UPS电源并列运行分析及维护应用

李义均，代鹏程，代性邦

（1.山东省胶东调水工程棘洪滩水库管理处，山东 青岛 266111；2.中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266000）

温石汤泵站为山东省胶东地区引黄调水工程新建泵站的第五级泵站，为管道输水段的第二级泵站，泵站位于山东省蓬莱市境内，黄水河左岸，蓬莱市村里集镇温石汤村北侧约500m处，处于输水线路的任家沟隧洞下游约2km处。

温石汤泵站于2005年11月底开工建设，2013年11月已通过通水试运行工作。温石汤泵站由10台机组组成，8用2备，总装机容量7100kW，泵站设计流量12.60m3/s。泵站10台机组及电气控制设备均已经实现自动控制功能，相应的自动控制设备及保护设备均采用UPS并列供电方式，以保障调水的正常运行。

1 UPS电源系统的组成及技术参数

由2台UPSLP10-31T、2组并供用的蓄电池组、1台ZTY-15KVA全自动交流稳压电源和20组输出单元空气开关组成，LP10输入电压为交流 230V-400V、32A，输出为交流 230V、10KVA，浮充电电压为274V，强充电为295V；电池为密闭免维护型，12V、12AH，单组20块电池，共2组，电池使用时长为3～6年。UPS电源系统各组成部分必须严格按行业标准进行可靠接地等保护，并至少每年检测一次接地系统的阻值变化。

2 UPS电源系统运行要求及工作原理

2.1 UPS电源系统运行要求

正常运行状态必须是并列冗余运行，并提供274V的浮充电电压为蓄电池充电，提供一个稳恒的交流230V的输出正弦波为自动化控制系统供电，停电状态下UPS逆变出一个稳恒的交流230V正弦波为设备供电10小时左右，事故状态下至少要保持一台UPS为设备供电，紧急事故需停电并立即上报总局处理。

2.2 UPS电源系统的工作原理

UPS将电能存储在机组内的电池中，以保证市电中断时仍可向负载连续供电。电能以直流形式存储在电池内，而UPS的输入输出电源为交流电，因此，UPS内部包含有一个输入转换器和一个输出转换器。

3 UPS电源系统的运行操作

3.1 安装

UPS电源的安装要严格按输入输出接线，并可靠接地；电池组连接要紧固，保持与充电的UPS充分接入。

3.2 要了解UPS各单元设备前后面板各按键、开关、保险、接口和指示灯、液晶显示屏的用途，熟练使用。

3.3 开机步骤

UPS在市电断电或市电开关关闭时，可通过电池供电运行。将市电开关和旁路开关置于开的位置。UPS的参数可在UPS关机后进行设置。将UPS开关置于开的位置，UPS启动后，进行自检，UPS输出端建立起输出电压，UPS投入正常使用。经常通过UPS对内部电池进行充电几小时，这样可保证UPS具有充足的后备时间，一旦市电断电，仍可持续向负载供电。将负载接入LP UPS，使负载投入运行。

3.4 UPS电源系统的使用

UPS投入使用后，开关无需操作。手动旁路开关关闭后，将使输出供电出现至少5秒的断电现象。可通过按键操作液晶显示屏对UPS进行操作，包括标准屏幕、信息菜单、状态和报警菜单、维修菜单和内置菜单，各菜单的使用按说明书操作。

3.5 测试屏幕

可通过服务菜单或监控软件进行测试，包括电池检测、快速电池检测、深度电池放电检测等，要严格按说明书进行。

3.6 其它功能

UPS停机包括远程停机、无负载停机和紧急停机，分别操作相应的开关和指令。停机操作严格按照操作规程，要求进行无蓄电池启动、UPS休眠状态重新启动、旁路状态过载保护、经济运行模式、自动启动、高级电池管理等，需要按菜单要求操作。

4 UPS电源系统的维护和故障处理

4.1 UPS电源的维护

当正确使用时，除了检查进出通风口有无堵塞外，UPS不需要过多维护；通风风扇可连续运行2～4万小时；电池的设计寿命为3～6年，其寿命长短与工作环境温度和电池放电次数密切相关；UPS定期对电池进行自动测试；定期对电池进行深度放电电池测试，对电池由于老化现象造成的容量下降进行校核；UPS和已充满电的电池应放在干燥的环境，温度在-20度到+45度之间，必须在3个月左右对电池充电，并做好记录。

4.2 UPS电源的故障排除

当UPS出现异常时，应首先检查外部情况，以确定故障是由于UPS本身所致还是由于环境因素所致；然后检查开关位置；前面板显示屏将显示故障报警和故障排除提示，应根据提示情况，有针对性地对系统进行检修。做好检修情况记录，并做好备份文件。

4.3 UPS监控屏可能显示的报警信息

一个或多个内部供电电压值超出允许范围，需上报并与经销商联系；检测到UPS输出端子上出现外部输入AC电压（非UPS正常输出电压），需上报并与经销商联系；内部电池保险损坏，需上报并与经销商联系；扩展电池单元空气开关处于“OFF”位置，应将其置于“ON”位置；电池充电器故障，需上报并与经销商联系；输入电路输入电压过高；内部部件温度过高，将自动切换至旁路状态直到温度恢复正常；电池电压过低不能使UPS启动，要等待几个小时才能启动；输入电压过低，电池故障或放电完毕，将UPS启动运行，充电几个小时；输出电压异常，检测出硬件“Q4”故障。上述故障均需认真分析后，才能进行维护。

5 UPS电源系统巡视检查要点

1）UPS电源系统检查要点是有无告警，是否运行在正常工作状态下，输入输出电压，浮充电压值，电池温度，稳压电源输出电压，各输出空开状态，记录情况等。

2）UPS电源系统检测、试验主要通过面板观察工作状况，安排交流输入停电并进行电池放电试验，检测UPS逆变工作电压电流，单节电池放电电压，放电末期电压达到246V应切换至正常交流输入并进行充电试验，充电时要对UPS电压电流、单节电池充电电压检测，以观察UPS的并列运行和电池有无落后情况，充电为自动浮充电，充电末期需达到浮充电压值274V。UPS电源系统检测试验均需做好记录并填写好附表的充放电记录表。

6 结语

温石汤泵站UPS并列电源的建设，经过长达几年的运行，自动控制设备用电及保护设备用电均运行良好，用电设备的重启减到很低频数，有效地保护了设备，保证通水运行的正常进行。UPS并列运行的成功建设和运行维护可以应用于环境相对复杂的水利工程中，以提高用电设备的可持续运行，减少人为切换维护，同时提高了泵站运行效率。