調度自動化系統不間斷電源可靠性改進方案

李偉青　陳龍成

摘 要：介紹了梅州供電局調度自動化主站2臺UPS并列冗余的供電方式和運行風險。在落實南網總調關于調度自動化系統雙機全停反措過程中，梅州供電局充分利用應急中心的UPS作為反措整改的后備保護電源，確保自動化系統關鍵設備的運行在受保護的情況下，實現了UPS雙機向分列運行的平穩過渡。就如何提高UPS電源供電可靠性和降低改造風險等方面進行研究，為相關單位提供了設計思路。

關鍵詞：調度自動化；不間斷電源系統；雙機并列；逆變器

中圖分類號：TM762.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）18-0001-02

UPS是不間斷電源系統的簡稱，它的主要作用是當交流輸入電源消失時，能通過附屬蓄電池提供的直流電源逆變成符合一般設備需求的工頻交流電源，繼續向負載供電，從而保證對負載供電的連續性和可靠性。

梅州供電局調度自動化主站現有的UPS電源系統為雙機雙母帶母聯配置，可滿足《南方電網調度自動化統不間斷電源配置規范》，但其運行方式是母聯投入雙機并聯運行，根據《關于落實防止調度自動化系統雙機全停的11項反措的通知》，UPS系統的運行方式還需整改。由于調度自動化系統是不可停系統，在電源整改過程中需考慮設備運行的穩定性和可靠性。因此，我們設計了一套以利用應急中心UPS電源作為后備保護電源，確保關鍵設備在不停電的情況下，實現2臺UPS解除并列運行的技術方案。本文就UPS系統整改設計和實施中的關鍵問題進行簡要闡述。

1 UPS系統的現有運行方式和特點

梅州供電局自動化機房現有的UPS為梅蘭日蘭Galaxy PW系列產品，運行方式為雙機雙母線并聯冗余，其結構如圖1所示（輸出母聯開關為常閉狀態）。雙機并聯方式的特點是2臺UPS互為冗余，在正常運行時，每臺UPS的容量相同且平均分擔相等的負載，負載功率小于或等于單臺UPS的額定功率。在此情況下，如果一臺UPS出現故障，則另一臺UPS能繼續供給全部負載?？偠灾?，并聯冗余的配置可提高整個UPS系統的供電可靠性。

圖1 UPS雙機接線

2 UPS系統存在的風險及其反措要求

2011-07，廣西某供電局發生了一起調度自動化主站系統雙機全停事件。調查發現，該事件是因一臺UPS發生了故障停機。因故障UPS采用了雙機并聯運行，所有負載自動轉移至另一臺UPS，在轉移過程中出現了異常，導致第二臺UPS在未閉合旁路開關的情況下自動停機，最終使兩路UPS輸出電源停電。此次事件暴露了雙機并列運行存在的風險和弊端——如果出現單機故障后，因雙機通信異常或雙機配置不完善等原因，就可能將故障范圍擴大甚至雙機全停，這樣會嚴重影響調度自動化系統的持續、穩定運行。

為了防止上述事件再次發生，南網總調下達了《關于落實防止調度自動化系統雙機全停的11項反措的通知》。其中的第九項反措要求：并機模式UPS存在重大安全風險，各級調度機構應盡快落實技改項目，執行相關反措。反措具體包括：①采用并機模式運行的UPS系統，應按照《南方電網調度自動化系統不間斷電源配置規范》，整改為雙機雙母線帶母聯運行的接線方式；②如果在短時間內不具備整改條件，應盡快新增一套供應急使用的UPS。

