发电企业是技术密集型企业,有着庞大复杂的控制系统和自动调节装置。为了保证机组的安全、稳定及经济运行,要求高质量的供电电源并保证其可靠性。维谛ups电源装置(UPS)是一种向负载提供优质、高效、可靠交流电源并具有保护、检测和控制功能的供电设备。UPS对于各专业领域的计算机及其网络、通信系统、电力系统、工业控制系统、医疗设备、电子仪器、国防和科研部门等起着关键作用。虽然目前大型UPS单机的平均无故障工作时间已高达20～25万小时,但对于发电企业来说,这样的可靠性仍不能满足其采集、监控及通信系统不间断安全运行的要求。为保证供电系统的高可靠性,近年来发展了多机冗余并联UPS系统。与单机UPS供电系统相比,该系统具有很高的可靠性和十分方便的可维护性,因此在各个领域得到了广泛地应用。浙能北仑发电有限公司厂用电系统UPS就是利用该技术进行了改造,将单机UPS系统改造为“1+1”并联冗余型UPS供电系统,取得了圆满成功。
1.UPS系统改造的必要性
浙江浙能北仑发电有限公司机组配置的交流不间断电源系统UPS，是为计算机监控系统、数据采集系统、重要机、电、炉保护系统、除灰系统及重要电磁阀等符合提供可靠的不间断交流电源。老式的UPS采用单台供电，经过10多年的运行，已经暴露出许多问题，如“瞬时切至旁路电源后又自行恢复至逆变器供电”,“晶闸管绝缘下降导致直流熔丝熔断，UPS停运”等异常现象，严重威胁到机组的安全运行。随着多机冗余并联UPS供电技术的发展和日益成熟，同时为了提高UPS供电的可靠性，公司对原单机供电的UPS进行改造，更换为双机并联冗余UPS供电系统。
2.双机冗余UPS系统的主要功能特点及构成
2.1主要功能特点
两台UPS完全相同,相当于二个UPS模块并联,100%互为备用冗余,大大提高了系统的可靠性。可共用旁路电源,保证在大冲击负载下无扰动切换。每台UPS采用高速DSP数字技术精确计算并联环流,应用快速调节控制逆变器电压和频率使稳态环流保证在1%以内、允许瞬态扰动环流在10%以内的算法,保证并联在一起的逆变器稳态环流很小、发热很少、可靠性很高,又可以承受负载启动变化时瞬态环流的变化而不退出并联运行,即保证在小环流条件下使得并联UPS的电压幅值和频率相同;正常工作时,每台UPS只承担50%的负载电流,它有利于降低单台UPS的故障率。此外,它还具有优良的容错特性:如果在UPS运行中,其中一台UPS出现故障,在并机逻辑控制电路的作用下,它在向用户发出故障信号的同时,自动将故障UPS断开,同时另一台UPS自动承担100%的负载,无需切换至旁路供电,安全可靠性得到了很大的提高,如图1所示。
基于上述分析和大量运行统计资料证明:双机并联冗余供电系统的可靠性要比单机UPS的可靠性提高4～5倍。