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电力专用UPS电源系统


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。 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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/ 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 输出/ 视及时间/ 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 TUPS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 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 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 单元负责对应TUPS/TINV电源设备交直流 输入/ 输入/输出电压、电流模拟量检测,交直流 输入/输出/ 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 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 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 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 TUPSTUPS-I系列微机集中监视单元构成成套专用 不间断电源/ 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 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 UMCU采集单元接线图

八、旁路稳压柜
QF1
LAi

LA1

EDB

QN L2 L3 TB FU1 508 L4 FU2 KM 530 531 532 533 505 HIL2 506 HIL3 KM L5 501 TA1
lo

A

502 旁路柜输出 230V±2%

旁路柜输入 2ф415V

V
HIL1

a1 a2
TVV

a3 a4

FL4

V

Tc

市电

稳压
no

LCi

LC1 2ф415V/230V 输出电压采样
530 531 532 533

N

旁路柜主回路电气原理图

1

2

3

4

5

6

7

8

FL4
SB4 516 KM S3 515 514

N

6.6V

9.9V RP103

0V 12V MIN MAX RP102 SB2 up down SB1 S1 M A S2 on 4 5 6

KM

KC3

KC4

560

561

no

lo

LCi

LAi

RP101

RP104

ZCB1 DBW-1 2004.04
KC4

输出接触器控制回路原理图
KC2 521 QLS1 509 SB3 527 C 529
报警 干结点 旁路柜 输出 旁路柜 输入
代 号 名 称 TA1 电流互感器 A 交流电流表 QF1 输入空气开关 HIL1--HIL3 指示灯 V 交流电压表 QN 稳压/市电转换开关 TB 补偿变压器 TVV 调压变压器 EDB 两相隔离变压器 FU1--FU2 熔断器 稳压输出接触器 KM 控制线路板 ZCB1 SB1—SB2 降压、升压按钮 S1 手动/自动转换开关 S2 报警开关 SB3 停止按钮 SB4 稳压按钮 S3 自动上电开关 M 伺服电机 QLS1—QLS2 限位开关 TC 采样变压器

KC3

KC1

KC2

off

KC3

KC1 526 QLS2

528

R

M

1

2

3

报警干结点、旁路柜 输入输出端子

560
534 N 514

伺服电机控制回路接线图
KA
控制线路板接线图
509 526 521

561

故障干结点

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 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 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 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; UI————旁路柜输入电压; UO————旁路柜输出电压; UO————旁路柜输出电压; UC————旁路柜补偿电压; 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 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
1#UPS主机柜
旁路稳压柜(30KVA)
(AC220V进线) 旁路电源输入
旁路隔离变压器 稳压器

1QF

V

1QF5
#1UPS维修交流旁路开关

AC220V J101 N12,L12 J102 -----J115 J116 -----J130 J201 J202 V 2V1 -----J215 2LH2 J216 -----J230 N23,L23 A 2A1

1QF4
#1UPS交流旁路开关

AC220V

1QF1
AC1(AC380V进线) 至1QA开关
#1UPS交流主输入开关

去1#TUPS-I-B
N1,L1abc 1LH1a,c

隔离变电压器

整流器

逆流器

静态开关

1V2 V 去1#TUPS-I-B N12,L12 1LH3

V 1V1

1QF3

#1UPS交流输出开关

I II
自动切换开关

A 1A1 1LH2

1QF2
DC1(直流220V进线) 至1ZK1开关
#1UPS直流输入开关

去1#TUPS-I-B
-1L,+1L

STS1
控制器

1FL

#1UPS(30KVA)

2QF5
#2UPS维修交流旁路开关

AC220V

2QF4
#2UPS交流旁路开关

AC220V 2V2

2QF1
AC2(AC380V进线) 至2QA开关
#2UPS交流主输入开关

去2#TUPS-I-B
N2,L2abc 2LH1a,c

隔离变电压器

整流器

逆流器

静态开关

V 去2#TUPS-I-B N22,L22 2LH3

2QF3

II I
自动切换开关

#2UPS交流输出开关

2QF2
DC2(直流220V进线) 至2ZK1开关
#2UPS直流输入开关

去2#TUPS-I-B
-2L,+2L

STS2
控制器

2FL
#2UPS(30KVA)

2#UPS主机柜


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