3 UPS供電方式的改進設計

因現有的雙機雙母帶母聯接線方式的UPS系統存在運行風險，并根據南網總調整改不間斷電源的相關規定，需要對2臺UPS進行解并列整改。具體需要進行UPS停機、斷開母聯開關（加閉鎖措施）、拆除并機通信線和重新配置雙機運行參數等操作。在UPS系統整改之前，我們已向UPS的生產廠家咨詢了解并列的相關問題，并認真組織自動化技術人員研討整改過程中存在的風險和控制措施。其中，討論的焦點是雙機停電的方式，廠家建議的方案是雙機全停，負載無縫切換至旁路轉供，然后分列操作。這種方案在斷開母聯開關時，會導致部分單電源設備停機，且雙電源設備處于單路電源供電和“在線運行無保護”狀態，此時，一旦市電輸入跳閘，將會引起自動化系統雙機全停。另外，在此項整改方案的負荷轉移過程中，原本運行正常的UPS會受到負載沖擊，將導致關鍵元件異常而自動停機，進而造成雙機全停事故。

經過反復論證，最終設計出了一套較為安全的方案。其核心思路是利用應急指揮中心20 kVA的UPS（以下稱#3UPS），并借助自動化機房的便利條件，將其作為雙機全停后負載的后備保護電源。具體流程為：從#3UPS的配電箱中拉一路臨時電源至各關鍵設備屏柜，并以此作為屏體STS（靜態切換開關）的備用電源，以來自#2UPS的屏柜B母排作為STS的主電源，每個機柜新增一個PDU作為STS的電源輸出端，這樣就可以實現雙電源關鍵設備的一路電源來自#1UPS（A母排），另一路則由#2UPS和#3UPS共同承擔（PDU）。當2臺UPS全停時（假定先停#1UPS），根據并聯停機的操作步驟，應使市電通過#2UPS維修旁路向B母排負載供電，運行在A母排的單電源設

備會因母聯斷開而失電，B母排上的單、雙電源負載均由市電供應，雙電源設備可受到#3UPS的供電保護。當旁路市電停電時，雙電源設備仍可由STS自動切換（切換時間≤8 ms）至#3UPS繼續供電，以確保關鍵設備的運行不受影響。該方案明顯提高了關鍵設備供電的可靠性，并有效地降低了UPS系統整改的風險。

我們根據技術方案編制了相應的《雙機解并列操作步驟》。在實施過程中，應嚴格按步驟執行，檢查、確認2臺UPS的各項性能指標正常后，才可進行停機操作。下面以先停#1UPS為例分步講解。

3.1 #1UPS停機

停止逆變器，斷開逆變器輸出開關Q5N，斷開旁路開關Q4S，斷開電池開關QF1，斷開市電主輸入開關Q1。此時，除了關鍵雙電源設備由#2UPS與#3UPS共同承擔外，其余負載均由#2UPS承擔，全部負載均受到了運行保護。

3.2 解除并聯

在確認所有設備運行正常后，斷開母聯開關QS1，此時，A母排停電，部分單電源設備停機。

3.3 #2UPS停機

停止逆變器，系統自動合上旁路開關，由市電供應負載，合上維修旁路開關Q3BP，斷開逆變器輸出開關Q5N，斷開UPS旁路輸入開關Q4S，斷開電池斷路器QF1，斷開UPS主輸入開關Q1。此時，負載不間斷地切換至手動維修旁路供電方式（市電供電），除關鍵設備有一路應急指揮中心的UPS受保護外，其余負載均不受保護。

4 結束語

在設計技術方案之前，我們已核實了關鍵設備的總負載低于#3UPS的額定容量，核查了UPS輸出和配電各級空氣開關的容量是否滿足要求，確保逐級配合，防止空氣開關越級跳閘。該方案布置嚴密，實施順利，最終安全、穩定地實現了UPS雙機分列運行的目標。該方案的關鍵環節是利用應急指揮中心的空閑UPS作為臨時后備保護電源，有效地降低了反措實施的風險。

參考文獻

[1]林捷.汕頭供電局調度自動化UPS系統解并列工程實例[J].科技與企業，2012（12）125-126.

