摘要：結合本次供上海某供電局ups供電系統改造工程例項，著重介紹了大中功率ups輸入、輸出配電規範性的重要性及改造中應注意的細節問題。
一、概述
上海某供電局ups供電局，負責上海某區的電力排程及監控，該供電局自啟動數位化監控系統以來，前後經過兩次ups供電擴容改造，因負載容量逐步擴大，此次系統將進一步擴容，並對原有系統配電進行改造。同時由於設計施工不規範，系統存在重大隱患，此次擴容需一併解決。
1.原系統配置
如圖一所示：該供電局配置兩路市電，分別由交流進線屏1和交流進線屏2向ups供電，兩個交流進線屏間由乙個手動切換屏，可以進行切換。1#ups和2#ups為m品牌的15kva1+1並機系統，3#ups為a品牌ups，設計容量為15kva。
交流進線屏1向3#ups和2#ups供電，交流進線屏向1#ups供電。
2.系統存在的幾個重大缺陷
a.1#ups和2#ups組成併機，但是分別由進線屏1（市電1）和進線屏2（市電2）分別供電，造成ups轉旁路時，並機系統會存在兩路市電，造成短路，嚴重威脅整個系統安全。
b.由於1#ups和2#ups的交流輸入分別來自不同迴路的市電，可能出現其中一路交流輸入故障，致使一台ups工作於正常狀態，另一台工作於後備狀態，造成兩套ups逆變輸出併機環流增大，負載均分誤差增大，引發ups故障。
c.如圖二所示，整個存在乙個共同的維修旁路（由k10、k11、k12組成）。由於三颱ups的交流輸入分別來自不同兩路市電，，所以存在不同市電迴路短路的危險，真正維護時也無法實現不停電維護。
同時也存在因人員操作，引起短路的危險。
系統結構圖
原系統內部走線示意圖
二、客戶需求
1.對現有ups系統進行擴容，移除原有的3#ups，新增兩台30kvaups組成1+1併機，並對現有配電屏進行改造。
2.合理投資方案，同時減少占地面積。
3.設定乙個共同的維護旁路，要求4套ups能夠同時維護檢修。
4.在系統中留出一定餘量的配置，供以後擴充套件需求。
三、改造方案
經與該供電局工程師進行詳細溝通，並實地考察後，我司多名工程師，根據要求，擬制了乙份詳細的改造方案，方案涵蓋了ups裝置選型，配電改造，施工等部分全部內容，其中ups部分改造方案如下：
1、兩路市電，經ats切換屏後，二選一供給負載及ups使用。
2、新增台達nt30kvaups兩套（3#、4#）,組成1+1併機。
3、採用共用電池組方案，最大限度優化投資方案，同時減少空間占用。
4、所有ups旁路取a相，保證任一時刻，並機系統內兩台ups均在同一路市電狀態。
5、1#ups、2#ups組成的並機系統、3#、4#組成的並機系統分別設定乙個維修旁路。兩個維護旁路中間設乙個聯絡開關，必要時閉合次開關，使所有ups處於維修旁路供電狀態。
6、兩路ups併機輸出配電屏，各預留一組c65-20斷路器，預備後期系統負載擴容需求。
改造後系統圖
四、改造後系統執行分析
整改後的系統由一套15kva1+1併機和一套30kva1+1並機構成，兩套系統各自向負載供電。
以30kvaups並機為例。當市電正常時，兩路交流電經ats自動切換後，由ups整流、逆變後向負載供電。當其中一路交流電故障時，ats自動切換另一交流供電迴路，由該迴路向ups提供能量。
只有兩個交流均異常時，ups才利用電池組的能量，逆變輸出交流電供給負載使用，保障負載的平穩安全執行大幅提高市電利用率，減少電池放電次數。
正常工作時，兩台ups負載均分。當併聯系統中的一台ups發生逆變故障，此時由另一台ups向負載供電。如果此時ups負載總量超過30kva，則兩台ups均自動切換至旁路供電，切換時間小於1ms，保證負載的無中斷執行。
當遇到ups逆變器異常時（過溫、過載、短路、電池放電終止等），逆變器自動鎖機，此時如果備用電源正常，則負載轉為備用迴路供電狀態。當逆變器異常排除後，則會自動切回主迴路供電。
