220kV變電站UPS電源系統(tǒng)使用現(xiàn)狀淺析

【摘 要】 220kV變電站在電網(wǎng)構(gòu)架中的作用非常重要，其運(yùn)行的可靠性關(guān)系到所屬區(qū)域電網(wǎng)的供電安全。220kV變電站的UPS系統(tǒng)為變電站的監(jiān)控、信號(hào)、計(jì)量、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置及火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)等提供可靠穩(wěn)定、不間斷的高質(zhì)量電源，是非常重要的電源設(shè)備。簡要敘述了UPS系統(tǒng)的構(gòu)成配置、功能、運(yùn)行方式及維護(hù)特點(diǎn)，為變電站UPS系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)提供了重要依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】 變電站 UPS系統(tǒng) 運(yùn)行 維護(hù)

1系統(tǒng)配置

220kV變電站UPS電源系統(tǒng)包括UPS電源、外部電源輸入、交流電源輸出、數(shù)字計(jì)量、裝置屏柜及安裝輔助設(shè)施等。UPS電源由整流器、逆變器、旁路隔離變壓器、靜態(tài)旁路切換開關(guān)、手動(dòng)維修旁路開關(guān)等元器件組成。

一般情況下，220kV變電站有兩套UPS電源，互相替代使用。UPS交直流逆變電源柜包括兩套逆變電源裝置，每套裝置都有兩個(gè)獨(dú)立的空開，分別作為逆變電源裝置的直流220kV電源和交流220kV電源輸入。

2系統(tǒng)運(yùn)行方式

220kV變電站UPS電源系統(tǒng)采用交直流互為備用的運(yùn)行方式，該運(yùn)行方式下站用交流電和逆變電源輸出的交流電互為備用，即當(dāng)站用電斷電時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)迅速由直流經(jīng)過逆變器逆變后給變電站綜自系統(tǒng)或集控系統(tǒng)等負(fù)載供電；若直流220伏電源斷電或者逆變器自身故障時(shí)，將自動(dòng)切換由站用電給變電站綜自系統(tǒng)或集控系統(tǒng)等負(fù)載供電，這種互為熱備用供電方式大大提高了供電的可靠性。為了防止變電站交流電源串入直流系統(tǒng)，正常運(yùn)行時(shí)由直流經(jīng)過逆變器逆變后給變電站重要負(fù)載供電；逆變器交流輸入開關(guān)斷開。

3系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)及異常處理

對(duì)UPS電源系統(tǒng)的日常運(yùn)行維護(hù)工作中，需要檢查以下設(shè)備情況：（1）UPS主機(jī)是否正常工作，運(yùn)行指示燈是否正常點(diǎn)亮，液晶屏顯示是否正常；（2）檢查UPS屏上的饋線空開位置是否正常投入，各空開指示燈是否正常點(diǎn)亮；（3）檢查UPS屏內(nèi)設(shè)備溫度，定期進(jìn)行紅外測(cè)溫，排查設(shè)備發(fā)熱問題等。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，UPS電源系統(tǒng)在運(yùn)行中可能出現(xiàn)的故障有輸出過載、輸出短路、交流電壓畸變嚴(yán)重或電壓不穩(wěn)、直流輸入欠壓、直流輸入過壓、逆變器故障等。日常巡視中若發(fā)現(xiàn)逆變電源不是處在逆變工作狀態(tài)時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取措施，恢復(fù)正常的逆變工作狀態(tài)。

（1）輸出過載

UPS系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)過載或由于站用電失壓導(dǎo)致UPS自動(dòng)切換出現(xiàn)過載時(shí)，過載指示燈亮，逆變器輸出過載保護(hù)動(dòng)作關(guān)閉輸出，中斷對(duì)負(fù)載供電；此時(shí)應(yīng)切除過載UPS系統(tǒng)的綜自系統(tǒng)全部或部分負(fù)載，并關(guān)閉UPS復(fù)位過載指示燈后，重啟UPS后逐一恢復(fù)綜自系統(tǒng)負(fù)載運(yùn)行。運(yùn)行中UPS總負(fù)載不得超過綜自系統(tǒng)的總?cè)萘?，由于?jì)算機(jī)、工控機(jī)為非線性負(fù)載，啟動(dòng)時(shí)有較大的沖擊負(fù)荷，UPS運(yùn)行中應(yīng)降額使用。嚴(yán)禁在滿時(shí)突然切斷所有負(fù)載，否則容易造成過電壓、過載而無法啟動(dòng)UPS。

