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摘 要：本文要根据最近几年来UPS系统对发变电站的重要性进行分析，主要重点讨论其设计方案，同时系统的接线方式、冗余配置和设计中相关的开展讨论，旨在给相关的工作人员提供一些有用的参考资料。
关键词：UPS系统；接线方式；冗余设计
自从我国实施改革开放政策后，社会各方面出现了快速的发展，而发变电站的自动控制水平因此也得到了大范围的增加， 因此形成DCS系统被普遍地使用在变电站的现象。另外，在发变电站安全运行的构成内容中，UPS系统是其不可以缺少的一部分。针对这种情况，技术者对UPS电源进行设计的过程中，必须科学地使用符合要求的UPS供电系统配置方案，进而设计出有用的UPS系统，保证由其供给的电能在安全性、稳定性以及可靠性方面具备很高的水平。
一、UPS系统容量的设计
在UPS系统设计过程中，对其容量的设计是很重要的内容。如果容量过大，则成本花费随之也增大，极其容易形成资源浪费的现象；若干容量过小，则系统不可以符合设备的所以需要。因此选择UPS的容量时，必须使用有效的方法将其所有负载的计算功率具体计算出来，然后再将其额定输出容量也计算出。UPS的最大起动负载必须控制在合适的范围内，其通常主要大于一半的额定输出功率，经过相关的实践显示，UPS的最佳方式为其负载控制处于三分之二的状态内。UPS容量不合适均可以对其造成有害的影响，若容量超出合适范围，过度轻载，尽管可以减少逆变器出现破坏的机率，可是大概也会导致在市电处于停电情况时，蓄电池放电的电流量变小，而放电时间则太长，形成蓄电池开展具备深度特点放电的现象，造成电池组产生永久性损坏的状况[1]。如果其容量小于合适的范围，尽管可以相对减少成本投入，可是UPS长时间为重载状态，输出波形出现畸变，极其容易致使逆变器被损坏。根据上述情况，UPS容量必须设计恰当，因为其对UPS的工作效率以及工作状况可以形成很大的影响。
二、UPS系统的设计方案
（一）UPS系统的冗余配置
通常变电站主要将一台UPS装置使用在一台机组中，当其处于安全运行的状态时，主电源在整流器的作用下直接转变为直流电源，接着在逆变器的影响下，直流电源可以转变为正弦波电源并且被供给到不停电母线段中。但是此方式的并不是十分可靠，由此最近几年来我国大多数单位均使用UPS冗余配置，分别为下面叙述的三种：
1.一用一备串联热备份
此种冗余配置为：通常情况为主UPS配置负载满荷，而备用的UPS配置则是空载；当主UPS产生故障，电路便会自动使用备用的UPS供电，若果备用UPS也出现故障，则转变为依靠旁路的回路进行供电。
2.两用一备串联热备份
该种冗余配置主要为：每个机组只使用一台UPS以及相同的UPS使用在两台机组上作备用。配置中的每台机的备份容量为一般，能够减少成本，UPS1与UPS2是每台机使用的负载，而UPS3则属于可以共同使用的热备用，Sw1和Sw2是能够和UPS1与UPS2中静态旁路保持着相连接关系的开关。若UPS1出现问题后，在静态旁路的作用下可以使用UPS3进行供电，若UPS2也出现问题时，根据相关的逻辑，自动开关在切换的过程中具备一定的响应时间。当产生UpS3以及UpS2均全部脱离的现象，则工作人员需要对UPS2的主机频率及其相位进行再次的追踪，此时，该现象的出现和剩下的静态旁路之中具备一段响应的时间。所以UPS2出现的问题的时间需要保持在两个响应时间之后，要不然可以引起UPS2出现问题却不可以依靠旁路开展切换，进而致使停机故障的产生。
3.并联热备份
