浅谈USP系统在火电厂的应用

浅谈USP系统在火电厂的应用

郭黔军

(贵州黔西中水发电有限公司贵州毕节551700)

摘要：目前大型火力发电机组都有一套完整的UPS交流不停电供电系统。UPS交流不停电供电系统安全稳运定运行对火力发电机组来说有着重要的作用。本文主要阐述贵州黔西中水发电有限公司二期扩建工程1×660MW发电机组UPS系统作用、分类、运行方式探讨。

关键词：UPS作用因素功能

贵州黔西中水发电有限公司二期扩建工程1×660MW发电机组设置一套UPS系统，每套UPS装置包括两台100KVA主机,一套公共旁路系统及一面馈线屏。三相交流电源经输入隔离变压器、整流器、逆变器、输出隔离变压器及静态切换开关向DCS系统、锅炉FSSS、汽轮机DEH系统以及其他热工电源负荷提供单相交流220V、50Hz的电源。

1、UPS系统作用及影响电能质量的因素

1.1交流不停电电源（UPS）,主要功能是：提供高质量电源以满足对供电质量要求高的计算机及热工电源的供电，一旦正常交流电源供电中断，立即由UPS的直流电源维持供电的连续性，若UPS本身故障或需要检修时，则由旁路电源供电。UPS是一种含有储能装置、以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的电源设备。

电力系统供电的标准：电力系统，包括公用电网和专用电网，理论上为电气设备提供恒定幅值、恒定频率的正弦波电压。

①电压+10%到-15%(每10分钟间隔的平均有效值)，每周95%的时间必须在±10%的范围内；

②频率+4％到-6%，一年中有99.5%的时间在1%的范围内(在连网系统中的同步连接)。

1.2影响电能质量的因素:

①电涌（powersurges）：指输出电压有效值高于额定值110％，而且持续时间达一个或数个周期。电涌主要是由于在电网上连接的大型电气设备关机时，电网因突然卸载而产生的高压。

②高压尖脉冲（highvoltagespikes）：指峰值达6000v，持续时间从万分之一秒至二分之一周期（10ms）的电压。主要由雷击、电弧放电、静态放电或大型电气设备的开关操作产生。

暂态过电压（switchingtransients）：指峰值电压高达20000V，但持续时间界于百万分之一秒至万分之一秒的脉冲电压。其主要原因及可能造成的破坏类似于高压尖脉冲，只是在解决方法上会有区别。

④、电压下陷(powersags）：指市电电压有效值介于额定值的80％至85％之间的低压状态，并且持续时间达一个到数个周期。大型设备开机，大型电动机启动，或大型电力变压器接入都可能造成这种问题。

2、UPS的组成及功能

UPS系统包含：三相交流电源经输入隔离变压器、整流器、逆变器、输出隔离变压器及静态切换开关。

3、UPS系统的运行方式

3.1两台100KVAUPS主机并联冗余方式供电，每台UPS主机中设有并机电路，保证正常运行时二台UPS同频率、同相位、且跟踪旁路，并能保证UPS故障时的正确切换。正常运行时两台UPS平均分担负载，即各带50%的负荷。

3.2任一台UPS故障时，在并机控制系统的调控下，该UPS自动退出并联运行状态，其静态旁路开关会将其从输出母线隔离，另一台UPS逆变器继续输出，承担全部100%负载电流（实现无时限的切换）。当检修任一台故障UPS时，并不需要转手动维修旁路，只需将该UPS的输入，旁路输入，内部直流电池开关，输出开关均打开就可对该UPS内部进行检修，此时负载仍由另一台正常的UPS供电。若此时该UPS故障或过载，负荷将自动切换至旁路。

3.3两台UPS因故退出运行时，负载才转由静态旁路电源供电，保证负载仍然由稳定的电压供电。逆变器转旁路的时间小于0.4毫秒，对负载基本无扰动。

3.4当整流器故障或整流器交流电源失去时，则由直流220V母线经一闭锁二极管向逆变器供电。两台UPS逆变器并联输出，平分负载电流各50%。当整流器重新投入且整流器交流电源恢复时，逆变器则自动切回整流器运行。

3.5两台UPS同时需要维护检修时，才需要操作转手动维修旁路，保证旁路供电给负载，然后将两台UPS的输入，旁路输入，内部直流电池开关，输出开关均打开就可以对该UPS内部进行检修，此时负载由手动旁路供电。

4、UPS系统的应用

UPS交流不停电系统用来为敏感性负载提供有保证的电力。UPS是安装在公共电网和敏感负载之间的电力装置，它的功能使其市场前景广阔：

①高质量：输出的正弦波不含公共电网中的任何骚扰，并且其幅值和频率都在严格的容限范围内；

②高可用性：后备电源应确保连续提供在规定的容限范围内的电压。后备电源通常为电池，在需要的时候，它会无间断地投入来取代市电，并提供应用负载所需要的后备时间。

UPS采用了AC-DC变换。由于采用高频功率变换，使电源装置显著减小了体积和重量，而有可能和设备的主机体积相协调，并且使供电性能得到进一步提高。

5、结束语

UPS交流不停电供电系统广泛应用于精密仪器、医疗设备、通信系统、安全监控、网络系统、自动控制生产线等对电流稳定性要求较高的场合。UPS交流不停电供电系统在火电厂的应用，提高重要负荷的供电可靠性。保障机组电能质量受到冲击时能继续维持重要负荷的运行，避免事故扩大化。

参考文献：

[1]熊信银，《发电厂电气部分》[M]北京：中国电力出版社，2009

[2]《贵州黔西中水发电厂集控辅机运行规程》2018