（2）交流電壓畸變嚴(yán)重或電壓不穩(wěn)

在交直流互備運(yùn)行方式下，若站用電因故障出現(xiàn)電壓畸變嚴(yán)重或電壓不穩(wěn)，出現(xiàn)“旁路”“逆變”指示燈來回跳動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)斷開交流輸入（旁路）開關(guān)，將UPS切至由直流經(jīng)過逆變器逆變后給變電站綜自系統(tǒng)或集控系統(tǒng)負(fù)載供電，以免影響負(fù)載的不間斷供電。同時(shí)查明所用電故障原因，盡快恢復(fù)所用電運(yùn)行。嚴(yán)禁將柴油發(fā)電機(jī)作為交流旁路輸入使用。

（3）直流輸入欠壓

運(yùn)行中UPS系統(tǒng)具備直流輸入欠壓保護(hù)功能，當(dāng)輸入直流電壓低于180伏時(shí)逆變電源將自動(dòng)關(guān)閉，同時(shí)電池電壓異常指示燈常亮（或欠壓指示燈常亮），當(dāng)直流輸入電壓恢復(fù)至200伏或以上時(shí)，UPS自行啟動(dòng)，自動(dòng)恢復(fù)輸出。運(yùn)行中UPS出現(xiàn)直流輸入欠壓時(shí)，應(yīng)檢查UPS是否自動(dòng)切換至旁路運(yùn)行，若未切換應(yīng)手動(dòng)切換至旁路運(yùn)行，確保UPS不中斷綜自系統(tǒng)負(fù)載供電，同時(shí)查明欠壓原因，是否由于UPS直流輸入空開跳閘或直流母線電壓是否過低，盡快恢復(fù)UPS直流輸入電壓。

（4）逆變器故障

運(yùn)行中UPS逆變器故障有可能是由于過熱或本身元件故障引起。逆變器具有過熱保護(hù)功能，當(dāng)UPS機(jī)箱內(nèi)溫度超過75度時(shí)，輸出將自動(dòng)關(guān)閉，機(jī)箱內(nèi)溫度恢復(fù)正常時(shí)輸出將自動(dòng)恢復(fù)；當(dāng)機(jī)內(nèi)溫度超過50度時(shí)風(fēng)扇不運(yùn)轉(zhuǎn)，表明風(fēng)扇故障，需立即處理。UPS逆變器故障發(fā)生時(shí)，應(yīng)檢查UPS是否自動(dòng)切換至旁路運(yùn)行，若未切換應(yīng)手動(dòng)切換至旁路運(yùn)行，確保UPS不中斷對(duì)重要負(fù)載供電，之后再處理UPS裝置故障。故障處理完成后，再恢復(fù)UPS系統(tǒng)的正常運(yùn)行方式。

4 結(jié)語

220kV變電站UPS系統(tǒng)在配置設(shè)計(jì)上充分考慮了各種情況下的運(yùn)行方式，在為變電站提供穩(wěn)定電源供能方面起著舉足輕重的作用。我們?cè)趯?duì)其系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)時(shí)要全面掌握其工作原理，針對(duì)不同情況下做好相應(yīng)的保護(hù)措施和調(diào)整方案，避免UPS系統(tǒng)的損壞，延長設(shè)備使用壽命，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供強(qiáng)有力的保障。

【參考文獻(xiàn)】

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作者簡介：袁偉，男，漢，碩士研究生，國網(wǎng)黃梅縣供電公司，電氣工程。