『DL T5491-2014』电力工程交流不间断电源系统设计技术规程

中华人民共和国电力行业标准
电力工程交流不间断电源系统设计技术规程

Technical code for the design of AC uninterruptible power system of power engineering
DL／T 5491-2014
主编部门：电力规划设计总院
批准部门：国家能源局
施行日期：2015年3月1日
前言

根据《国家能源局关于下达2009年第一批能源领域行业标准制(修)订计划的通知》(国能科技[2009]163号)的要求，标准编制组认真总结了电力工程交流不间断电源系统的设计实践经验，吸取了相关研究成果，结合我国电力工程建设特点，并广泛征求了有关设计、运行和管理单位的意见，制订本标准。
本标准共10章和4个附录，主要包括总则，术语，系统配置，系统接线，负荷统计与计算，保护和监控，接地，设备参数选择，主要技术指标，设备布置及环境要求等技术内容。
本标准由国家能源局负责管理，由电力规划设计总院提出，由能源行业发电设计标准化技术委员会负责日常管理，由中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司负责具体技术内容解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送电力规划设计总院(地址：北京市西城区安德路65号，邮政编码：100120)。
本标准主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人：
主编单位：中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司
参编单位：广东省电力设计研究院
主要起草人：黄生睿 付胜明 李倩 张丽华 周才洋 李苇 韩玮 谭茂强 杨莉 陈利芳 聂晓棠 邓应华 吴小东 陈进发 伍广俭 李煜东
主要审查人：孙旺林 孙茗 李淑芳 张伟 汪海霞 贾约明 薛清余 潘海 何平 张朝阳 李玉萱 沈洪流 周卫巍 于青 王继工 陈萍 段宗周 陈丽琳 朱旻 曲昕 陆冠权 戴秋华 蔡红军

1 总 则

1.0.1 为了使发电厂、变电站和换流站的交流不间断电源系统满足安全可靠、技术先进的要求，统一交流不间断电源系统的设计原则，特制定本标准。
1.0.2 本标准适用于发电机容量为1000MW级及以下新建或扩建火力发电厂、1000kV及以下变电站、换流站的交流不间断电源系统设计，也适用于压水堆核电厂常规部分交流不间断电源系统设计。本标准不适用于发电厂应急照明专用交流不间断电源系统设计。
1.0.3 采用计算机进行监控的发电厂、变电站和换流站应设置交流不间断电源。对间断时间要求不高的大容量的非计算机负荷不应由UPS供电。
1.0.4 交流不间断电源系统设计应贯彻安全可靠、技术先进和经济合理的原则，并便于安装及运行维护。
1.0.5 交流不间断电源系统设计除应符合本标准外，尚应符合现行国家、行业有关标准的规定。

2 术 语

2.0.1 不间断电源设备(UPS) uninterruptible power system
由变流器、开关和储能装置(蓄电池)等组合构成的，在输入电源故障或消失时能维持负载供电连续性的电源设备。
2.0.2 在线式UPS on line UPS
由变流器、静态转换开关和储能装置(蓄电池)等组成的一种电源设备，这种电源设备不管交流输入电源中断与否、电压或波形符合要求与否，都能向负载提供符合要求的电源。
2.0.3 旁路 bypass
在UPS设备故障、临时过载或停运检修期间，为保证向负载供电而设置的供电回路。一般由隔离变压器、调压器、静态转换开关以及手动维修开关等组成。
2.0.4 并联 parallel
一种UPS连接方式，由2台或多台UPS主机组成，其交流输出端连接在一起作并联运行，交流输入端可并联也可不并联。
2.0.5 并联冗余 parallel redundant
由2台或多台并联UPS主机来分担负载，当其中1台或几台UPS主机故障时，其余UPS可以承担全部负载。
2.0.6 双重化冗余 dual redundant
为满足冗余配置的控制系统或双电源负载的需要，设置的2套相互独立的UPS系统，每套系统均由UPS主机、旁路和配电柜等组成，能为负载提供2路互为备用的电源。
2.0.7 静态转换开关 static transfer switch
UPS中实现由逆变器向旁路或旁路向逆变器转换的电子式快速转换开关，其切换时间一般不大于5ms(1／4周波)。
2.0.8 逆止二极管 blocking diode
阻止电流从UPS整流器流向蓄电池但允许电流从蓄电池流向UPS逆变器的器件，在UPS与其他系统共用蓄电池时使用。
2.0.9 电流峰值系数 current peak factor
当UPS输出电流为周期性非正弦波电流时，非正弦波电流的峰值与其有效值之比。峰值系数的大小反映了UPS为非线性负载供电的能力。
2.0.10 切换时间 transfer time
从逆变器供电切换到旁路供电或从旁路供电切换到逆变器供电所需要的时间。
2.0.11 功率校正系数(K_f) power correction factor
负载功率因数偏离UPS额定功率因数时，UPS实际能带负载容量与额定容量比值。
2.0.12 降容系数(K_d) derating factor
当设备安装地点大于海拔1000m时，UPS实际能带负载容量与额定容量比值。

3 系统配置
3.1 发电厂UPS配置

3.1.1 采用计算机监控的火力发电厂UPS的配置应符合下列规定：
1 单机容量为200MW级及以下机组的火力发电厂，当采用单元制控制方式时，每台机组宜配置1套UPS；
2 单机容量为300MW～600MW级机组的火力发电厂，每台机组宜配置1套UPS，当控制系统需要2路互为备用不间断电源时，每台机组可配置2套UPS；
3 单机容量为1000MW级机组的火力发电厂，每台机组应配置2套UPS；
4 采用非单元制控制方式的火力发电厂，当全厂机组总容量为100MW及以上时，宜配置2套UPS，其他情况下可配置1套UPS。
3.1.2 采用单元控制方式的火力发电厂，主厂房公用控制系统的不间断负荷宜采用由不同机组UPS供电的方式，也可根据控制系统的要求，设置全厂公用UPS供电。
3.1.3 压水堆核电厂常规部分UPS应根据堆型以及计算机监控系统的要求设置，宜采用与核岛共用UPS方式，也可设置独立的UPS。
3.1.4 网络继电器室的UPS宜与网络直流系统合并考虑，采用直流和交流一体化不间断电源设备，也可设置独立的UPS。
3.1.5 远离主厂房的辅助车间或相对独立的计算机监控系统，宜根据负荷情况设置独立的UPS。
3.1.6 发电厂管理信息系统(Management Information System，MIS)宜装设独立UPS。

3 系统配置
3.1 发电厂UPS配置

3.1.1 采用计算机监控的火力发电厂UPS的配置应符合下列规定：
1 单机容量为200MW级及以下机组的火力发电厂，当采用单元制控制方式时，每台机组宜配置1套UPS；
2 单机容量为300MW～600MW级机组的火力发电厂，每台机组宜配置1套UPS，当控制系统需要2路互为备用不间断电源时，每台机组可配置2套UPS；
3 单机容量为1000MW级机组的火力发电厂，每台机组应配置2套UPS；
4 采用非单元制控制方式的火力发电厂，当全厂机组总容量为100MW及以上时，宜配置2套UPS，其他情况下可配置1套UPS。
3.1.2 采用单元控制方式的火力发电厂，主厂房公用控制系统的不间断负荷宜采用由不同机组UPS供电的方式，也可根据控制系统的要求，设置全厂公用UPS供电。
3.1.3 压水堆核电厂常规部分UPS应根据堆型以及计算机监控系统的要求设置，宜采用与核岛共用UPS方式，也可设置独立的UPS。
3.1.4 网络继电器室的UPS宜与网络直流系统合并考虑，采用直流和交流一体化不间断电源设备，也可设置独立的UPS。
3.1.5 远离主厂房的辅助车间或相对独立的计算机监控系统，宜根据负荷情况设置独立的UPS。
3.1.6 发电厂管理信息系统(Management Information System，MIS)宜装设独立UPS。

3.2 变电站、换流站UPS配置

3.2.1 变电站、换流站UPS应根据变电站、换流站电压等级、建设规模、二次设备布置方式以及计算机监控系统的要求设置，采用全站集中设置或按区域分散设置方式，UPS配置应符合下列规定：
1 750kV及以下电压等级变电站UPS应全站集中设置；
2 直流换流站UPS宜按区域分散设置；
3 1000kV电压等级变电站UPS应按区域分散设置。
3.2.2 110kV及以下电压等级变电站，宜配置1套UPS。220kV及以上电压等级变电站应配置2套UPS，特高压变电站、换流站每个区域宜配置2套UPS。

