符林贝
【摘 要】本文详细的介绍了变电站不间断电源系统现状和存在问题，结合了220kV坝基头变电站的实际情况介绍了变电站直流和交流一体化不间断电源的基本原理、功能和应用，并从经济性、可靠性等方面分析了一体化不间断电源在变电站应用的优势以及使用过程中的注意事项，以达到优化变电站运维的目的，提高运维工作的可靠性和经济性。
【关键词】一体化 不间断 变电站
1 引言
目前，变电站的继电保护、微机控制和事故照明设备大多数采用电力专用逆变电源或多台UPS分散供电。分散设立多套系统，增加了一次投资和日常运行维护工作量。交流和直流一体化不间断电源的应用满足了运行维护和电力体统对于可靠性的要求。
变电站操作电源基本设计有3套各自独立的系统，即直流操作电源（DC）、通信电源、交流不间断电源。
2 變电站不间断电源系统现状
当前变电站中的操作电源一般分为直流电源系统、通信电源和交流电源系统[1]，主要功能如下：
2.1 直流电源系统（DC）
直流操作电源系统是提供给变电站内所有控制、保护、自动装置等控制负荷和各类直流电动机、断路器合闸机构等动力负荷的电源。直流操作电源系统电压一般选择220V或110 V，采用不接地方式。对220 kV及以上变电站均装设2组蓄电池及2套充电装置，构成两电两充方式，采用单母线分段接线，两段母线之间设联络电器，2组蓄电池及2套充电装置分别接于不同母线段。
2.2 通信电源
提供给变电站内载波机、光端机 等通信设备及保护复接设备电源。系统电压为48 V，采用正极接地方式。220 kV及以上变电站按两电两充设计，采用单母线接线，两组蓄电池及2套充电装置分别接于不同母线段，2段母线之间不设联络电器。
2.3 交流电源系统
在变电站中，交流不间断电源系统（UPS）主要是给不允许短时停电的计算机监控设备供电，可靠性及稳定性要求高，一般均采用一用一备串联运行方式，即正常时由主机供电，主机故障时，从机自动投入。UPS正常由交流电源供电，当交流电源消失或整流器、逆变器等元件故障，则由自带的蓄电池向逆变器供电。
3 存在的问题
如上所述的变电站操作电源的设计基本均存在3个各自独立的系统，即直流操作电源（DC）、通信电源、交流不间断电源（UPS），且每套电源系统均各带1或2组蓄电池（某些设计已取消UPS自带的蓄电池），设立通信蓄电池室和直流操作电源蓄电池室。这必将存在以下问题：设立多套分系统，蓄电池组重复设置，工程的一次投资增大；设备分散设置，增加了日常运行维护工作量。
随着运行维护要求的日益提高及设备技术的不断发展，电源系统的分散性逐渐显露出了它存在的不足，这就出现了直流和交流一体化不间断电源。
4 一体化不间断电源设备及其功能
4.1 一体化电源设备的含义
一体化电源设备，是将直流电源、电力用交流不间断电源（UPS）、电力用逆变电源（INV）和通信用直流变换电源（DC/DC）等电源装置组合为一体，共享直流电源的蓄电池组，并统一实施监控的成套电源设备[2]。
4.2 一体化不间断电源设备的功能
一体化电源设备具有一套公用的蓄电池组，它能同时为一体化电源设备的全部输出负荷提供电源，满足全部负荷容量和供电时间的要求。在正常运行方式下，该电源设备由交流电源供电，蓄电池处于浮充备用状态；当交流电源故障停电时，蓄电池为全部负荷提供电源。所以，一体化电源设备的备用电源至关重要，应保证其在全部工作过程中，不能出现停电。
5 典型的一体化不间断电源的实施方案
目前，新建变电站都已应用不间断电源系统，以220kV坝基头变电站为例，该站统一由直流操作电源供电，除提供直流操作电源DC、交流不间断电源UPS，还提供通信用48V电源。利用DC/DC电源变换装置代替原通信专业48V蓄电池电源系统，将DC/DC装置做为直流系统的一个负荷考虑，即DC-UPS-DC/DC一体化电源。
该接线设计同时取消了UPS系统、通信电源系统的蓄电池，共用直流操作电源DC的蓄电池组。能较好地实现电源系统管理的网络化、智能化，实现站用电源系统数据一体化的实时监视，对被监控对象的控制、调节和运行方式能更方便实施集中管理、分散控制。减少设备日常维护工作量，同时提高可靠性，全站仅设1套直流操作电源蓄电池，取消UPS电源、通信电源蓄电池组，减少了维护管理工作量。工程投资经济性得到提高，设备上减少了2组通信用蓄电池及UPS蓄电池。同时社会经济效益得到提高，减少蓄电池的使用量，对改善环境质量具有积极的作用，对节约大量稀有金属资源潜能巨大。
6 一体化不间断电源应用中的几个问题
一体化电源设备的核心问题是其备用电源的特性、容量及其供电持续时间。对备用电源的要求是放电平稳、持续时间长、使用寿命长、正常运行免维护或少维护。多年来电力系统中一般采用铅酸蓄电池，目前普遍采用的是阀控密封式铅酸蓄电池[3]。
此外，直流操作电源系统为不接地系统，所以交流侧的UPS装置的交流输入、输出与直流侧必须采取措施进行隔离，如采用隔离变做隔离，以避免交流侧的运行及故障影响直流操作电源系统侧的绝缘降低，造成直流系统接地等异常。通信电源系统采用正极接地方式，所以DC/DC装置的输入、输出部分也必须隔离。
7 结语
一体化不间断电源系统减少了设备配置、建筑面积和蓄电池的附属设施，由变电站统一运行、维护，减少了运维人员的数量和工作量，提高了运行、维护工作的可靠性和经济性。
参考文献：
[1]佘恬，陈娟.变电站一体化不间断电源的应用探讨[J].广西电力，2009（5）：30-32.
[2]中华人民共和国国家发展和改革委员会.DL/T1074—2007电力用电直流和交流一体化不间断电源设备[S].北京：科文图书业信息技术有限公司.
[3]白忠敏，张诚.一体化不间断电源的应用及备用电源容量选择[J].供用电，2010，27（2）：49-51.