————————

作者簡介：李偉青（1986—），男，工學碩士學位，工程師，主要從事電力調度自動化系統、變電站自動化系統研究和運維工作。陳龍成，男（1980—），工學學士學位，助理工程師，主要從事電力調度自動化系統的維護工作。

〔編輯：張思楠〕

摘 要：介紹了梅州供電局調度自動化主站2臺UPS并列冗余的供電方式和運行風險。在落實南網總調關于調度自動化系統雙機全停反措過程中，梅州供電局充分利用應急中心的UPS作為反措整改的后備保護電源，確保自動化系統關鍵設備的運行在受保護的情況下，實現了UPS雙機向分列運行的平穩過渡。就如何提高UPS電源供電可靠性和降低改造風險等方面進行研究，為相關單位提供了設計思路。

關鍵詞：調度自動化；不間斷電源系統；雙機并列；逆變器

中圖分類號：TM762.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）18-0001-02

UPS是不間斷電源系統的簡稱，它的主要作用是當交流輸入電源消失時，能通過附屬蓄電池提供的直流電源逆變成符合一般設備需求的工頻交流電源，繼續向負載供電，從而保證對負載供電的連續性和可靠性。

梅州供電局調度自動化主站現有的UPS電源系統為雙機雙母帶母聯配置，可滿足《南方電網調度自動化統不間斷電源配置規范》，但其運行方式是母聯投入雙機并聯運行，根據《關于落實防止調度自動化系統雙機全停的11項反措的通知》，UPS系統的運行方式還需整改。由于調度自動化系統是不可停系統，在電源整改過程中需考慮設備運行的穩定性和可靠性。因此，我們設計了一套以利用應急中心UPS電源作為后備保護電源，確保關鍵設備在不停電的情況下，實現2臺UPS解除并列運行的技術方案。本文就UPS系統整改設計和實施中的關鍵問題進行簡要闡述。

1 UPS系統的現有運行方式和特點

梅州供電局自動化機房現有的UPS為梅蘭日蘭Galaxy PW系列產品，運行方式為雙機雙母線并聯冗余，其結構如圖1所示（輸出母聯開關為常閉狀態）。雙機并聯方式的特點是2臺UPS互為冗余，在正常運行時，每臺UPS的容量相同且平均分擔相等的負載，負載功率小于或等于單臺UPS的額定功率。在此情況下，如果一臺UPS出現故障，則另一臺UPS能繼續供給全部負載?？偠灾?，并聯冗余的配置可提高整個UPS系統的供電可靠性。

圖1 UPS雙機接線

2 UPS系統存在的風險及其反措要求

2011-07，廣西某供電局發生了一起調度自動化主站系統雙機全停事件。調查發現，該事件是因一臺UPS發生了故障停機。因故障UPS采用了雙機并聯運行，所有負載自動轉移至另一臺UPS，在轉移過程中出現了異常，導致第二臺UPS在未閉合旁路開關的情況下自動停機，最終使兩路UPS輸出電源停電。此次事件暴露了雙機并列運行存在的風險和弊端——如果出現單機故障后，因雙機通信異常或雙機配置不完善等原因，就可能將故障范圍擴大甚至雙機全停，這樣會嚴重影響調度自動化系統的持續、穩定運行。

為了防止上述事件再次發生，南網總調下達了《關于落實防止調度自動化系統雙機全停的11項反措的通知》。其中的第九項反措要求：并機模式UPS存在重大安全風險，各級調度機構應盡快落實技改項目，執行相關反措。反措具體包括：①采用并機模式運行的UPS系統，應按照《南方電網調度自動化系統不間斷電源配置規范》，整改為雙機雙母線帶母聯運行的接線方式；②如果在短時間內不具備整改條件，應盡快新增一套供應急使用的UPS。