4 系统接线
4.1 UPS接线

4.1.1 UPS宜由一路交流主电源、一路交流旁路电源和一路直流电源供电。
4.1.2 发电厂主厂房内UPS交流主电源和交流旁路电源应由不同厂用母线段引接。对于设置有交流保安电源的发电厂，交流主电源应由保安电源引接。变电站、换流站或发电厂其他UPS交流主电源可由就近站用或厂用电源引接。
4.1.3 发电厂主厂房内UPS直流电源宜由机组的直流系统引接。变电站、换流站内UPS直流电源宜由站内直流系统引接。当直流电源由机组或站内直流系统引接时，UPS输入／输出回路应装设隔离变压器，直流回路应装设逆止二极管。
4.1.4 冗余配置的2套UPS的交流电源宜由不同厂用或站用电源母线引接。
4.1.5 UPS旁路应设置隔离变压器，当输入电压变化范围不能满足负载要求时，旁路还应设置自动调压器。
4.1.6 双重化冗余配置的2套UPS宜分别设置旁路装置，2台并联或并联冗余的UPS宜共用1套旁路装置。

4 系统接线
4.1 UPS接线

4.1.1 UPS宜由一路交流主电源、一路交流旁路电源和一路直流电源供电。
4.1.2 发电厂主厂房内UPS交流主电源和交流旁路电源应由不同厂用母线段引接。对于设置有交流保安电源的发电厂，交流主电源应由保安电源引接。变电站、换流站或发电厂其他UPS交流主电源可由就近站用或厂用电源引接。
4.1.3 发电厂主厂房内UPS直流电源宜由机组的直流系统引接。变电站、换流站内UPS直流电源宜由站内直流系统引接。当直流电源由机组或站内直流系统引接时，UPS输入／输出回路应装设隔离变压器，直流回路应装设逆止二极管。
4.1.4 冗余配置的2套UPS的交流电源宜由不同厂用或站用电源母线引接。
4.1.5 UPS旁路应设置隔离变压器，当输入电压变化范围不能满足负载要求时，旁路还应设置自动调压器。
4.1.6 双重化冗余配置的2套UPS宜分别设置旁路装置，2台并联或并联冗余的UPS宜共用1套旁路装置。

4.2 母线接线

4.2.1 发电厂交流不间断电源系统母线应采用单母线接线，其母线接线应符合下列规定：
1 1台或2台并联UPS构成的不间断电源系统，宜采用单母线接线；
2 双重化冗余配置的2套UPS构成的不间断电源系统，应采用2段单母线。
4.2.2 变电站、换流站交流不间断电源系统的母线接线方式应根据变电站、换流站电压等级及负荷要求设置，其母线接线应符合下列规定：
1 变电站宜采用单母线接线；
2 换流站宜采用单母线分段接线，也可采用单母线接线。
4.2.3 UPS应经隔离电器接入交流母线。常用不间断电源系统接线可按本标准附录A的规定执行。

4.3 配电网络设计

4.3.1 交流不间断电源系统宜采用辐射供电方式。
4.3.2 当发电厂内不间断负荷供电距离较远且相对集中时，可就近设置分配电柜(箱)供电。
4.3.3 变电站、换流站交流不间断电源系统可按负荷要求设置分配电柜(箱)供电。

5 负荷统计与计算
5.1 负荷分类

5.1.1 UPS负荷分为计算机负荷和非计算机负荷。
5.1.2 发电厂、变电站、换流站常用UPS的负荷特性宜符合本标准附录B的规定。

5 负荷统计与计算
5.1 负荷分类

5.1.1 UPS负荷分为计算机负荷和非计算机负荷。
5.1.2 发电厂、变电站、换流站常用UPS的负荷特性宜符合本标准附录B的规定。

5.2 负荷统计

5.2.1 计算UPS容量时，应对不间断负荷进行统计，按UPS负荷可能出现的最大运行方式计算，统计计算应遵守下列原则：
1 连续运行的负荷应予以计算；
2 当机组运行时，对于不经常而连续运行的负荷，应予以计算；
3 经常而短时及经常而断续运行的负荷，应予以计算；
4 由同一UPS供电的互为备用的负荷只计算运行的部分；
5 互为备用而由不同UPS供电的负荷，应全部计算。
5.2.2 当UPS采用三相输出时，单相负荷应均匀分配到UPS三相上，分别计算每相负荷。
5.2.3 负荷计算宜按本标准附录C的方法进行。

5.3 容量选择

5.3.1 UPS容量应根据计算负荷选择。
5.3.2 当负载综合功率因数与UPS额定输出功率因数不同时，宜按制造厂提供的负载能力进行容量校正，也可按照本标准附录C表C.2-1的数值进行容量校正。
5.3.3 当UPS安装地点海拔高度大于1000m时，应降容使用，宜按制造厂提供的降容要求或本标准附录C表C.2-2的数值进行容量校正。
5.3.4 当单元机组、变电站或换流站装设2台UPS时，2台UPS容量宜一致，并按计算容量较大的1台UPS选择。
5.3.5 三相输出型UPS当三相负载不平衡时，应按最大相负荷选择UPS容量。
5.3.6 UPS容量宜按本标准附录C的方法进行计算。

6 保护和监控
6.1 测 量

6.1.1 交流不间断电源系统测量仪表的设计应符合现行国家标准《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GB／T 50063的有关规定。
6.1.2 UPS主机宜采用数字式多功能仪表显示各种运行参数，测量内容应包括下列参数：
1 交流输入电压；
2 直流输入电压；
3 输出电压；
4 输出频率；
5 输出功率。
6.1.3 UPS旁路宜测量交流输入电压、频率及输出电压。
6.1.4 UPS主配电柜宜测量进线电流、母线电压和频率。
6.1.5 UPS分配电柜宜测量母线电压。
6.1.6 UPS输出电压、输出频率和输出功率或电流应能在控制室进行监视。
6.1.7 UPS主机柜上测量仪表精度不应低于1.0级。当旁路柜、配电柜上的测量仪表采用常规仪表时，其测量精度不应低于1.5级。

6 保护和监控
6.1 测 量

6.1.1 交流不间断电源系统测量仪表的设计应符合现行国家标准《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GB／T 50063的有关规定。
6.1.2 UPS主机宜采用数字式多功能仪表显示各种运行参数，测量内容应包括下列参数：
1 交流输入电压；
2 直流输入电压；
3 输出电压；
4 输出频率；
5 输出功率。
6.1.3 UPS旁路宜测量交流输入电压、频率及输出电压。
6.1.4 UPS主配电柜宜测量进线电流、母线电压和频率。
6.1.5 UPS分配电柜宜测量母线电压。
6.1.6 UPS输出电压、输出频率和输出功率或电流应能在控制室进行监视。
6.1.7 UPS主机柜上测量仪表精度不应低于1.0级。当旁路柜、配电柜上的测量仪表采用常规仪表时，其测量精度不应低于1.5级。

6.2 保 护

6.2.1 UPS的交流输入侧、直流输入侧应装设保护电器。
6.2.2 UPS配电各馈线回路应装设保护电器。
6.2.3 保护电器宜采用断路器，也可采用熔断器。
6.2.4 各级保护装置的配置，应根据其装设地点的短路电流计算结果，保证上下级断路器或熔断器之间具有选择性。
6.2.5 各级保护装置可根据安装位置配置瞬时电流速断、短延时电流速断、过电流和接地保护等。

6.3 信 号

6.3.1 交流不间断电源系统故障时应发出信号，信号系统设计应符合现行行业标准《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》DL／T 5136的有关规定。
6.3.2 交流不间断电源系统应具有交流输入电压低、直流输入电压低、逆变器输入／输出电压异常、整流器故障、逆变器故障、静态开关故障、风机故障、馈线跳闸等故障报警及旁路运行、蓄电池放电等异常运行报警功能。
6.3.3 交流不间断电源系统综合故障等重要信号应采用干接点输出，并采用硬接线接入监控系统。交流不间断电源系统硬接线信息宜符合本标准附录D的规定。

6.4 通 信

6.4.1 交流不间断电源系统应具有与厂站内计算机监控系统进行通信的功能。
6.4.2 变电站和换流站UPS与站内计算机监控系统的通信接口宜采用以太网口，通信协议宜符合现行行业标准《变电站通信网络和系统》DL／T 860系列标准的有关规定。当交流不间断电源系统与计算机监控系统通信接口单元之间需要经过高压配电装置区域时，应采用光缆进行连接。
6.4.3 交流不间断电源系统通信信息宜符合本标准附录D的规定。