此种冗余配置属于比较复杂的一种，其主要由两台以上相同的UPS采取并机柜等设备把输出端并接起来，一起负担线路的负载，现介绍两台UPS并联的冗余配置方式。一般情况下，两台UPS一起对负载提供需要的电流，一台供给一半的负载；如果某UPS出现问题，则剩下的那台承担起全载；如果两台UPS都产生问题，则由旁路进行供电。各台UPS均设计有控制电路，主要使用并机通信接口令其相互连接起来，此种方式可以起到均流和降低环流等作用，实际使用极其可靠。为了保证装置的电源可以和旁路同时切换，例子中的两台逆变器都能够直接和旁路电源同时供电。该装置的系统结构不复杂，在很大程度上可以起到单机运行、双机互为热备用的作用，增加其可靠度。
（二）不停电母线的接线方式
根据国家相关规定要求，我国当前大部分变电站使用的接线方式主要为一台UPS装置最多只可以使用在两台机组以下[2]。可是这种线路并不可以符合线路需要具备双重化供电的回路和备用电源可以持续供电的直流负载这两个要求。不少单位纷纷反映装置采取单母线接线方式，具备的可靠性非常低，由此，本文建议若功率大于300MW的机组使用多于两台UPS装置时，其最合适的接线方式为使用两段单母线或者单母线分段。
三、相关问题
在变电站UPS系统设计的过程中，设计人员常常会遇到不少的问题，但其中最重要的问题主要有以下三种：
（一）输出方式的选择
根据通常的情况，配置使用单相输出优势也不少，其负载能够不再进行重新分配，全部的负载均连接在相同的相上，和另外的设备相比较，其备用的容量非常高，可以承受的冲击力也比较大。可是其缺点在于设备的成本大，并且主回路和旁路的供电方式差异大。如果使用三相输出也存在着不少的优点，其线路的总容量不大，且线路中的主回路和旁路两着的供电方法是相同的，可是三相的负载存在不平衡现象的可能性很大。如果单相负荷过太大容易形成浪费UPS容量的现象，并且需要给负荷开展再次分配的工作，增加工作量并且对其运行进行管理也比较麻烦。在我国当前的市场上，三相输出和单相输出都有相关的产品提供，单相输出的UPS容量通常比较小，对工程设计的过程中能够按照负载的特点使用合适的输出方式。
（二）逆变器备用电源的选择
因为一般发变电站使用到的直流系统容量并不小，我国当前使用的蓄电池大部分为具有阀控式特征的密封铅酸蓄电池以及具备高频开关式特点的充电装置这两种，其运行状态可靠性非常高，因此我国的发变电站大多数在实际生活中主要使用直流系统供电[3]。可是目前非常多UPS制造厂均能够制造出自带阀控特点的电池以及另外可靠性高的电池，其接线快速便捷，可以到全自动化控制的效果，此种电池选择300—800V范围内的电压作为其直流电压，器件容量比外接电池的容量还要小上很多，价格非常合适。由此相关的工程能够按照其实际情况开展经济研究后再选择合适的逆变器备用电源。
由上可知，在UPS系统中应用并联热备份的方式可以取得的效果更佳，其不仅可靠且发展相对成熟。但是其对装置每个元件的要求也不低，若设计人员在系统设计的过程中缺乏先进的技术与质量，那么也就不可以符合并联热备份方式的要求。另外，系统在运行的过程中，UPS间会出现不少的环流现象，浪费过多的功率，情况严重的倒流现象也会致使设备被损坏，由此，设计人员对系统接线方式进行设计必须以充分考虑清楚相关技术指标作为前提。只有做到以上的两点，其才可以设计出高质量的UPS系统。
参考文献：
[1]李全义，王士博，于文涛.大型发电机组UPS电源系统设计方案的研究[J].电气应用，2013，10（03）：125-136.
[2]宋春奕，范勇.播出机房UPS配电方案及设备维护[J].内蒙古广播与电视技术， 2009，20（03）：256-257.