3 UPS供電方式的改進設計

因現有的雙機雙母帶母聯接線方式的UPS系統存在運行風險，并根據南網總調整改不間斷電源的相關規定，需要對2臺UPS進行解并列整改。具體需要進行UPS停機、斷開母聯開關（加閉鎖措施）、拆除并機通信線和重新配置雙機運行參數等操作。在UPS系統整改之前，我們已向UPS的生產廠家咨詢了解并列的相關問題，并認真組織自動化技術人員研討整改過程中存在的風險和控制措施。其中，討論的焦點是雙機停電的方式，廠家建議的方案是雙機全停，負載無縫切換至旁路轉供，然后分列操作。這種方案在斷開母聯開關時，會導致部分單電源設備停機，且雙電源設備處于單路電源供電和“在線運行無保護”狀態，此時，一旦市電輸入跳閘，將會引起自動化系統雙機全停。另外，在此項整改方案的負荷轉移過程中，原本運行正常的UPS會受到負載沖擊，將導致關鍵元件異常而自動停機，進而造成雙機全停事故。

經過反復論證，最終設計出了一套較為安全的方案。其核心思路是利用應急指揮中心20 kVA的UPS（以下稱#3UPS），并借助自動化機房的便利條件，將其作為雙機全停后負載的后備保護電源。具體流程為：從#3UPS的配電箱中拉一路臨時電源至各關鍵設備屏柜，并以此作為屏體STS（靜態切換開關）的備用電源，以來自#2UPS的屏柜B母排作為STS的主電源，每個機柜新增一個PDU作為STS的電源輸出端，這樣就可以實現雙電源關鍵設備的一路電源來自#1UPS（A母排），另一路則由#2UPS和#3UPS共同承擔（PDU）。當2臺UPS全停時（假定先停#1UPS），根據并聯停機的操作步驟，應使市電通過#2UPS維修旁路向B母排負載供電，運行在A母排的單電源設

備會因母聯斷開而失電，B母排上的單、雙電源負載均由市電供應，雙電源設備可受到#3UPS的供電保護。當旁路市電停電時，雙電源設備仍可由STS自動切換（切換時間≤8 ms）至#3UPS繼續供電，以確保關鍵設備的運行不受影響。該方案明顯提高了關鍵設備供電的可靠性，并有效地降低了UPS系統整改的風險。

我們根據技術方案編制了相應的《雙機解并列操作步驟》。在實施過程中，應嚴格按步驟執行，檢查、確認2臺UPS的各項性能指標正常后，才可進行停機操作。下面以先停#1UPS為例分步講解。

3.1 #1UPS停機

停止逆變器，斷開逆變器輸出開關Q5N，斷開旁路開關Q4S，斷開電池開關QF1，斷開市電主輸入開關Q1。此時，除了關鍵雙電源設備由#2UPS與#3UPS共同承擔外，其余負載均由#2UPS承擔，全部負載均受到了運行保護。

3.2 解除并聯

在確認所有設備運行正常后，斷開母聯開關QS1，此時，A母排停電，部分單電源設備停機。

3.3 #2UPS停機

停止逆變器，系統自動合上旁路開關，由市電供應負載，合上維修旁路開關Q3BP，斷開逆變器輸出開關Q5N，斷開UPS旁路輸入開關Q4S，斷開電池斷路器QF1，斷開UPS主輸入開關Q1。此時，負載不間斷地切換至手動維修旁路供電方式（市電供電），除關鍵設備有一路應急指揮中心的UPS受保護外，其余負載均不受保護。

4 結束語

在設計技術方案之前，我們已核實了關鍵設備的總負載低于#3UPS的額定容量，核查了UPS輸出和配電各級空氣開關的容量是否滿足要求，確保逐級配合，防止空氣開關越級跳閘。該方案布置嚴密，實施順利，最終安全、穩定地實現了UPS雙機分列運行的目標。該方案的關鍵環節是利用應急指揮中心的空閑UPS作為臨時后備保護電源，有效地降低了反措實施的風險。

參考文獻

[1]林捷.汕頭供電局調度自動化UPS系統解并列工程實例[J].科技與企業，2012（12）125-126.