7 接 地

7.0.1 交流不间断电源配电系统宜采用TN-S系统，也可采用IT系统。
7.0.2 当交流不间断电源配电系统采用TN-S系统时，接地应符合下列要求：
1 交流不间断电源系统应设置工作接地和保护接地，其工作接地与保护接地可共用接地装置；
2 交流不间断电源系统宜采用安装于主配电柜内的截面积不小于100mm²接地铜排作为接地装置。UPS输出端的零线(N)应在主配电柜内与接地铜排可靠连接。
7.0.3 当交流不间断电源配电系统采用IT系统时，宜装设绝缘监察装置。
7.0.4 当计算机监控系统与发电厂或变电站(换流站)共用接地网时，交流不间断电源系统的接地装置应与发电厂或变电站(换流站)的主接地网连接，接地电阻应符合现行国家标准《交流电气装置的接地设计规范》GB 50065有关规定。
7.0.5 当计算机监控系统设置专用接地网时，交流不间断电源系统的工作接地宜与计算机专用接地网连接，接地电阻应符合计算机监控系统的要求。

8 设备参数选择
8.1 UPS主机

8.1.1 发电厂、变电站和换流站的UPS应采用在线式。
8.1.2 UPS宜采用单相输出。
8.1.3 当UPS直流电源由电厂直流系统引接时，其直流电压允许变化范围应适应直流系统变化的要求；直流输入回路应配置逆止二极管，逆止二极管反向击穿电压不应低于输入直流额定电压的2倍。UPS内部与直流有直接电气联系的回路应浮空。
8.1.4 当UPS设置独立蓄电池组时，蓄电池组的标称电压不宜高于500V。
8.1.5 UPS交流主电源输入宜采用380V三相三线制输入，容量小于10kV·A的UPS交流输入可采用220V单相输入。交流输入端的开关设备应满足厂用电系统的动、热稳定性要求。
8.1.6 UPS交流输入侧产生的电压谐波指标应符合现行国家标准《电能质量 公用电网谐波》GB／T 14549的有关规定。
8.1.7 当采用直流和交流一体化不间断电源设备时，设备技术要求应符合现行行业标准《电力用直流和交流一体化不间断电源设备》DL／T 1074的有关要求。

8 设备参数选择
8.1 UPS主机

8.1.1 发电厂、变电站和换流站的UPS应采用在线式。
8.1.2 UPS宜采用单相输出。
8.1.3 当UPS直流电源由电厂直流系统引接时，其直流电压允许变化范围应适应直流系统变化的要求；直流输入回路应配置逆止二极管，逆止二极管反向击穿电压不应低于输入直流额定电压的2倍。UPS内部与直流有直接电气联系的回路应浮空。
8.1.4 当UPS设置独立蓄电池组时，蓄电池组的标称电压不宜高于500V。
8.1.5 UPS交流主电源输入宜采用380V三相三线制输入，容量小于10kV·A的UPS交流输入可采用220V单相输入。交流输入端的开关设备应满足厂用电系统的动、热稳定性要求。
8.1.6 UPS交流输入侧产生的电压谐波指标应符合现行国家标准《电能质量 公用电网谐波》GB／T 14549的有关规定。
8.1.7 当采用直流和交流一体化不间断电源设备时，设备技术要求应符合现行行业标准《电力用直流和交流一体化不间断电源设备》DL／T 1074的有关要求。

8.2 UPS旁路

8.2.1 旁路隔离变压器及自耦调压器应采用干式自然风冷结构。
8.2.2 当UPS为单相输出时，旁路宜采用380V二相二线制输入，也可采用220V单相输入；当UPS输出为三相时，其旁路应采用380V三相输入。
8.2.3 自耦调压器宜配置自动调压装置，电压调节范围应满足输入电压变化范围的要求。
8.2.4 选择隔离变压器短路阻抗时，应校验UPS配电系统上下级断路器(或熔断器)之间的选择性。
8.2.5 旁路静态开关宜采用电子和机械混合型转换开关，其切换时间不应大于5ms。
8.2.6 手动维修旁路开关应具有同步闭锁功能。

8.3 自带蓄电池

8.3.1 UPS蓄电池宜采用阀控式密封铅酸蓄电池或防酸式铅酸蓄电池。
8.3.2 蓄电池事故放电电流宜按UPS额定容量计算，与电力系统连接的火力发电厂，蓄电池的备用时间宜按0.5h计算；孤立发电厂，蓄电池的备用时间宜按1h计算。
8.3.3 蓄电池的个数应根据蓄电池单体电压和UPS直流输入电压允许范围确定。
8.3.4 蓄电池放电试验装置可由厂(站)直流系统统一设置。

8.4 断 路 器

8.4.1 断路器或熔断器选择应符合现行行业标准《火力发电厂厂用电设计技术规程》DL／T 5153的有关规定。
8.4.2 当UPS采用单相输出时，电源及馈线回路应采用二极断路器，当UPS为三相输出时，电源及三相负载回路应采用四极断路器，单相负载回路宜采用二极断路器。

8.5 电 缆

8.5.1 电缆的选择和敷设应符合现行国家标准《电力工程电缆设计规范》GB 50217的有关规定。
8.5.2 发电厂UPS配电回路宜选用铜芯耐火电缆。
8.5.3 电缆截面应按电缆长期允许载流量和回路允许电压降两个条件选择，且其热稳定电流应与断路器或熔断器配合。电缆截面选择应符合下列规定：
1 UPS主机或旁路至主配电柜的电缆截面，电流宜按UPS额定电流选择，电压降不宜超过系统标称电压的0.5％；
2 主配电柜至分配电柜的电缆截面，应根据回路最大负荷电流选择，电压降不宜超过系统标称电压的1％；
3 主配电柜及分配电柜馈线回路电缆，应根据回路最大负荷电流、并按用电设备允许电压降选择。
8.5.4 当UPS为单相输出时，馈线回路宜采用三芯电缆；当UPS为三相输出时，三相负载馈线回路宜采用五芯电缆，单相负载馈线回路宜采用三芯电缆。

9 主要技术指标
9.1 输入参数

9.1.1 交流输入电压允许范围：—15％～＋15％。
9.1.2 直流输入电压允许范围：—20％～＋15％。
9.1.3 输入频率允许范围：±5％。
9.1.4 输入电流谐波失真：不应大于5％。

9 主要技术指标
9.1 输入参数

9.1.1 交流输入电压允许范围：—15％～＋15％。
9.1.2 直流输入电压允许范围：—20％～＋15％。
9.1.3 输入频率允许范围：±5％。
9.1.4 输入电流谐波失真：不应大于5％。

9.2 输出参数

9.2.1 输出电压稳定性：稳态±2％，动态±5％。
9.2.2 输出频率稳定性：稳态±1％，动态±2％。
9.2.3 输出电压波形失真度：非线性负载不应大于5％。
9.2.4 输出额定功率因数：0.8(滞后)。
9.2.5 输出电流峰值系数：不宜小于3。
9.2.6 过负荷能力：不应低于125％／10min，150％／1min，200％／5s。

9.3 综合指标

9.3.1 旁路切换时间：不应大于5ms。
9.3.2 整机效率：不宜小于90％。
9.3.3 噪声：不宜大于65dB(A)。
9.3.4 防护等级：不宜低于IP20。
9.3.5 平均故障间隔时间(Mean Time Between Failure，MTBF)：不应小于25000h。

10 设备布置及环境要求
10.1 设备布置

10.1.1 交流不间断电源设备的布置应结合主厂房、控制室及电子设备间的布置予以确定，以节省电缆用量和便于运行维护，并避开潮湿和多灰尘的场所。
10.1.2 发电厂单元机组UPS的主机柜、旁路柜和主配电柜宜设置专用的UPS配电室或与直流屏共用配电室，辅助系统UPS可布置于相应电子设备间或控制室内。
10.1.3 变电站(换流站)的UPS屏柜宜与直流屏共用配电室，也可布置于临近的控制保护设备室。
10.1.4 独立配置的蓄电池组可组屏与UPS主机柜共同布置在配电室内，也可采用与机组直流系统蓄电池相同的安装方式布置于蓄电池室内，蓄电池布置应符合现行行业标准《电力工程直流电源系统设计技术规程》DL／T 5044的有关规定。
10.1.5 UPS分配电柜(箱)应布置在不间断负荷的中心附近。
10.1.6 按单元机组配置的不同机组的交流不间断电源设备宜布置在不同的配电室内。
10.1.7 UPS配电室的门应为向外开的防火门，并装有内侧不用钥匙可开启的锁。相邻配电室之间的门，应能双向开启。
10.1.8 UPS柜前应留有运行和检修通道。通道宽度应符合现行行业标准《电力工程直流电源系统设计技术规程》DL／T 5044的有关规定。

