交流不间断电源系统

   为保证电厂自动化系统的安全稳定工作，现代火力发电厂的机组分散控制系统(DCS)、厂级实时监控系统、管理信息系统、厂用电监控系统、辅助车间程序控制系统和通信系统等均采用交流不间断电源装置(UPS)供电。目前在火力发电厂中，除直流系统外，UPS已经成为不可缺少的电源设备。

    UPS的作用是：

    (1)为不允许短时停电的用电设备提供一个稳定、不间断的工频交流电源。

    (2)使主要仪表、自动装置和监视计算机与厂用电源系统分开，减少暂态干扰。

    交流不间断电源有两种取得方法，一种是采用接于直流母线上的电动发电机，将直流电源逆变为交流电源，这种称为旋转逆变装置；另一种是采用静态逆变装置，即将直流电源输入到由可控硅组成的全控式逆变装置，输出交流电源。

    静态逆变装置与旋转逆变的不间断电源，两者相比较，静态逆变装置供电方式可作自动切换、可靠性较高、维护工作量较小、能满足技术要求，但是接线复杂，适用于机组容量在300MW及以上的电厂使用。旋转逆变装置设备简单、供电较可靠，但是旋转设备运行维护较复杂、噪声较大，适用于机组容量在300MW及以下电厂使用。下面重点介绍适用于机组容量为600MW电厂使用的静态逆变装置的交流不停电电源。

    一、交流不间断电源系统

    交流不间断电源系统包括一套静态不间断电源(UPS)，其主要部件是整流器、逆变器、静态转换开关、手动控制的旁路开关、闭锁二极管、旁路（备用）电源变压器及电压调整变压器、主配电屏，还有若干个配电分屏。此系统输出有单相两线制230V、50Hz的经高电阻接地或直接接地系统，也有三相四线制400/230V、50Hz的中性点直接接地系统。不间断电源系统构成原理接线框图如图6-9所示，各部件及其作用作以下介绍。

图6-9 不间断电源系统构成原理接线框图

    1．整流电路

    固态整流电路由交流输入隔离变压器、三相半控桥式整流电路和逻辑控制电路等构成，其输出直流电压水平由逻辑电路控制可控硅的导通时间来决定，整流电路输出用于向逆变器供应一个固定不变的直流电源，其输入电压是三相380V、50Hz的外部交流电源。稳态电压变动率为额定电压的±10%，频率变动率为额定频率的±5%。在各种负荷条件下，输出电压调整得不低于252V，该值为蓄电池正常最高电压，这样可以保证整流电路的输出电压总是高于机组直流系统在浮充和均衡充电期间蓄电池端子上的电压。因此，机组直流系统不会向逆变器馈电。

    2．逆变器电路

    输入逆变器的电源包括调整好的整流电路输出电源，又包括机组蓄电池引来的电源。逆变器的输出电压随蓄电池的电压变化在189～252V范围内。逆变器输出为单相230V(或三相400/230V)、50Hz的交流电压，电压的变化率控制在额定电压的±2%，频率的变化限制在额定频率的±0.5%。逆变器输出总的谐波畸变不超过5%。

    逆变器电路（简称逆变器）是由全控桥式连接的可控硅、同步跟踪和自锁定等电路构成。全控桥式逆变器是将直流转变为交流，由4只可控硅组成，每个输出支路通过两个相应的可控硅在电源的正、负极之间来回切换，改变可控硅支路正向和反向开通时间比，平均输出电压也就随着变化（脉宽调制）。逆变器具有同步跟踪电路，它使逆变器锁定在与外部交流电源同步状态，当外部交流电源失去后或外部交流电源频率变化范围超出整定值时，逆变器转而使用内部基准晶振回路，其频率值由内部调节整定，当其检测出外部基准电压频率漂移时，应立即切换到内部基准晶振回路。

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