[3]郑志忠，马晓丽，王大伟.发电厂UPS系统可靠性分析[J].广东科技，2009，25（06）：139-140.
关键词：UPS系统；接线方式；冗余设计
自从我国实施改革开放政策后，社会各方面出现了快速的发展，而发变电站的自动控制水平因此也得到了大范围的增加， 因此形成DCS系统被普遍地使用在变电站的现象。另外，在发变电站安全运行的构成内容中，UPS系统是其不可以缺少的一部分。针对这种情况，技术者对UPS电源进行设计的过程中，必须科学地使用符合要求的UPS供电系统配置方案，进而设计出有用的UPS系统，保证由其供给的电能在安全性、稳定性以及可靠性方面具备很高的水平。
一、UPS系统容量的设计
在UPS系统设计过程中，对其容量的设计是很重要的内容。如果容量过大，则成本花费随之也增大，极其容易形成资源浪费的现象；若干容量过小，则系统不可以符合设备的所以需要。因此选择UPS的容量时，必须使用有效的方法将其所有负载的计算功率具体计算出来，然后再将其额定输出容量也计算出。UPS的最大起动负载必须控制在合适的范围内，其通常主要大于一半的额定输出功率，经过相关的实践显示，UPS的最佳方式为其负载控制处于三分之二的状态内。UPS容量不合适均可以对其造成有害的影响，若容量超出合适范围，过度轻载，尽管可以减少逆变器出现破坏的机率，可是大概也会导致在市电处于停电情况时，蓄电池放电的电流量变小，而放电时间则太长，形成蓄电池开展具备深度特点放电的现象，造成电池组产生永久性损坏的状况[1]。如果其容量小于合适的范围，尽管可以相对减少成本投入，可是UPS长时间为重载状态，输出波形出现畸变，极其容易致使逆变器被损坏。根据上述情况，UPS容量必须设计恰当，因为其对UPS的工作效率以及工作状况可以形成很大的影响。
二、UPS系统的设计方案
（一）UPS系统的冗余配置
通常变电站主要将一台UPS装置使用在一台机组中，当其处于安全运行的状态时，主电源在整流器的作用下直接转变为直流电源，接着在逆变器的影响下，直流电源可以转变为正弦波电源并且被供给到不停电母线段中。但是此方式的并不是十分可靠，由此最近几年来我国大多数单位均使用UPS冗余配置，分别为下面叙述的三种：
1.一用一备串联热备份
此种冗余配置为：通常情况为主UPS配置负载满荷，而备用的UPS配置则是空载；当主UPS产生故障，电路便会自动使用备用的UPS供电，若果备用UPS也出现故障，则转变为依靠旁路的回路进行供电。
2.两用一备串联热备份
该种冗余配置主要为：每个机组只使用一台UPS以及相同的UPS使用在两台机组上作备用。配置中的每台机的备份容量为一般，能够减少成本，UPS1与UPS2是每台机使用的负载，而UPS3则属于可以共同使用的热备用，Sw1和Sw2是能够和UPS1与UPS2中静态旁路保持着相连接关系的开关。若UPS1出现问题后，在静态旁路的作用下可以使用UPS3进行供电，若UPS2也出现问题时，根据相关的逻辑，自动开关在切换的过程中具备一定的响应时间。当产生UpS3以及UpS2均全部脱离的现象，则工作人员需要对UPS2的主机频率及其相位进行再次的追踪，此时，该现象的出现和剩下的静态旁路之中具备一段响应的时间。所以UPS2出现的问题的时间需要保持在两个响应时间之后，要不然可以引起UPS2出现问题却不可以依靠旁路开展切换，进而致使停机故障的产生。
3.并联热备份