10 设备布置及环境要求
10.1 设备布置

10.1.1 交流不间断电源设备的布置应结合主厂房、控制室及电子设备间的布置予以确定，以节省电缆用量和便于运行维护，并避开潮湿和多灰尘的场所。
10.1.2 发电厂单元机组UPS的主机柜、旁路柜和主配电柜宜设置专用的UPS配电室或与直流屏共用配电室，辅助系统UPS可布置于相应电子设备间或控制室内。
10.1.3 变电站(换流站)的UPS屏柜宜与直流屏共用配电室，也可布置于临近的控制保护设备室。
10.1.4 独立配置的蓄电池组可组屏与UPS主机柜共同布置在配电室内，也可采用与机组直流系统蓄电池相同的安装方式布置于蓄电池室内，蓄电池布置应符合现行行业标准《电力工程直流电源系统设计技术规程》DL／T 5044的有关规定。
10.1.5 UPS分配电柜(箱)应布置在不间断负荷的中心附近。
10.1.6 按单元机组配置的不同机组的交流不间断电源设备宜布置在不同的配电室内。
10.1.7 UPS配电室的门应为向外开的防火门，并装有内侧不用钥匙可开启的锁。相邻配电室之间的门，应能双向开启。
10.1.8 UPS柜前应留有运行和检修通道。通道宽度应符合现行行业标准《电力工程直流电源系统设计技术规程》DL／T 5044的有关规定。

10.2 环境要求

10.2.1 交流不间断电源设备布置应避开有水、汽、导电尘埃或强电磁干扰的场所。
10.2.2 交流不间断电源配电室宜设置空气调节装置，温度变化率不宜大于10℃／h，相对湿度宜为30％～80％，任何情况下无凝露。当交流不间断电源设备与阀控铅酸蓄电池不同室布置时，室内温度宜为5℃～35℃。当交流不间断电源设备与阀控铅酸蓄电池同室布置时，室内温度宜为15℃～30℃。
10.2.3 交流不间断电源设备的采暖通风及空气调节要求应符合现行行业标准《火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程》DL／T 5035的有关规定。

附录A 常用不间断电源系统接线图

图A.1 1台UPS构成的不间断电源系统接线图

图A.2 并联UPS构成的不间断电源系统接线图

图A.3 双重化冗余UPS构成的不间断电源系统接线图

图A.4 串联冗余UPS构成的不间断电源系统接线图

附录B 常用UPS负荷

表B 常用UPS负荷

注：各负荷的功率因数应以设备制造厂提供的参数为准，当设备制造厂不能提供参数时可取表中数值。

附录C UPS容量计算
C.1 负荷计算

C.1.1 根据各负载的铭牌容量、功率因数和换算系数，可按本标准公式(C.1.1-1)计算负载的总有功功率；可按本标准公式(C.1.1-2)计算负载的总无功功率，当负载为容性时，其无功功率取负值；可按本标准公式(C.1.1-3)计算负载的总视在功率；并可按本标准公式(C.1.1-4)计算负荷综合功率因数。

式中：S_i——负载铭牌容量(kV·A)；
cosφ_i——单个负载功率因数；
K——换算系数，可按表C.1.2-1规定的数值选择；
P_c——计算负荷有功功率(kW)；
Q_c——计算负荷无功功率(kVar)；
S_c——计算负荷(kV·A)；
cosφ_av——负荷综合功率因数。
C.1.2 当UPS所连接负载类型一致或各负载功率因数相近时，也可按本标准公式(C.1.2-1)进行负荷计算。

表C.1.2-1 常用交流不间断负荷容量换算系数

附录C UPS容量计算
C.1 负荷计算

C.1.1 根据各负载的铭牌容量、功率因数和换算系数，可按本标准公式(C.1.1-1)计算负载的总有功功率；可按本标准公式(C.1.1-2)计算负载的总无功功率，当负载为容性时，其无功功率取负值；可按本标准公式(C.1.1-3)计算负载的总视在功率；并可按本标准公式(C.1.1-4)计算负荷综合功率因数。

式中：S_i——负载铭牌容量(kV·A)；
cosφ_i——单个负载功率因数；
K——换算系数，可按表C.1.2-1规定的数值选择；
P_c——计算负荷有功功率(kW)；
Q_c——计算负荷无功功率(kVar)；
S_c——计算负荷(kV·A)；
cosφ_av——负荷综合功率因数。
C.1.2 当UPS所连接负载类型一致或各负载功率因数相近时，也可按本标准公式(C.1.2-1)进行负荷计算。

表C.1.2-1 常用交流不间断负荷容量换算系数

C.2 UPS容量选择

根据计算负荷，可按本标准公式(C.2-1)计算UPS容量，根据计算容量，选择大于或等于该计算容量的UPS容量作为选择容量。

式中：S——UPS计算容量(kV·A)；
S_c——计算负荷(kV·A)；
K_k——可靠系数，取1.25；
K_f——功率校正系数，取0.8～1.0，根据负荷综合功率因数，由制造厂提供，当制造厂无数据时可按照表C.2-1规定的数值选择；
K_d——降容系数，由制造厂提供或可按照表C.2-2规定的数值选择。

表C.2-1 功率校正系数K_f

表C.2-2 降容系数K_d

附录D 硬接线及通信信息表

表D.1 模拟量测点信息表

表D.2 开关量测点信息表

本标准用词说明

1 为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：
1)表示很严格，非这样做不可的：
正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；
2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：
正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；
3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：
正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；
4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。

引用标准名录

《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GB／T 50063
《交流电气装置的接地设计规范》GB 50065
《电力工程电缆设计规范》GB 50217
《电能质量 公用电网谐波》GB／T 14549
《变电站通信网络和系统》DL／T 860系列标准
《电力用直流和交流一体化不间断电源设备》DL／T 1074
《火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程》DL／T 5035
《电力工程直流电源系统设计技术规程》DL／T 5044
《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》DL／T 5136
《火力发电厂厂用电设计技术规程》DL／T 5153

中华人民共和国电力行业标准
电力工程交流不间断电源系统设计技术规程

DL／T 5491-2014
条文说明
制定说明

《电力工程交流不间断电源系统设计技术规程》DL／T 5491-2014，经国家能源局2014年10月15日以第11号公告批准发布。
交流不间断电源(UPS)的选型及配置与电厂规模、负荷状况以及计算机控制系统方案等有着紧密的关系，随着发电厂、变电站自动化水平的提高，对UPS供电可靠性及合理性提出了更高的要求，在大容量电厂设计中出现了双重化冗余、双机并联和二运一备，变电站出现了电源阵列和交直流电源等多种冗余配置方式，供电方式有单相供电和三相供电，直流电源有外接直流和自带蓄电池，配电系统有单母线、二段单母线和单母线分段等，上述各系统在火力发电厂和变电站中已经积累一定的运行经验。编制组经过对电力工程设计中UPS的选型、配置、系统接线、容量计算及开关设备选择等的调查研究，在广泛征求了有关设计、运行和管理单位意见的基础上制定本标准。
工程设计中由于DCS及计算机监控装置制造厂一般不能提供交流不间断负荷的运行情况及准确负荷数据，交流不间断电源的负荷统计及计算方法是本标准的重点和难点，编制组在广泛收集已投运发电厂、变电站交流不间断电源的配置、运行及负荷情况的基础上，对交流不间断电源系统设计中的重点和难点问题进行了专题研究，共形成了5个专题报告，具体内容如下：
1.《火力发电厂交流不间断电源的选择和配置》；
2.《火力发电厂、变电站交流不间断电源负荷调查及分析报告》；
3.《1000MW机组UPS配置可靠性研究》；
4.《UPS接地可靠性及防雷保护研究》；
5.《变电站及换流站UPS现状调研及配置方案研究》。
关于核电厂常规部分UPS的设计要求，由于工程实际经验不多，各种堆型UPS配置方式差异较大，业内尚未对其进行深入研究，故本标准仅规定了主要原则，未明确具体设计要求，有待以后结合实际工程对该部分内容进行完善和细化。
为便于广大设计、施工、运行等单位的有关人员在使用本标准时能正确理解和执行条文规定，编制组按照章、节、条顺序编写了本标准的条文说明，对条文规定的目的、依据及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。

