机不间断电源系统主接线图主从备份不间断电源系统主接线图逆变电源系统主接线图单机不间断电源系统图主从备份不间断电源系统图七、微机监控装置具有的功能前面板图片采集端子接线图功能一当构成TUPS/TINV成套电源系统时，除TUPS或TINV装置本身监控单元外，一般还可根据应用场合的需求，在电源系统中配置TUPS-I系列微机集中监视单元，以320*240点阵触摸屏、实时运行模拟图人机界面方式，对成套电源系统中的TUPS或TINV电源设备、交直流输入/输出电压电流、输入/输出/馈线开关位置状态等实现更加全面的运行监视及时间/告警记录、标准通信规约通信管理功能。功能二微机集中监视单元构成：由1台TUPS-I主机及多台UMCU采集单元构成，主机与采集单元以内部总线RS485方式连接。UMCU采集单元负责对应TUPS/TINV电源设备交直流输入/输出电压、电流模拟量检测，交直流输入/输出/旁路开关位置监视，馈线开关故障告警状态监视，TUPS/TINV电源设备告警/事件接点接入等。功能三显示及操作：显示由320*240点阵液晶触摸屏、双色发光二极管组成的运行模拟图构成。电源系统的告警参数可通过液晶触摸屏设置，运行参数和告警记录可由液晶触摸屏查看。在液晶触摸屏上用指尖等（切勿用镊子尖之类尖锐器物）点击按钮区（反白显示区域），即可完成相应的查看、设置、修改数据等操作。电源系统运行工况可由模拟图查看，其中黄色通道为供电通道（任何情况下只有一条）；绿色通道为备用通道；红色标示的开关表示目前状态下不可操作，若操作，则会导致供电终止事故；闪烁的红色标示故障单元。功能四特别设计的维修旁路控制。保证外部维修旁路开关合上时，TUPS或TINV电源设备内部旁路已先转换，避免因误合维修旁路开关造成的设备逆变电路损坏。功能五设备即可独立运行，也可与电力、通信直流电源有机组合构成一体化电源系统，还可与TUPS-I系列微机集中监视单元构成成套专用不间断电源/逆变电源系统。成套电源系统即可以单设备单机工作，也可以2台设备构成主从备份工作。监控面板图监控装置背面接线图UMCU采集单元接线图八、旁路稳压柜TVVTBa3a4L4FL4FU1508TcFU2KM532531530533KMHIL3506稳压LC1L5HIL1lonoAVTA1501502HIL2505市电VN旁路柜输入2ф415V稳压/市电转换开关稳压输出接触器降压、升压按钮手动/自动转换开关自动上电开关SB1—SB2QLS1—QLS2TCSB4MS3S2SB3S1采样变压器报警开关稳压按钮停止按钮伺服电机限位开关HIL1--HIL3FU1--FU2ZCB1TA1VKMQNTBTVVQF1A交流电压表熔断器调压变压器控制线路板补偿变压器指示灯输入空气开关交流电流表电流互感器代号名称EDB两相隔离变压器旁路柜输出230V±2%KM527528FL4SB3509516521526KC1KC2S3SB4KMQLS1515QLS2KC3M514RCNKC4伺服电机控制回路接线图529561560KC2KC1downupS2offonRP104RP101RP103SB2RP102SB1AMKC4KC3KC3231N51452645215092ф415V/230VLAiLCiQF1LA1EDBa2QNL2L3a156MAXMIN12V0V9.9V6.6V67584533531530532132ZCB1　DBW-12004.04S1控制线路板接线图输出电压采样534KA故障干结点报警干结点、旁路柜旁路柜输入LAi旁路柜输出LCilono561560报警干结点输入输出端子旁路柜主回路电气原理图输出接触器控制回路原理图稳压原理输入电源经过隔离变压器变压后，再输入到旁路柜的输入端，进行稳压。旁路柜由单相补偿变压器TB、单相调压变压器TVV、伺服电机控制与传动机构，操作电路，报警电路等组成。调整变压器TVV的一次绕组连接在调压器的输入端，二次绕组连接补偿变压器TB的一次绕组，而补偿变压器的二次绕组串联在主电路中。调压工作原理如下，若不计补偿变压器阻抗压降，则；UO=UI+UC式中：UI————旁路柜输入电压；UO————旁路柜输出电压；UC————旁路柜补偿电压；其调压过程是：控制伺服电机M转动，经链条带动调压变压器TVV上的电刷组滑动来调节调压变压器的二次电压，以改变补偿电压的极性和大小，实现输出电压的调节。系统接线图1QF2隔离变电压器2QF1DC2(直流220V进线）2QF2#2UPS直流输入开关#2UPS交流主输入开关2LH1a,c控制器2QF52QF4#2UPS交流旁路开关AC220V#2UPS维修交流旁路开关AC220V#1UPS直流输入开关#2UPS(30KVA)控制器AC220V1QF4#1UPS交流主输入开关#1UPS交流旁路开关1QF1AC220V1QF5#1UPS维修交流旁路开关#1UPS(30KVA)A2QF32A1#2UPS交流输出开关2LH2N23,L232V2VJ130N12,L12J102#1UPS交流输出开关自动切换开关STS11QF3------A1A1J1161V2VJ115J101AC2(AC380V进线）2FLAC1(AC380V进线）DC1(直流220V进线）旁路电源输入去1#TUPS-I-B1FL稳压器旁路隔离变压器旁路稳压柜(30KVA)2LH31LH21LH3N12,L12N1,L1abc-1L,+1L-2L,+2LN22,L22IIIIIISTS2自动切换开关(AC220V进线）------------------J230J216J215J201J202N2,L2abc至2QA开关至2ZK1开关至1ZK1开关至1QA开关VV1V12V1V1LH1a,c整流器逆流器静态开关静态开关逆流器整流器隔离变电压器1QF去1#TUPS-I-B去1#TUPS-I-B去2#TUPS-I-B去2#TUPS-I-B去2#TUPS-I-B1#UPS主机柜2#UPS主机柜