供配电及不间断电源系统配置方法
根据规范要求，UPS供电是安防监控系统必配设备之一，它既可以在电压不稳的情况下保护设备不受电压波动的冲击而受损，更可以突然停电的情况下使安防监控系统保持正常的运行状态，以便及时在停电情况下查看前端可能出现的异常情况，及时处理避免或降低损失，并可防止因停电而造成的监控漏洞，其重要性不言而喻。
系统UPS选择以在线式为首选，还要考虑其容量和延时时间。经过测算，本系统前端摄像机加上中心拼接大屏总运行功率约8KVA左右，增加15%的发展余量，约为9.2KVA，乘以安全系数1.5，那么其容量为13.8KVA，一般UPS最佳带载能力约为80%，则可计算出所选UPS容量应为：13.8÷0.8=17.25（KVA），因此，我们推荐使用20KVA的UPS电源。电池数量计算公式如下：
12(电池电压)*(电池容量)*(电池节数)*(主机效率)/(主机容量)=时间 主机效率直流供电一般不会超过90%，市电供电效率一般不会超过85%。
其电池容量的计算，我们按后备供电1小时计算，使用12V65AH的电池约为：20KVA×1小时÷0.85（效率）÷12V÷65AH＝31节电池。新款UPS主机一般采用直流电压192V电池组（这要根据生产厂家提供的参数确定），需要16节12V电池为一组，根据计算结果可知本系统需要配置2组即32节65AH电池。
1000MW发电机组UPS的配置
作者：王晓震
来源：《科技创新导报》 2013年第34期
王晓震
（华润电力（贺州）有限公司 广西贺州 542709）
摘要：随着计算机技术的飞速发展和其在电力工程自动化系统中的广泛采用，计算机监控在火力发电厂自动化系统中的应用范围越来越广，目前在火力发电厂中，除直流系统外，UPS已成为计算机监控系统不可缺少的电源设备。该文根据东方电气集团的1000MW发电机组自动化系统的配置要求，结合UPS的结构型式和接线方式，提出最优选型和配置方案。
关键词：计算机 UPS 发电机组
中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2013)12(a)-0073-01
UPS(Uninterruptable Power System)原意为不间断供电系统，它在电厂中的应用也是随着机组控制系统采用计算机监控而进入火力发电厂的，主要向机组热工及电气控制系统、热工仪表、自动装置等负荷供电。输煤、除灰和化水等辅助车间程序控制系统UPS一般按工艺控制系统分别设置，供电对象主要为PLC主机和操作员站。
1 单元机组UPS的负荷容量
东方电气集团1000MW单台机组UPS负荷有：锅炉热控电源盘，15kVA；汽机热控电源盘，15kVA；DCS电源柜，55kVA；TSI(汽机安全监视)柜，3kVA；ETS（汽机危急跳闸），3kVA；MTSI(小汽机安全监视)柜，3kVA；FSSS火检柜，5kVA；电气变送器及自动装置，1kVA；电气EFCS装置，5kVA；总计负荷容量为105kVA。
2 配置方案对比
为保证UPS供电可靠性，1000MW单元发电机组UPS的配置及接线考虑下列二个方案：
方案一：每单元机组配置二台80kVA UPS，每台UPS设置一段交流母线，正常二台UPS独立运行，对于双重化供电的负载（如DCS双重化冗余的控制器等）由两台UPS分别供电，对于单一负荷，采用两台UPS在负荷端经切换后供电。该方案结合机组控制系统的特点，将控制系统负载分为三种类型，第一种为双重化供电回路，如DCS双重化冗余的控制器等，对于此类负载由两台UPS分别供电；第二种为单电源的直流负载，如I/O采集单元等，其供电分别通过两台UPS的交流电源经整流后供给，正常时通过二极管电压嵌制由其中的一路电源供电，当工作电源故障时，不间断切换到另一路电源供电；第三种为对间断时间要求不高的单电源负载，如热工操作机构、仪器仪表等，可采用由两台UPS经切换的方式供电，当工作电源故障时，自动切换到备用电源供电，切换时间在1秒以内。由于双重化负荷由二台UPS分别供电，每台UPS容量只需按双重化负荷总容量的一半选择（单一负荷二台UPS均计及），机组105kVA的负载中双重化负荷的容量约为55kVA，故UPS容量按77.5kVA考虑。本方案DCS等负荷采用UPS双重化供电，当任一台UPS或DCS控制器故障时，都不会影响系统的安全运行。其缺点是由于目前大多数DCS双重化控制器的电源未完全独立，采用此方式供电时，要求DCS制造厂对其电源部分进行改进。
发电机组与ＵＰＳ的匹配分析与探讨
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在高速公路的供配电系统中一般均采用Ｕ ＰＳ为某些不能 中断工作的一级负荷提供后备电源，但如果停电时间较长，
由于Ｕ ＰＳ配备的蓄电池容量有限，不可能长时间地供电，因
此还必须要配备发电机组来解决停电时间较长的问题。 当ＵＰＳ和所采用的柴油发电机组匹配不当时，会出现一
些异常现象，如发电机的输出电压和频率不稳、电压波形严
重失真、绕组发热和震动等，ＵＰＳ反复在发电机供电和ＵＰＳ 蓄电池供电之间来回切换，严重时发电机和ＵＰＳ根本不能运
行。因此，在进行ＵＰＳ和发电机组的选型配置时应特别注意
确保Ｕ ＰＳ能够很好地与发电机匹配，为此首先必须了解发电 机的负载特性和各种类型ＵＰＳ的输入特性。
ＵＰＳ的输入特性
Ｕ Ｐ Ｓ通常分为工频机和高频机两种。工频机由可控硅
ＳＣＲ整流器、ＩＧＢＴ逆变器、旁路和工频升压隔离变压器组 成。因其整流器和变压器工作频率均为工频５０Ｈｚ，顾名思义
叫工频ＵＰＳ。典型的工频ＵＰＳ拓扑如图１：
图１工频ｕＰｓ拓扑图 高频机通常由Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ高频整流器、电池变换器、逆变器
和旁路组成，ＩＧＢＴ可以通过控制加在其门极的驱动来控制 江西方兴科技有限公司钱怀风
ＩＧＢＴ的开通与关断，ＩＧＢＴ整流器开关频率通常在几Ｋ到几 十ＫＨｚ，甚至高达上百ＫＨｚ，相对于５０Ｈｚ工频，称之为高频
ＵＰＳ。典型的高频机拓扑如下：
图２典型高频机拓扑图 Ｕ ＰＳ的输入特性中对配电系统（包括发电机组）影响最大 的是ＵＰＳ的输入功率因数和输入电流的谐波畸变。
１、输入功率因数
输入功率因数是电力系统的一个重要的技术数据，是衡
量电气设备利用率高低的一个指标。Ｕ ＰＳ的输入功率因数的 表达式为：
１
可以看到，Ｕ ＰＳ输入功率因数是畸变因子和相移因子的
乘积。因此，输入功率因数的改善往往要与输入谐波畸变的
治理同时进行。
ＵＰＳ对于负载来说是电源设备，但从于电网侧来看， ＵＰｓ则是电网的一个负载，其输入功率因数的高低会对上游
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UPS电源方案书
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目 录
一、 UPS系统配置方案 ................................................................................................................ 1
1.1 系统配置 ........................................................................................................................ 1
1.2 设备规格 ........................................................................................................................ 1
二、 系统工作原理 ....................................................................................................................... 2
2.1 工作原理 ......................................................................................................................... 2
2.2 工作方式 ......................................................................................................................... 3