1 总 则

1.0.2 本标准主要适用于新建和改(扩)建火力发电厂、变电站以及直流换流站的控制保护用交流不间断电源系统设计，主要条款均按上述范围和要求编写。对于智能变电站，除硬接线信号内容有所不同外，其他内容可参照执行。对于发电厂应急照明等动力专用UPS，由于其配置及技术要求不同，不适用于本标准。
1.0.3 电源质量直接关系到计算机监控系统的安全运行，电源的短时中断(超过100ms)或扰动，都会造成计算机监控系统的死机或重启，故规定采用计算机进行监控的火力发电厂和变电站应设置UPS。
UPS除能在厂用电(或站用电)故障或中断时保证计算机监控系统的连续供电外，在正常运行时还具有电源的隔离、稳压和消除浪涌等功能，保证计算机监控系统电源模块的安全。
UPS的设置主要是为了保证要求切换时间小于100ms的计算机负载供电，对间断时间要求不高的大容量的非计算机负荷主要是指可采用普通切换方式供电如“备自投”或“快切”即能满足要求的负载，这类负载在电源短时中断恢复后能正常工作，可由工作厂用电源或保安电源供电，不由UPS供电主要是为了避免接入不必要的负载影响UPS系统供电可靠性。

3 系统配置
3.1 发电厂UPS配置

3.1.1 火力发电厂单元机组交流不间断电源的配置与机组控制方式和交流不间断负荷的要求有关。为保证计算机监控系统的独立性，UPS一般对应于监控系统设置。
本条文中的“单元制控制方式”是指计算机监控系统(主要考虑操作员工作站配置)按机组配置；“非单元制控制方式”是指2台及以上机组共用1套控制系统，类似以往的“主控制室控制方式”，但由于现在均不设置主控制室，故以控制系统配置方案确定控制方式。对于采用单元制控制方式的发电厂，UPS按机组配置，以保证控制系统的独立性。
1 对于200MW及以下机组，考虑其在系统中的重要性较低，为简化系统，建议配置1套UPS。
2 根据现行国家标准《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660-2011的规定，DCS供电电源应有2路，并互为备用，一路应采用UPS供电，另一路应采用UPS或厂用保安电源供电。目前各设计院对DCS供电方式不一，有的采用1路UPS和1路保安供电，有的采用2路UPS供电，所以对于300MW～600MW机组，应根据热工专业对UPS电源的要求配置UPS。
3 根据调查结果，机组配置单台UPS的电厂中，有不少发生过因UPS故障引起机组停机的事故，由于1000MW机组在系统中的地位重要，故规定1000MW的大容量机组UPS应设置2套，计算机监控系统的2路电源均采用UPS电源供电，以保证可靠性。
4 对于采用非单元制控制方式的发电厂，UPS的配置参考了现行行业标准《电力工程直流系统设计技术规程》DL／T 5044-2004蓄电池的设置标准，以总容量100MW为界，当装机总容量为100MW及以上时，对应于蓄电池组的设置，配置2套UPS。
本条文中UPS数量按“套”配置，其中每“套”UPS均包括主机、旁路及静态转换开关等。
本条文中没有考虑两台机设置专用备用UPS方案，主要是该方案仅提高了UPS可靠性，对整个系统供电可靠性提高作用不大，并存在单元性不强和接线复杂的缺点，且由于需采用静态开关进行切换，总体投资较高。另外该接线方式每单元机组仅能为计算机控制系统提供1路UPS电源，不适用于对UPS电源可靠性要求高的双电源供电负载。
3.1.2 主厂房公用控制系统主要指DCS公用部分、ECMS公用部分以及NCS操作员站等主厂房内不属于单元机组控制系统的公用控制系统。
3.1.3 目前国内压水堆核电站的主要技术包括二代压水堆M310、二代加压水堆CPR1000、改进型压水堆或三代压水堆EPR以及三代压水堆AP1000等，根据调查，除改进型压水堆或三代压水堆EPR核电厂常规部分独立设置UPS外，其他堆型的核电厂常规部分均没有独立设置UPS，其不间断电源由核岛引接，故核电厂常规部分UPS的设置可结合工程具体情况与核岛共用或独立设置。核电厂外围设施(Balance of Plant，BOP)部分主要包括升压站、辅助变电站、化水车间、保安楼、培训中心、应急指挥中心和厂区实验室等，由于该部分相对分散且功能独立，故可按功能及独立的地理位置分别设置，其配置要求与火力发电厂辅助车间相同。
3.1.4 网络继电器室控制系统由于大部分设备均采用直流供电，不间断负荷较小，且主要为打印机等不重要的单电源负载(重要负载一般都采用交、直流电源切换供电)，采用直流和交流一体化不间断电源设备供电可节省投资及减少占地。
3.1.5 远离主厂房的辅助车间和相对独立的系统主要指地理位置距离主厂房较远的循环水泵房、补给水泵房、输煤以及除灰等辅助车间和脱硫脱硝系统，由于负荷小且供电距离较远，如采用主厂房集中供电电缆投资较大且影响机组UPS的可靠性，故推荐独立设置。
3.1.6 发电厂生产辅助系统如MIS等的UPS独立设置，主要是为了使管理与生产独立，保证生产系统UPS供电可靠性。

3 系统配置
3.1 发电厂UPS配置

3.1.1 火力发电厂单元机组交流不间断电源的配置与机组控制方式和交流不间断负荷的要求有关。为保证计算机监控系统的独立性，UPS一般对应于监控系统设置。
本条文中的“单元制控制方式”是指计算机监控系统(主要考虑操作员工作站配置)按机组配置；“非单元制控制方式”是指2台及以上机组共用1套控制系统，类似以往的“主控制室控制方式”，但由于现在均不设置主控制室，故以控制系统配置方案确定控制方式。对于采用单元制控制方式的发电厂，UPS按机组配置，以保证控制系统的独立性。
1 对于200MW及以下机组，考虑其在系统中的重要性较低，为简化系统，建议配置1套UPS。
2 根据现行国家标准《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660-2011的规定，DCS供电电源应有2路，并互为备用，一路应采用UPS供电，另一路应采用UPS或厂用保安电源供电。目前各设计院对DCS供电方式不一，有的采用1路UPS和1路保安供电，有的采用2路UPS供电，所以对于300MW～600MW机组，应根据热工专业对UPS电源的要求配置UPS。
3 根据调查结果，机组配置单台UPS的电厂中，有不少发生过因UPS故障引起机组停机的事故，由于1000MW机组在系统中的地位重要，故规定1000MW的大容量机组UPS应设置2套，计算机监控系统的2路电源均采用UPS电源供电，以保证可靠性。
4 对于采用非单元制控制方式的发电厂，UPS的配置参考了现行行业标准《电力工程直流系统设计技术规程》DL／T 5044-2004蓄电池的设置标准，以总容量100MW为界，当装机总容量为100MW及以上时，对应于蓄电池组的设置，配置2套UPS。
本条文中UPS数量按“套”配置，其中每“套”UPS均包括主机、旁路及静态转换开关等。
本条文中没有考虑两台机设置专用备用UPS方案，主要是该方案仅提高了UPS可靠性，对整个系统供电可靠性提高作用不大，并存在单元性不强和接线复杂的缺点，且由于需采用静态开关进行切换，总体投资较高。另外该接线方式每单元机组仅能为计算机控制系统提供1路UPS电源，不适用于对UPS电源可靠性要求高的双电源供电负载。
3.1.2 主厂房公用控制系统主要指DCS公用部分、ECMS公用部分以及NCS操作员站等主厂房内不属于单元机组控制系统的公用控制系统。
3.1.3 目前国内压水堆核电站的主要技术包括二代压水堆M310、二代加压水堆CPR1000、改进型压水堆或三代压水堆EPR以及三代压水堆AP1000等，根据调查，除改进型压水堆或三代压水堆EPR核电厂常规部分独立设置UPS外，其他堆型的核电厂常规部分均没有独立设置UPS，其不间断电源由核岛引接，故核电厂常规部分UPS的设置可结合工程具体情况与核岛共用或独立设置。核电厂外围设施(Balance of Plant，BOP)部分主要包括升压站、辅助变电站、化水车间、保安楼、培训中心、应急指挥中心和厂区实验室等，由于该部分相对分散且功能独立，故可按功能及独立的地理位置分别设置，其配置要求与火力发电厂辅助车间相同。
3.1.4 网络继电器室控制系统由于大部分设备均采用直流供电，不间断负荷较小，且主要为打印机等不重要的单电源负载(重要负载一般都采用交、直流电源切换供电)，采用直流和交流一体化不间断电源设备供电可节省投资及减少占地。
3.1.5 远离主厂房的辅助车间和相对独立的系统主要指地理位置距离主厂房较远的循环水泵房、补给水泵房、输煤以及除灰等辅助车间和脱硫脱硝系统，由于负荷小且供电距离较远，如采用主厂房集中供电电缆投资较大且影响机组UPS的可靠性，故推荐独立设置。
3.1.6 发电厂生产辅助系统如MIS等的UPS独立设置，主要是为了使管理与生产独立，保证生产系统UPS供电可靠性。

