調度自動化UPS電源系統運行監視技術的改進

安萬

UPS電源系統是保障調度自動化系統安全、穩定、實時運行的根本，其故障將直接導致調度自動化系統失靈，導致全網“盲調”，嚴重威脅電網安全穩定運行。為此，必須采取可靠的運行監視手段，時刻監測UPS電源系統的運行工況。

一、 現場概況

遵義供電局采用的是珠海泰坦科技股份有限公司模塊式UPS電源系統，主機型號為TUPS120KVA，于2011年12月投運。此系統由10kV配電室內兩路獨立的380V交流電源分別作為電源輸入，380V I母經1K1開關進入負一樓UPS主機房后分別接入1號、2號ATS切換裝置，380V II母經2K1開關后分別接入1號、2號ATS切換裝置，兩路380V交流電源輸入互為備用，任一路交流電源停電時，兩個ATS切換裝置都能保證有電，并自動切換至有電回路輸出。交流電源經1號ATS切換裝置后分別給三相空調1、1號UPS主機柜供電，并留有一路三相備用空開和三個支路開關留做它用。交流電源進入1號UPS主機柜后分為兩路，一路為旁路，經過1Q2旁路開關后直接輸出至18樓自動化機房內的1號配電柜供電；一路則進入1號UPS主機給1號電池匯流柜內的1號蓄電池組進行充電（留有2組備用蓄電池組），當交流進線電源停電時，1號電池匯流柜則經過1號UPS主機輸出交流電源給1號配電柜供電。交流電源進入1號配電柜后繼續輸出至1號列頭柜，并留有3路列頭柜的備用支路和3路備用支路。同樣，交流電源經2號ATS切換裝置后分別給三相空調2、2號UPS主機柜供電，并留有一路三相備用空開和三個支路開關留做它用。交流電源進入2號UPS主機柜后分為兩路，一路為旁路，經過2Q2旁路開關后直接輸出至2號配電柜供電；另外一路則進入2號UPS主機給2號電池匯流柜內的2號蓄電池組進行充電（留有2組備用蓄電池組），當交流進線電源停電時，2號電池匯流柜則經過2號UPS主機輸出交流電源給18樓自動化機房內的2號配電柜供電。交流電源進入2號配電柜后繼續輸出至2號列頭柜，并留有3路列頭柜的備用支路和3路備用支路。1號配電柜和2號配電柜之間通過母聯開關連接，當其中一路UPS主機柜因故障或其他原因失電時還可由另外一路UPS主機柜供電通過此母聯開關給另外一面配電柜供電，保證系統正常運行。

每臺UPS電源系統主機有9個硬接點信號，還可以通過RS485或RS232接口為監控系統提供遙測、遙信數據。硬接點遙信主要有：J7—蓄電池電池在線；J8—蓄電池電壓告警；J9—系統綜合告警；J10—市電故障告警。

軟報文遙測數據包括：①主路輸入：相電壓，相電流，輸入頻率，功率因數；②旁路輸入：相電壓，旁路頻率，相電流，功率因數；③交流輸出：相電壓，相電流，輸出頻率，功率因數；④本機負載：視在功率，有功功率，無功功率，負載（UPS額定負載百分比表示）；⑤電池數據：環境溫度，電池母線電壓，電池母線電流，電池溫度℃，電池剩余后備時間，電池容量（相對于新電池容量的百分比），電池處于均充狀態，電池處于浮充狀態，電池無（電池未接）。

軟報文遙信數據包括：UPS供電（系統處于正常逆變供電狀態下）、旁路供電（系統處于旁路供電狀態下）、均不供電（系統無輸出）、電池均充（電池處于均充狀態）、電池浮充（電池處于浮充狀態）、電池放電（系統工作在電池放電狀態下）、電池有（電池接入）、電池無（電池未接入）、維修空開閉合、維修空開斷開、市電異常、旁路相序接反、旁路電壓異常、旁路故障、旁路過載、旁路過載延時到、旁路頻率超跟蹤（旁路頻率超出跟蹤范圍）、輸出短路、N#整流器故障、N#逆變器故障、N#整流器過溫、N#風扇故障、N#輸出過載、N#過載超時、N#逆變器過溫、逆變供電禁止、電池電壓低。