此种冗余配置属于比较复杂的一种，其主要由两台以上相同的UPS采取并机柜等设备把输出端并接起来，一起负担线路的负载，现介绍两台UPS并联的冗余配置方式。一般情况下，两台UPS一起对负载提供需要的电流，一台供给一半的负载；如果某UPS出现问题，则剩下的那台承担起全载；如果两台UPS都产生问题，则由旁路进行供电。各台UPS均设计有控制电路，主要使用并机通信接口令其相互连接起来，此种方式可以起到均流和降低环流等作用，实际使用极其可靠。为了保证装置的电源可以和旁路同时切换，例子中的两台逆变器都能够直接和旁路电源同时供电。该装置的系统结构不复杂，在很大程度上可以起到单机运行、双机互为热备用的作用，增加其可靠度。
（二）不停电母线的接线方式
根据国家相关规定要求，我国当前大部分变电站使用的接线方式主要为一台UPS装置最多只可以使用在两台机组以下[2]。可是这种线路并不可以符合线路需要具备双重化供电的回路和备用电源可以持续供电的直流负载这两个要求。不少单位纷纷反映装置采取单母线接线方式，具备的可靠性非常低，由此，本文建议若功率大于300MW的机组使用多于两台UPS装置时，其最合适的接线方式为使用两段单母线或者单母线分段。
三、相关问题
在变电站UPS系统设计的过程中，设计人员常常会遇到不少的问题，但其中最重要的问题主要有以下三种：
（一）输出方式的选择
根据通常的情况，配置使用单相输出优势也不少，其负载能够不再进行重新分配，全部的负载均连接在相同的相上，和另外的设备相比较，其备用的容量非常高，可以承受的冲击力也比较大。可是其缺点在于设备的成本大，并且主回路和旁路的供电方式差异大。如果使用三相输出也存在着不少的优点，其线路的总容量不大，且线路中的主回路和旁路两着的供电方法是相同的，可是三相的负载存在不平衡现象的可能性很大。如果单相负荷过太大容易形成浪费UPS容量的现象，并且需要给负荷开展再次分配的工作，增加工作量并且对其运行进行管理也比较麻烦。在我国当前的市场上，三相输出和单相输出都有相关的产品提供，单相输出的UPS容量通常比较小，对工程设计的过程中能够按照负载的特点使用合适的输出方式。
（二）逆变器备用电源的选择
因为一般发变电站使用到的直流系统容量并不小，我国当前使用的蓄电池大部分为具有阀控式特征的密封铅酸蓄电池以及具备高频开关式特点的充电装置这两种，其运行状态可靠性非常高，因此我国的发变电站大多数在实际生活中主要使用直流系统供电[3]。可是目前非常多UPS制造厂均能够制造出自带阀控特点的电池以及另外可靠性高的电池，其接线快速便捷，可以到全自动化控制的效果，此种电池选择300—800V范围内的电压作为其直流电压，器件容量比外接电池的容量还要小上很多，价格非常合适。由此相关的工程能够按照其实际情况开展经济研究后再选择合适的逆变器备用电源。
由上可知，在UPS系统中应用并联热备份的方式可以取得的效果更佳，其不仅可靠且发展相对成熟。但是其对装置每个元件的要求也不低，若设计人员在系统设计的过程中缺乏先进的技术与质量，那么也就不可以符合并联热备份方式的要求。另外，系统在运行的过程中，UPS间会出现不少的环流现象，浪费过多的功率，情况严重的倒流现象也会致使设备被损坏，由此，设计人员对系统接线方式进行设计必须以充分考虑清楚相关技术指标作为前提。只有做到以上的两点，其才可以设计出高质量的UPS系统。
参考文献：
[1]李全义，王士博，于文涛.大型发电机组UPS电源系统设计方案的研究[J].电气应用，2013，10（03）：125-136.
[2]宋春奕，范勇.播出机房UPS配电方案及设备维护[J].内蒙古广播与电视技术， 2009，20（03）：256-257.
[3]郑志忠，马晓丽，王大伟.发电厂UPS系统可靠性分析[J].广东科技，2009，25（06）：139-140.