3.2 变电站、换流站UPS配置

3.2.1 在已建成或在建的变电站、换流站实际工程中，需要交流不间断电源供电的负荷主要有以下几部分：
(1)操作员工作站、工程师工作站等工作站、监控系统主机或网服务器、组网设备、远动设备、调度数据网设备及安全防护设备等；
(2)控制保护组网设备、故障录波设备、电能计费设备及在线监测系统设备等。
其中第(1)项负荷都集中在主控楼内，第(2)项负荷分布在变电站、换流站内的各个继电器小室(换流站还包括辅控楼)内。当变电站、换流站的交流不间断电源负荷仅含第(1)项或含少量第(2)项设备时，可以按全部负载集中设置2套；当变电站、换流站的交流不间断电源负荷包含较多第(2)项设备或各区域之间供电距离较远时，可以按不同区域分散设置。
采用集中设置方式时，在有负荷需求的继电保护小室(换流站还包括辅控楼)内一般考虑配置分馈电箱；采用按区域分散设置方式时，在有负荷需求的继电保护小室(换流站还包括辅控楼)内大多考虑配置逆变电源系统。该系统由逆变器、静态开关和旁路回路构成，正常工作时由区域内直流电源经逆变器和静态开关向负荷供电，直流电源消失或逆变器故障时，由静态开关切换至旁路交流电源向负荷供电。
1 750kV及以下电压等级变电站需要交流不间断电源供电的负荷主要为第(1)项，也含少量第(2)项，因此系统采用全站集中设置方式。
2 直流换流站需要交流不间断电源供电的负荷包含第(1)项和第(2)项，在统筹考虑二次设备布置和第(2)项负荷中控制保护组网设备、在线监测系统设备的配置情况，系统宜采用按区域分散设置方式，在设备布置紧凑和第(2)项负荷较少时也可采用全站集中设置方式。
3 1000kV变电站需要交流不间断电源供电的负荷包含第(1)项和较多第(2)项，且第(2)项设备所属的供电区域之间及与主控楼之间的距离均较远，因此系统采用按区域分散设置方式。
3.2.2 110kV及以下电压等级变电站二次设备配置简单，根据负荷要求推荐采用单机设置，也可采用DC／AC变换装置。220kV及以上电压等级变电站和换流站，计算机监控系统主机、控制保护设备网络一般均为双重化配置，且供电可靠性要求高，因此其交流不间断电源系统宜采用双重化冗余方式。在已建成或在建的变电站、换流站实际工程中，2套UPS配置方式一般有串联冗余、并联冗余和双重化冗余三种接线方式，接线详见附录A。

4 系统接线
4.1 UPS接线

4.1.1 UPS交流输入电源一般均要求一路主电源和一路旁路电源，但对于小容量UPS主电源与旁路电源一般共用一路电源。
4.1.2 发电厂主厂房UPS的主电源和旁路电源要求从不同电源母线引接可保证供电可靠性，主电源由保安电源引接一是可以在机组事故停电期间保证UPS有连续电源供给；二是当保安电源不稳定时通过主电源经整流——逆变后能保证供电质量；三是对于单相输出的UPS，由于主电源为三相输入而旁路为单相输入，主电源采用保安电源有利于柴油发电机三相负荷平衡。
辅助车间UPS由于容量较小，对可靠性要求不高；有时从不同母线引接2回电源有困难，故对电源引接未作规定。
4.1.3 UPS直流电源由机组直流系统引接可节省投资及减少运行维护工作量，但有个别电厂发生过事故停电时由于油泵启动引起直流系统电压低造成UPS失电的事故，也有采用设置专用蓄电池组的方案。从节省投资、减少运行维护工作量、保证系统运行可靠性的角度出发，本标准推荐UPS直流电源由机组或变电站直流系统引接。
当直流电源由机组直流系统引接时，UPS输入／输出回路装设隔离变压器是因为UPS输入及输出端均为接地系统，隔离变压器的作用除电源隔离外，可避免机组直流系统接地误报警。直流回路装设逆止二极管的作用是防止UPS整流器给机组蓄电池充电。
4.1.5 旁路隔离变压器的作用一是隔离UPS电源与厂用电源；二是限制短路电流，保证UPS配电系统断路器的选择性。
4.1.6 双重化冗余配置的2套UPS由于相互独立，故需分别设置旁路。
本条文中“2台并联或并联冗余的UPS”是指2台并联运行的UPS主机。当正常运行实际负荷容量较小时，为提高UPS运行可靠性，可采用2台50％容量UPS并联运行。由于仅设置1段母线，2台UPS主机可共用1套旁路装置，旁路容量应能带所有负载，故容量为2台UPS容量之和(即100％容量)。

4 系统接线
4.1 UPS接线

4.1.1 UPS交流输入电源一般均要求一路主电源和一路旁路电源，但对于小容量UPS主电源与旁路电源一般共用一路电源。
4.1.2 发电厂主厂房UPS的主电源和旁路电源要求从不同电源母线引接可保证供电可靠性，主电源由保安电源引接一是可以在机组事故停电期间保证UPS有连续电源供给；二是当保安电源不稳定时通过主电源经整流——逆变后能保证供电质量；三是对于单相输出的UPS，由于主电源为三相输入而旁路为单相输入，主电源采用保安电源有利于柴油发电机三相负荷平衡。
辅助车间UPS由于容量较小，对可靠性要求不高；有时从不同母线引接2回电源有困难，故对电源引接未作规定。
4.1.3 UPS直流电源由机组直流系统引接可节省投资及减少运行维护工作量，但有个别电厂发生过事故停电时由于油泵启动引起直流系统电压低造成UPS失电的事故，也有采用设置专用蓄电池组的方案。从节省投资、减少运行维护工作量、保证系统运行可靠性的角度出发，本标准推荐UPS直流电源由机组或变电站直流系统引接。
当直流电源由机组直流系统引接时，UPS输入／输出回路装设隔离变压器是因为UPS输入及输出端均为接地系统，隔离变压器的作用除电源隔离外，可避免机组直流系统接地误报警。直流回路装设逆止二极管的作用是防止UPS整流器给机组蓄电池充电。
4.1.5 旁路隔离变压器的作用一是隔离UPS电源与厂用电源；二是限制短路电流，保证UPS配电系统断路器的选择性。
4.1.6 双重化冗余配置的2套UPS由于相互独立，故需分别设置旁路。
本条文中“2台并联或并联冗余的UPS”是指2台并联运行的UPS主机。当正常运行实际负荷容量较小时，为提高UPS运行可靠性，可采用2台50％容量UPS并联运行。由于仅设置1段母线，2台UPS主机可共用1套旁路装置，旁路容量应能带所有负载，故容量为2台UPS容量之和(即100％容量)。

4.2 母线接线

4.2.1 单母线为每台机组(或系统)仅设置1段交流不间断电源母线。配置1套UPS采用单母线接线方式时，系统接线可参见附录A图A.1；当采用2台并联运行UPS时，系统接线参见附录A图A.2。
2 段单母线是指每台机组(或系统)设置的2段交流不间断电源母线，2段母线之间一般不设置联络(分段)开关，当设置有分段开关时，正常运行时分段开关应断开。双重化冗余配置2套UPS分别接在2段母线上，系统接线见附录A图A.3。当装设分段开关时，分段开关可以采用断路器或负荷开关，当其中1台UPS需要退出检修时，一般由旁路供电，也可以通过闭锁控制，在2套UPS同步条件下闭合分段开关实现不断电切换到另一台UPS供电。由于2套UPS各自配置了独立的旁路，每段UPS母线均能从其连接的UPS或旁路获得可靠的电源，分段开关作用不大，故可根据运行管理水平结合工程具体情况考虑是否有必要装设分段开关。
接线图中直流电源按与机组共用蓄电池表示。当UPS自带蓄电池时，UPS主机的输入和输出隔离变压器可简化，仅在输入或输出端装设1台隔离变压器即可。
4.2.2 变电站计算机监控系统配置相对简单，主机为单套或双套配置，需要成对供电的UPS负荷相对较少，因此推荐采用单母线接线，当配置2套UPS时，可采用并联或串联冗余，系统接线参见附录A图A.2或图A.4。换流站计算机监控系统主机、控制保护设备网络一般均为双重化配置，相应UPS负荷亦为成对负荷，因此推荐采用单母线分段接线，以提高供电可靠性，系统接线参见附录A图A.3。
4.2.3 隔离电气可采用断路器或负荷开关，作为配电柜检修和试验之用。

