电力通信UPS电源更换及不断电割接方案探讨

杨显卫

（广东顺畅科技有限公司，江门 529000）

1 引言

某供电局通信机房业务逐年增长，原UPS电源设备已运行约13年，UPS设备在使用上出现设备老化，性能下降，设备使用寿命到期，配件停产和维护困难等问题，给通信网络正常运行带来很大安全隐患，考虑当前UPS负载功率状况，计划对原UPS系统业务进行不断电更换。目前该系统为两台艾默生160kVA UPS并机运行，各配套2组32节12V 200AH蓄电池（2015年新更换），目前负载90kW，近期对机房进行扩容，需增加一批负载容量约35kVA，负载增加后，UPS电源系统负载率将会接近80%安全线，给设备的安全运行带来风险，于是，决定对现有的UPS电源系统进行负载不断电更换，提高供电系统的安全性。应业主要求，我司成立项目组对该项目进行需求分析、现场勘查、对设备更换割接技术进行可行研究，出具实际可行的施工方案进行实施，为工程设计，施工割接方案编制提供参考。

2 原UPS电源系统组成现状

原UPS电源系统是由2台艾默生160kVA三进三出工频机、一面交流配电屏、一面UPS输入输出配电柜组成。UPS主机各配套2组汤浅200AH电池组（见图1）。目前，UPS系统采用功率均分模式，两台UPS并机相连，负载在输出配电柜端并联，同时输出配电柜冗余度小，也不满足后续系统增容需求，而且输出配电柜存在单点故障隐患，所以提出整改。

图1 更换前UPS电源系统结构图

3 新建UPS电源系统组成和设计思路

本次新增UPS电源及配电柜安装于新建电源室，原电池室不变。考虑机房设备端为双电源供电，本次计划对设备进行独立的2路供电，即同一台设备由之前的一套UPS系统供电转为2套独立的UPS系统进行供电，大大增强了系统的运行可靠性，新建系统设计结构图（图2）。

交流配电部分：本次设计，UPS交流输入配电屏不做更换，原UPS交流输入配电屏开关总容量400A满足增容后系统需求，新增UPS电源仍旧使用原UPS1和UPS2交流开关作为新增UPS电源交流输入常态化供电开关。

图2 更换后UPS电源系统结构图

UPS主机选型：根据机房现有负荷90kW，考虑系统增容35kW，未来总功率约125kW，单机平均功率约62.5kW，且负载端采取两路独立供电方式进行供电，最终设计在满足系统未来3～5年冗余度前提下，计划增加两台易事特模块化200kVA UPS，采用三进三出高频机，负载率0.8常态化带载能力为160kVA，2面UPS输出配电屏，UPS使用原电池组（12V 200AH）。

蓄电池部分：考虑原UPS1和UPS2配套电池都为2015年更换，且满足后备时间要求，本次不做更换，电池电缆部分，因原UPS与设计新增UPS出线及接线方式存在差异，原UPS电池开关箱及电池电缆需变更，本次不做详细说明。

临时交流供电部分：采用机房原有空调备用供电开关进行供电，经计算，空调备用开关冗余量满足系统需求，同时具有应急发电ATS转换功能，可靠性好。

4 工程施工及不停电负载割接

4.1 主要施工内容

主要工作内容为：安装两台200kVA UPS主机，独立运行，两面UPS输出配电屏，原四组电池分两组接入新建UPS系统，原2台160kVA UPS及输出配电屏最终拆除，并将负载在线转移至新UPS系统。

4.2 主要施工步骤

施工前准备好相关施工材料，施工图纸，相关工器具。施工步骤如下：

（1）安装临时交流配电箱。

（2）安装新建易事特200kVA UPS1、UPS2、UPS输出屏#1、UPS输出屏#2。

（3）敷设电缆从临时交流配电屏至易事特200kVA UPS1成端。（4）从易事特200kVA UPS1敷设电缆至UPS输出屏#1。

（5）断开原艾默生UPS1电池组#1接入至新建易事特UPS1 200kVA。

（6）将电池组#1接入新建易事特200kVA。

图3 UPS电源不断电更换系统结构图

（7）对新建易事特200kVA UPS1进行加电调试，测试主机及输出配电屏正常。

（8）通信机房负载主路逐一停电，进行负载不断电割接，转由新建易事特200kVA UPS1主路供电。

（9）将原艾默生160kVA UPS1电池组#2接入至新建易事特UPS1 200kVA。

（10）对原艾默生160kVA UPS1进行关机，断开交流输入开关。

（11）从原艾默生160kVA UPS1交流输入开关处敷设电缆至新建易事特200kVA UPS2。

（12）将原艾默生160kVA UPS2电池组#1接入至新建易事特200kVA UPS2，测试主机及输出配电屏正常。

（13）通信机房负载备路逐一停电，进行负载不断电割接，转由新建易事特200kVA UPS2主路供电，机房所有负载由新建易事特200kVA UPS1UPS2进行主备两路供电。

（14）将原艾默生160kVA UPS2电池组#2接入至新建易事特200kVA UPS2。

（15）对原艾默生160kVA UPS2进行关机，开出交流输入开关。

（16）从原艾默生160kVA UPS2交流输入开关处敷设电缆至新建易事特200kVA UPS1并成端（断开易事特200kVA UPS1整流输入开关，专由蓄电池供电，断开临时交流配电箱开关，拆除线缆设备），最终新城新建UPS2常态化交流供电。

（17）UPS更换及负载割接主要工序完成。

5 结束语

电力通信UPS电源系统更换及不间断负载割接工作成功与否，关键在于前期的现场勘查，了解相关系统的配置、结构、拓扑关系，了解业主的扩容需求；核算上级配电容量，计算是否要增加相应配电设备容量，以免造成变压器或相应配电设备过载；不间断业务割接，确保实施合理性，做好数据备份，做好负载割接可靠性分析；最后，要科学安排施工步骤，以便使负载设备的停电时间最小化、安全性最大化。本文全面考虑了以上关键因素，应用到实际的扩容更换割接工作中去，能为通信电源工作者在设计、施工、管理方面提供借鉴。

[1] 孙维信.谈通信电源的割接[J].铁道通信信号，2005，41（10）：39-40.