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作者簡介：李偉青（1986—），男，工學碩士學位，工程師，主要從事電力調度自動化系統、變電站自動化系統研究和運維工作。陳龍成，男（1980—），工學學士學位，助理工程師，主要從事電力調度自動化系統的維護工作。

〔編輯：張思楠〕

摘 要：介紹了梅州供電局調度自動化主站2臺UPS并列冗余的供電方式和運行風險。在落實南網總調關于調度自動化系統雙機全停反措過程中，梅州供電局充分利用應急中心的UPS作為反措整改的后備保護電源，確保自動化系統關鍵設備的運行在受保護的情況下，實現了UPS雙機向分列運行的平穩過渡。就如何提高UPS電源供電可靠性和降低改造風險等方面進行研究，為相關單位提供了設計思路。

關鍵詞：調度自動化；不間斷電源系統；雙機并列；逆變器

中圖分類號：TM762.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）18-0001-02

UPS是不間斷電源系統的簡稱，它的主要作用是當交流輸入電源消失時，能通過附屬蓄電池提供的直流電源逆變成符合一般設備需求的工頻交流電源，繼續向負載供電，從而保證對負載供電的連續性和可靠性。

梅州供電局調度自動化主站現有的UPS電源系統為雙機雙母帶母聯配置，可滿足《南方電網調度自動化統不間斷電源配置規范》，但其運行方式是母聯投入雙機并聯運行，根據《關于落實防止調度自動化系統雙機全停的11項反措的通知》，UPS系統的運行方式還需整改。由于調度自動化系統是不可停系統，在電源整改過程中需考慮設備運行的穩定性和可靠性。因此，我們設計了一套以利用應急中心UPS電源作為后備保護電源，確保關鍵設備在不停電的情況下，實現2臺UPS解除并列運行的技術方案。本文就UPS系統整改設計和實施中的關鍵問題進行簡要闡述。

1 UPS系統的現有運行方式和特點

梅州供電局自動化機房現有的UPS為梅蘭日蘭Galaxy PW系列產品，運行方式為雙機雙母線并聯冗余，其結構如圖1所示（輸出母聯開關為常閉狀態）。雙機并聯方式的特點是2臺UPS互為冗余，在正常運行時，每臺UPS的容量相同且平均分擔相等的負載，負載功率小于或等于單臺UPS的額定功率。在此情況下，如果一臺UPS出現故障，則另一臺UPS能繼續供給全部負載。總而言之，并聯冗余的配置可提高整個UPS系統的供電可靠性。

圖1 UPS雙機接線

2 UPS系統存在的風險及其反措要求

2011-07，廣西某供電局發生了一起調度自動化主站系統雙機全停事件。調查發現，該事件是因一臺UPS發生了故障停機。因故障UPS采用了雙機并聯運行，所有負載自動轉移至另一臺UPS，在轉移過程中出現了異常，導致第二臺UPS在未閉合旁路開關的情況下自動停機，最終使兩路UPS輸出電源停電。此次事件暴露了雙機并列運行存在的風險和弊端——如果出現單機故障后，因雙機通信異?；螂p機配置不完善等原因，就可能將故障范圍擴大甚至雙機全停，這樣會嚴重影響調度自動化系統的持續、穩定運行。

為了防止上述事件再次發生，南網總調下達了《關于落實防止調度自動化系統雙機全停的11項反措的通知》。其中的第九項反措要求：并機模式UPS存在重大安全風險，各級調度機構應盡快落實技改項目，執行相關反措。反措具體包括：①采用并機模式運行的UPS系統，應按照《南方電網調度自動化系統不間斷電源配置規范》，整改為雙機雙母線帶母聯運行的接線方式；②如果在短時間內不具備整改條件，應盡快新增一套供應急使用的UPS。