4.3 配电网络设计

4.3.1 辐射供电方式网络接线简单、可靠，故障时影响范围小并能快速切除故障回路。
4.3.2 发电厂设置分配电柜(箱)是为了节约电缆，分配电柜一般设置在负荷中心处。
4.3.3 对采用UPS集中设置方式的变电站、换流站，可按区域在UPS负荷就地如继电器小室设置分配电柜或分配电箱，以节省电缆。

5 负荷统计与计算
5.1 负荷分类

5.1.1 按计算机负荷和非计算机负荷分类是考虑各类负荷对停电时间要求不同，便于设计中选择合适的电源切换及供电方式。计算机负荷对供电连续性要求高，电源短时(0.1s)中断就会造成系统紊乱或停止运行，必须由UPS供电。非计算机负载对电源供电连续性要求较计算机负荷低，电源短时中断(如厂用电切换)一般不影响其正常工作，这类负载不一定要求由UPS供电，但考虑其供电可靠性要求，少量小容量负载可由UPS供电。另外根据负荷的阻抗特性，负荷可分为线性负荷和非线性负荷，由于UPS负荷大部分为计算机负荷，计算机负荷均属于非线性负荷(整流负荷)，其特点是起动电流大和功率因数低，选择UPS容量时应考虑其负荷特点，通过合理选择UPS峰值系数解决起动电流冲击的问题。

5 负荷统计与计算
5.1 负荷分类

5.1.1 按计算机负荷和非计算机负荷分类是考虑各类负荷对停电时间要求不同，便于设计中选择合适的电源切换及供电方式。计算机负荷对供电连续性要求高，电源短时(0.1s)中断就会造成系统紊乱或停止运行，必须由UPS供电。非计算机负载对电源供电连续性要求较计算机负荷低，电源短时中断(如厂用电切换)一般不影响其正常工作，这类负载不一定要求由UPS供电，但考虑其供电可靠性要求，少量小容量负载可由UPS供电。另外根据负荷的阻抗特性，负荷可分为线性负荷和非线性负荷，由于UPS负荷大部分为计算机负荷，计算机负荷均属于非线性负荷(整流负荷)，其特点是起动电流大和功率因数低，选择UPS容量时应考虑其负荷特点，通过合理选择UPS峰值系数解决起动电流冲击的问题。

5.2 负荷统计

5.2.1 本条负荷统计参照了现行行业标准《火力发电厂厂用电设计技术规程》DL／T 5153中厂用电负荷统计的有关规定。
5.2.2 三相UPS虽然可以带不平衡负载，但每相所带的负载仅为其总容量的三分之一，故负载应按每相分别统计，以便按最大相计算UPS容量。
5.2.3 交流不间断负荷的换算系数主要考虑了负载电源装置的余量系数和同时系数。对于DCS等计算机负载，根据调查，DCS控制器电源选择时一般留有40％余量，且DCS厂家提供的负荷容量是将所有DCS系统电源装置铭牌容量累加，没有考虑电源的余量系数，也未考虑一些设备(如I／O装置)的同时率。综合考虑上述因数，DCS、DEH、ETS等计算机控制系统的换算系数取0.5，如DCS负荷统计时已考虑电源装置余量和同时率，则不适用此系数，其容量换算系数需根据具体情况进行调整。
用于保护联锁回路的热工电磁阀一般分为失电动作和通电动作两种形式。失电动作的电磁阀当机组正常运行时常带电保持，保护动作时电磁阀失电动作。带电保持功率小于电磁阀的额定功率。通电动作的电磁阀当机组正常运行时不带电，保护动作时通电动作。根据调查，失电动作电磁阀与通电动作的比例约为6：4。因此，综合考虑上述因数和同时率，热工电磁阀的换算系数取0.6。工程师工作站及网络打印机类负荷，由于其使用频率较低，考虑其同时率，换算系数取0.5。其他类型负荷主要考虑一般电源均有20％余量，换算系数取0.7～0.8。

5.3 容量选择

5.3.2 UPS额定容量是在负载功率因数0.8(滞后)条件下确定的，也就是说根据此条件确定逆变器有功功率，逆变器有功功率一旦确定，其电流也就确定，所以在不同的负荷功率因数下，UPS所能提供的容量是不同的，具体数值与其电路结构有关。由于各个品牌UPS内部电气原理设计、元器件参数等各不相同，各品牌UPS的输出特性与负载的功率因数之间对应关系也不相同。大多数2001年以后设计的UPS定型的产品，当时为满足IEC 61000-3-2AMD1-2001标准(现有效版本为IEC 61000-3-2 AMD1-2008)对谐波电流限值的要求，一般都采用了有源滤波，其输出端一般都能够承受较高的负载功率因数，图1示意了这部分UPS的负载特性。这些UPS的特点是：在负载功率因数为0.8滞后到0.9超前时，输出有功功率kW数基本上保持不变，而视在功率kV·A是随负载功率因数的不同而变化，因此，在确定UPS设计容量选择时还应考虑已选定品牌的UPS输出特性。在制造厂不能提供数据时，可参照附录C表C.2-1进行计算，表中负载功率因数为感性0.8～1.0时的数据采用图1换算得出，其他情况下负载功率因数的数据综合了未采用有源滤波方式UPS制造厂提供的数据，故采用表中数据计算所得容量可能偏大。

图1 负载功率因数对UPS输出特性影响曲线

5.3.3 当安装地点海拔高度大于1000m时，由于空气密度降低，对于采用空气冷却的UPS其散热条件变差，故需进行容量校正。当制造厂不能提供数据时，表C.2-2降容系数参照了现行国家标准《不间断电源设备(UPS)第3部分：确定性能的方法和试验要求》GB／T 7260.3-2003第4.1.1条有关参数，根据该标准，海拔高度每升高500m，装置大约降容5％。
5.3.5 三相输出UPS由于每相负荷不能超过其总容量的三分之一，故应按最大相选择容量。
5.3.6 UPS容量选择时，对于长期连续运行的UPS，为保证运行可靠性，UPS负荷率一般要求控制在70％左右，再考虑实际负荷可能增加的变化因素，故可靠系数取1.25。

6 保护和监控

6.1 测 量

6.1.2 UPS主机一般采用数字式综合显示装置，本条文规定的是基本要求，实际显示或测量参数较多。

6.2 保 护

6.2.3 主配电柜保护电器可采用塑壳断路器或熔断器，当采用塑壳断路器时，应注意校核上下级断路器之间的选择性，当采用断路器级差配合困难时，可考虑采用熔断器。

6.3 信 号

6.3.3 综合故障信号为UPS所有故障的报警总信号，为防止通信故障，故规定该信号采用硬接线，工程设计时，“蓄电池放电”、“旁路运行”等重要信号也可采用硬接线。对于智能变电站，除了“UPS综合故障报警”信号应采用硬接线外，其余模拟量和开关量信号宜采用通信方式传输。

6.4 通 信

6.4.1 机组UPS主机均具有通信接口，可与电气监控管理系统(ECMS)或DCS通信。
6.4.2 目前UPS与变电站计算机监控系统的通信协议大多为UPS厂商内部协议，有很多自定义内容，必须通过规约转换才能实现与监控系统的信息交换，并可能出现信息中断、出错或信息不全等问题。随着现行行业标准《变电站通信网络和系统》DL／T 860系列标准在变电站自动化系统中的广泛应用，有必要规范UPS装置的通信接口方式及规约要求，以满足应用开放互操作性要求。对于布置在辅控楼或继电器小室的UPS装置，当其通信接口需引接至主控楼计算机监控系统时，信号传输介质应采用光缆，以防止高压配电装置区域的强电磁干扰。
6.4.3 本条规定了通信的模拟量和开关量内容。其中通信信息量仅考虑了UPS主机有关信息，主要是因为UPS主机能提供有关信息，对于配电柜及旁路变压器等，一般不受UPS主机监控系统的监控，故未列出。

7 接 地

7.0.1 UPS系统的接地方式一般根据计算机监控系统的要求确定，当计算机监控系统要求电源接地时，采用TN-S系统主要是为了消除因零线电流造成接地电位升高对计算机负载的影响，保证计算机系统安全稳定运行。
当计算机监控系统要求电源不接地时，UPS配电系统则应采用IT系统，其优点是发生单相接地时，保护不跳闸，能连续对负载供电，但应注意IT系统的过电压对敏感电子设备的影响。
7.0.2 交流不间断电源系统的接地按功能分为工作接地和保护接地。工作接地是UPS三相输出的中性点或单相输出的零线(N)在UPS输出端的接地；保护接地是为了防止因绝缘损坏而遭受触电的危险，设备的金属外壳或构架的接地。
7.0.3 当UPS配电系统采用IT系统时，如系统发生一点接地或绝缘损坏时，系统可以连续供电，为及时消除故障，避免发生第二点接地造成供电中断，故需装设绝缘监察装置以发现接地或绝缘损坏故障。