系統設有手動維護旁路，當ups需要檢修或者維護時，兩套並機系統可各自進入維修旁路狀態，互不影響。當系統需要總檢修是，可以按照ups操作程式，把各台ups切換至維修旁路狀態，然後閉合1#、2#旁路開關、3#聯絡開關，即可使4臺ups內部全部斷電，即可進行檢修維護。檢修完畢後，斷開3#聯絡開關，再使ups工作於維修旁路狀態，再斷開1#、2#旁路開關，然後按照ups操作程式，重新開啟ups即可。
五、台達ups簡介及共用電池組方案介紹
方案中新增的兩台30kvaups併機共用一套電池組，市電正常時，各ups同時給電池組充電，市電異常或者中斷時，各ups又同時利用電池組的能量逆變成交流電供給負載。
1.台達nt系列ups簡介
台達nt系列ups是專家精心研究為大型使用者所設計，其主要應用領域為各種資料資料處理系統、電信系統、衛星系統、網路系統、醫療裝置、安全緊急逃生裝置、監控保全系統、各種工廠裝置。
台達nt系列ups採用先進的igbt高頻切換正弦脈寬調變技術設計，使ups供電***、效率高、熱損耗小、噪音低、體積小及壽命長，同時採用模組化設計可降低平均修護時間(mttr)，使維護工作更簡便，藉由微處理器的數位化設計，簡化複雜的模擬線路及大量減少零件數目，使系統更為安全可靠。
為了強化ups系統供電的可靠度，台達nt系列可提供兩種高可靠執行設計方式：
a.利用雙迴路設計，將ups連線成雙機熱備份(hot-standbyredundancy)。
b.利用雙機併聯迴路設計(parallelredundancy)—最多可8臺ups併聯冗餘,且無須外加併聯控制卡。
智慧型微處理器控制的多國語言及圖形化lcd顯示;可讓使用者明確了解ups運作模式整體狀況，正確操作，確實管理及維護。內容包含有:
a.ups系統執行狀態圖。
b.各種電氣指標引數測量。
c.裝置的基本資料。
d.告警資訊，事件記錄。
e.引數修改設定。
使用者並可透過不同的通訊埠(rs232/rs485/snmp/drycontact/ethernet等)直接連線計算機或透過網路進行遠端監控，使微處理器對ups各種診斷訊號傳送至計算機螢幕，使用者可直接在計算機上對ups進行監視及控制，並集中控制管理，提公升ups的安全性，節省人力資源。
人性化設計使台達nt-系列ups為使用者提供了可用性強的高質量電力，為廣大資訊使用者的最理想守護神。
2.台達nt系列ups共用電池組技術介紹
台達nt系列ups共用電池組方案示意圖
台達nt系列ups的整流器採用專門的cpu來控制，採集訊號準確及時，驅動訊號正確無誤，抗干擾能力強。ups具有自動均流功能，不但能保證每台ups的三相輸入電流一致，還能自動調整併聯系統中各台ups的整流器之間的電流差，使各整流器電壓幅值一致，負載實時均分，以提高整個系統的安全性。台達nt系列ups不論單機執行還是共享電池組，其直流電壓穩定度都能達到<±1%。
兩台ups共用電池組具有以下優點：
a．節省50%購買電池的資金投資，相應的搬運、安裝等投資也會跟著減少。
b．節省安裝空間投資，同時也就減少了房租、裝修費、空調配置等方面的投資。
c．節省承重方面的投資。
d．節省運營成本和維護成本投資。
e．系統擴容比較方便，只加主機不加電池也可以。
f．發揮電池的最大效能，提高電池利用率
六、結語
經過改造後，整個系統供電可靠性大大提高，並且留足了餘量，可供未來很長一段時間內負載的需求，有力的保障了該供電局的數位化建設程序。同時由於採用共用電池組技術，最大限度優化了電池投資，節約的大筆的電池投資及間接投資。
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