二、 改造方案

在UPS電源機房就地新增1套小型UPS電源、1套遠動系統、1套后臺監控系統、1套短信告警平臺及自動撥號告警裝置，將UPS電源系統硬接點遙信、軟報文遙測和遙信按以下方式采集和轉發。為防止被監測UPS電源系統故障導致監測設備失電，所有監測設備電源必須取自新增加的UPS電源：

方案一：每個硬接點遙信啟動中間繼電器，中間繼電器輸出2組常開接點，其中一組用于將硬接點遙信接入測控裝置，另外一組用于啟動短信告警平臺及自動撥號告警裝置，UPS電源系統出現故障時，自動撥號裝置將自動呼叫運維人員，運維人員被喚醒后查看相關短信即可趕赴現場搶修。另外UPS電源系統硬接點遙信、軟報文遙測和遙信數據再通過遠動裝置上傳EMS主站系統，由EMS主站系統短信平臺將詳細故障信息發送到運維人員手機上。

本方案優點：UPS主機輸出的硬接點直接啟動短信平臺及自動撥號告警裝置，可靠性很高，特別是晚上，可靠的自動撥號功能可以第一時間把自動化運維人員喚醒，及時趕赴現場開展搶修工作。

本方案缺點：如果中間繼電器故障，會導致硬接點遙信無法上傳后臺監控系統、遠動系統、EMS主站、EMS主站短信平臺、站端短信平臺及自動撥號裝置，只能依靠軟報文上傳到EMS主站短信平臺。另外，站端短信平臺及自動撥號裝置只能發送少量的硬接點遙信。

方案二：每個硬接點遙信直接接入測控裝置，由后臺監控系統與短信告警平臺及自動撥號告警裝置進行接口，UPS電源系統出現故障時，后臺監控系統將硬接點遙信和軟接點遙信按一定條件過濾后推送到短信告警平臺及自動撥號告警裝置，自動撥號裝置將自動呼叫運維人員，運維人員被喚醒后查看相關短信即可趕赴現場搶修。另外UPS電源系統硬接點遙信、軟報文遙測和遙信數據再通過遠動裝置上傳EMS主站系統，由EMS主站系統短信平臺將詳細故障信息發送到運維人員手機上。

本方案優點：硬接點遙信直接接入測控裝置，可以保證硬接點信號可靠地上傳后臺監控系統、遠動系統、EMS主站、EMS主站短信平臺。另外，后臺監控系統可以有選擇性地將硬接點遙信和軟報文遙信推送到短信告警平臺及自動撥號告警裝置，信息量比較全面。

本方案缺點：后臺監控系統和站端短信告警平臺及自動撥號告警裝置之間接口必須可靠，否則，站端短信告警平臺及自動撥號告警功能將失效。另外，后臺監控系統端還涉及到一定的研發工作量，采用該方案也會產生相應的研發費。

由于地區供電局調度自動化專業還未實行24小時在崗值班，對UPS電源系統的運維從管理手段上主要有法定工作時間內的日常巡檢和周期定檢，節假日或下班期間更多的是依靠技術手段。幾年來，根據運維經驗，UPS電源系統發生故障往往也是在夜晚，采用可靠的監視技術能避免人為因數導致的漏報、遲報和誤報。目前，系統運行部擬采用現有設備搭建一套UPS電源運行監視系統，旨在進一步提高UPS電源系統運維管理水平，防范因UPS電源系統故障帶來的調度自動化系統失靈和全網“盲調”的重大風險。

（作者單位：貴州電網有限責任公司遵義供電局）