8 设备参数选择
8.1 UPS主机

8.1.1 在线式UPS包括双变换式和互动式。考虑600MW及以上机组在系统中的重要性，为保证供电质量，大容量机组建议采用双变换式UPS。
8.1.2 由于计算机负载均为单相负载，故推荐采用单相输出可简化系统接线。当存在三相负载或UPS容量较大时，也可采用三相输出方式，通过配电柜或DCS电源柜将负荷分配到三相上。
8.1.3 设置逆止二极管的作用是为了防止UPS充电器向机组直流系统的蓄电池充电。要求UPS内部浮空是为了避免造成机组直流系统接地。
8.1.4 当采用UPS自带蓄电池时，蓄电池组的标称电压可比机组直流系统高，其范围一般在(315V～500V)，采用较高直流电压可节省逆变器投资，但UPS应具有对蓄电池监视、管理等功能。
8.1.5 UPS主电源采用三相输入有利于三相负荷平衡，对于小型UPS(容量为3kV·A～10kV·A)，由于采用三相输入时设备造价高，故可供选择单相输入。UPS输入端装设的断路器或熔断器，由于其直接与厂用电系统连接，且电厂厂用电系统电流较大，故需核实其动、热稳定能否满足要求。
8.1.6 双变换UPS输入端为整流设备，其工作时会对电网产生谐波干扰，故规定其交流输入侧谐波指标应符合标准要求。

8 设备参数选择
8.1 UPS主机

8.1.1 在线式UPS包括双变换式和互动式。考虑600MW及以上机组在系统中的重要性，为保证供电质量，大容量机组建议采用双变换式UPS。
8.1.2 由于计算机负载均为单相负载，故推荐采用单相输出可简化系统接线。当存在三相负载或UPS容量较大时，也可采用三相输出方式，通过配电柜或DCS电源柜将负荷分配到三相上。
8.1.3 设置逆止二极管的作用是为了防止UPS充电器向机组直流系统的蓄电池充电。要求UPS内部浮空是为了避免造成机组直流系统接地。
8.1.4 当采用UPS自带蓄电池时，蓄电池组的标称电压可比机组直流系统高，其范围一般在(315V～500V)，采用较高直流电压可节省逆变器投资，但UPS应具有对蓄电池监视、管理等功能。
8.1.5 UPS主电源采用三相输入有利于三相负荷平衡，对于小型UPS(容量为3kV·A～10kV·A)，由于采用三相输入时设备造价高，故可供选择单相输入。UPS输入端装设的断路器或熔断器，由于其直接与厂用电系统连接，且电厂厂用电系统电流较大，故需核实其动、热稳定能否满足要求。
8.1.6 双变换UPS输入端为整流设备，其工作时会对电网产生谐波干扰，故规定其交流输入侧谐波指标应符合标准要求。

8.2 UPS旁路

8.2.1 旁路隔离变压器及自耦调压器采用干式自然风冷结构有利于设备布置及满足防火要求。
8.2.2 当UPS为单相输出时，旁路采用380V二相二线制输入即采用厂用电的线电压输入，旁路隔离变压器原边额定电压为380V，副边额定电压为220V，可减少不平衡负荷对厂用电影响。但对于一路由UPS供电、一路由保安电源供电的负载，应注意核对二路电源的相位，当要求二路电源相位一致时，旁路需采用220V单相输入，也可以设置一段保安电源母线，使UPS输出电源与保安电源(旁路输出)相位一致，设置保安电源母线接线参见图2，本接线方式适用于仅设置1台UPS的机组，UPS的旁路电源需从保安母线引接。

图2 单台UPS带保安母线接线图

8.2.3 UPS旁路的调压方式一般采用自耦调压器，自耦调压器的调压范围可根据厂用电系统电压变化范围选择，一般采用±15％调节范围，特殊情况也可采用±20％调节范围。
8.2.4 UPS主机最大输出电流一般为额定电流3倍左右，当交流不间断电源配电系统短路时，主机不能提供短路电流，UPS会自动切换到旁路供电来提供足够的短路电流从而快速切除故障回路，也就是说UPS配电系统的短路电流实际上是由旁路提供的。由于配电系统保护设备一般选用塑壳断路器或微型断路器，特别是微型断路器，短路电流太大时不能保证选择性，故需合理选择隔离变压器阻抗，限制短路时的短路电流，保证配电系统断路器的选择性。
8.2.5 为保证切换时间不大于5ms，旁路转换开关一般需采用电子开关才能满足切换时间的要求，电子开关具有切换迅速的优点，但它不提供隔离功能且不适应长期工作，故推荐采用电子和机械混合型转换开关，在切换时采用电子开关首先接通，机械开关在电子开关合闸之后接通，电子开关只是短时承受负载(或短路)电流。混合开关具有电子式和机械式开关两者的优点。
8.2.6 手动维修旁路同步闭锁是为了保证无扰动切换，在手动检修旁路投入时，先强制调节UPS主机输出的电压、频率和相位与旁路输出相同，在主机输出与旁路的电压、频率和相位相同的条件下闭合检修旁路开关，退出UPS，实现不间断切换。

8.3 自带蓄电池

8.3.1 当采用阀控式密封铅酸蓄电池时，可根据容量及寿命的要求，经技术经济比较，选用标称电压2V、6V或12V的产品。选择蓄电池时应根据工程情况，建议寿命不小于5年。
8.3.2 与电力系统连接的发电厂，交流厂用电事故停电时间按有关规范应为1h，孤立发电厂交流厂用电事故停电时间按有关规范应为2h，与之对应的UPS的备用时间也应按1h或2h计算。本标准规定UPS的备用时间按UPS额定容量计算不小于0.5h和1h，主要考虑了以下几个因素：一是按UPS产品标准，UPS的备用时间是按其额定容量计算的；二是发电厂UPS的容量与实际负荷比有较大裕度，当备用时间按UPS额定容量选择时，由于事故放电功率较UPS额定功率小得多，所以实际备用时间较长；三是UPS在厂用电故障时实际负荷较难统计，按实际负荷计算备用时间困难；四是单机容量200MW及以上的机组都设有保安电源，当保安电源投入后能为UPS提供电源，保证UPS能持续供电。为便于计算，故规定UPS的备用时间不小于0.5h和1h。
8.3.3 对于UPS自带的蓄电池组，由于其直流电压允许范围一般与厂(站)直流电压变化范围不同，故规定蓄电池的个数应根据电池单体电压和UPS输入直流电压允许范围计算。

8.4 断 路 器

8.4.2 当UPS配电系统采用TN-S系统时，要求三相电源回路采用四极断路器，单相电源回路采用二极断路器，避免中性线电流对地电位的影响，保证对计算机等电子信息系统设备的供电质量。

8.5 电 缆

8.5.2 由于UPS系统在控制、保护中的重要性，推荐采用耐火电缆。
8.5.3 电缆截面选择按现行行业标准《导体和电器选择设计技术规定》DL／T 5222-2005，主要应满足三个条件：长期允许载流量、允许电缆压降及热稳定电流。一般UPS主机、旁路与主配电柜布置在一起，距离较近，故规定压降按0.5％计算。对于馈线回路，当考虑断路器选择性需要，开关电流有可能远大于额定电流，此时应注意核算电缆的热稳定电流。
8.5.4 采用三芯或五芯电缆，主要是满足TN-S系统要求，保证接地可靠性，提高计算机监控系统运行稳定性。当UPS采用三相输出时，由于负载电流中三次谐波电流在中性线的叠加效应，选择五芯电缆时中性线的截面不应小于相线截面。

10 设备布置及环境要求

10.1 设备布置

10.1.4 对于UPS专用的蓄电池组，如采用6V或12V单体时，一般采用组柜方式安装，可采用与UPS主机同室布置；如采用2V单体，由于蓄电池组体积较大，不适宜组柜安装，推荐采用与机组蓄电池相同的安装方式，与机组蓄电池共用蓄电池室布置。
10.1.6 不同机组的UPS不推荐同室布置，当布置位置紧张需同室布置时，为减小影响范围，需设置防火分隔，工程中应向建筑专业提出要求。

10.2 环境要求

10.2.2 考虑阀控密封铅酸蓄电池对环境温度要求，当交流不间断电源配电室内布置有蓄电池时，室内环境温度按15℃～30℃控制，以满足蓄电池的使用要求，当没有蓄电池时，室内环境温度可按5℃～35℃控制。