3 UPS供電方式的改進設計

因現有的雙機雙母帶母聯接線方式的UPS系統存在運行風險，并根據南網總調整改不間斷電源的相關規定，需要對2臺UPS進行解并列整改。具體需要進行UPS停機、斷開母聯開關（加閉鎖措施）、拆除并機通信線和重新配置雙機運行參數等操作。在UPS系統整改之前，我們已向UPS的生產廠家咨詢了解并列的相關問題，并認真組織自動化技術人員研討整改過程中存在的風險和控制措施。其中，討論的焦點是雙機停電的方式，廠家建議的方案是雙機全停，負載無縫切換至旁路轉供，然后分列操作。這種方案在斷開母聯開關時，會導致部分單電源設備停機，且雙電源設備處于單路電源供電和“在線運行無保護”狀態，此時，一旦市電輸入跳閘，將會引起自動化系統雙機全停。另外，在此項整改方案的負荷轉移過程中，原本運行正常的UPS會受到負載沖擊，將導致關鍵元件異常而自動停機，進而造成雙機全停事故。

經過反復論證，最終設計出了一套較為安全的方案。其核心思路是利用應急指揮中心20 kVA的UPS（以下稱#3UPS），并借助自動化機房的便利條件，將其作為雙機全停后負載的后備保護電源。具體流程為：從#3UPS的配電箱中拉一路臨時電源至各關鍵設備屏柜，并以此作為屏體STS（靜態切換開關）的備用電源，以來自#2UPS的屏柜B母排作為STS的主電源，每個機柜新增一個PDU作為STS的電源輸出端，這樣就可以實現雙電源關鍵設備的一路電源來自#1UPS（A母排），另一路則由#2UPS和#3UPS共同承擔（PDU）。當2臺UPS全停時（假定先停#1UPS），根據并聯停機的操作步驟，應使市電通過#2UPS維修旁路向B母排負載供電，運行在A母排的單電源設

備會因母聯斷開而失電，B母排上的單、雙電源負載均由市電供應，雙電源設備可受到#3UPS的供電保護。當旁路市電停電時，雙電源設備仍可由STS自動切換（切換時間≤8 ms）至#3UPS繼續供電，以確保關鍵設備的運行不受影響。該方案明顯提高了關鍵設備供電的可靠性，并有效地降低了UPS系統整改的風險。

我們根據技術方案編制了相應的《雙機解并列操作步驟》。在實施過程中，應嚴格按步驟執行，檢查、確認2臺UPS的各項性能指標正常后，才可進行停機操作。下面以先停#1UPS為例分步講解。

3.1 #1UPS停機

停止逆變器，斷開逆變器輸出開關Q5N，斷開旁路開關Q4S，斷開電池開關QF1，斷開市電主輸入開關Q1。此時，除了關鍵雙電源設備由#2UPS與#3UPS共同承擔外，其余負載均由#2UPS承擔，全部負載均受到了運行保護。

3.2 解除并聯

在確認所有設備運行正常后，斷開母聯開關QS1，此時，A母排停電，部分單電源設備停機。

3.3 #2UPS停機

停止逆變器，系統自動合上旁路開關，由市電供應負載，合上維修旁路開關Q3BP，斷開逆變器輸出開關Q5N，斷開UPS旁路輸入開關Q4S，斷開電池斷路器QF1，斷開UPS主輸入開關Q1。此時，負載不間斷地切換至手動維修旁路供電方式（市電供電），除關鍵設備有一路應急指揮中心的UPS受保護外，其余負載均不受保護。

4 結束語

在設計技術方案之前，我們已核實了關鍵設備的總負載低于#3UPS的額定容量，核查了UPS輸出和配電各級空氣開關的容量是否滿足要求，確保逐級配合，防止空氣開關越級跳閘。該方案布置嚴密，實施順利，最終安全、穩定地實現了UPS雙機分列運行的目標。該方案的關鍵環節是利用應急指揮中心的空閑UPS作為臨時后備保護電源，有效地降低了反措實施的風險。

參考文獻

[1]林捷.汕頭供電局調度自動化UPS系統解并列工程實例[J].科技與企業，2012（12）125-126.

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作者簡介：李偉青（1986—），男，工學碩士學位，工程師，主要從事電力調度自動化系統、變電站自動化系統研究和運維工作。陳龍成，男（1980—），工學學士學位，助理工程師，主要從事電力調度自動化系統的維護工作。

〔編輯：張思楠〕