STS輸入配電系統(tǒng)解決方案

　當出現(xiàn)在LTM開關(guān)的負載端的嚴重過流/短路故障在“未排除”前、為防止因它執(zhí)行“誤切換”操作而將上述故障的影響面擴散到另一套處于“備份供電”工作狀態(tài)的UPS并機供電系統(tǒng)的不幸事故發(fā)生。在LTM開關(guān)的運行中、當在其輸出端因故出現(xiàn)嚴重的“輸出過載”/“輸出短路”故障時，負責向這路”出現(xiàn)短路故障”的負載供電任務(wù)的LTM開關(guān)將被置于”禁止”作┖吻Q操作的鎖定狀態(tài)之中,以便將短路故障的影響面縮小到最小的范圍之內(nèi)。

　如圖5c所示，在UPS雙總線輸出供電系統(tǒng)的運行中，當因故在LTM2開關(guān)的后接負載中、產(chǎn)生“輸出短路”/嚴重過載/“過高”峰值電流的“浪涌”等故障之一時，由上述故障所誘發(fā)出的故障現(xiàn)象是：輸入電源1因“輸出電流”急劇增大而致使其“輸出電壓值”下降到極低值。在此條件下，位于同一“優(yōu)先供電電源”供電通道上的其它的負載自動換開關(guān)是否允許執(zhí)行切換操作、將取決它的輸出電流是否發(fā)生過“異常增大”的現(xiàn)象。如圖5c所示， LTM1開關(guān)通過檢測自已的輸出電流大小發(fā)現(xiàn)、并鑒定出”短路”故障不是發(fā)生在它的輸出端上，這是因為它所檢測到的輸出電流I1很小的緣故。此時，處于輸出電流“無異常增大”工作狀態(tài)下的LTM1開關(guān)將通過執(zhí)行自動切換操作而從“備用電源”2源源不斷地獲得電源供應(yīng)。與此相反，LTM2開關(guān)由于檢測到其輸出電流I2出現(xiàn)急劇增大現(xiàn)象而判斷出：短路故障是發(fā)生在它的輸出電路中。此時，處于輸出電流“異常增大”工作狀態(tài)下的LTM2將被鎖定在”禁止切換”工作模式下。這樣一來，就能實現(xiàn)負載自動切換開關(guān)對“故障的隔離”調(diào)控功能， 從而將這種“短路故障”的影響面局限在LTM2開關(guān)的后接負載側(cè)的有限的范圍之內(nèi)。在此條件下，LTM2開關(guān)將根據(jù)故障電流I2的大小和di/dt增長速率的不同而分別執(zhí)行如下操作：

　當負載故障為短路/嚴重過載時，它會利用由電源1所提供的能量將位于LTM2開關(guān)后面的斷路器開關(guān)置于”脫扣跳閘”狀態(tài)或燒毀保險絲的辦法來排除故障(如圖5d所示，此時的I2=0)。顯然，一旦出現(xiàn)這種局面，在查出、并排除相應(yīng)的故障之后，再經(jīng)過適當?shù)摹睍r間延時”之后、LTM2開關(guān)就能夠重新恢復到它的正常工作狀態(tài)。

　當負載側(cè)的故障為峰值很高的“浪涌電流”時，一旦瞬態(tài)浪涌消失后、并經(jīng)適當?shù)难訒r后，LTM1開關(guān)就能通過自動地執(zhí)行返回式切換操作而恢復到正常工作狀態(tài)(見圖5a)。

5.4 “禁止自動返回”工作模式：

　為防止因輸入電源供電質(zhì)量不高而造成的LTM開關(guān)頻繁地執(zhí)行切換操作，并進而導致?lián)p壞它的SCR型“靜態(tài)開關(guān)”的事故發(fā)生(注：在執(zhí)行切換操作的期間，無法保證雙路輸入電源的電壓、頻率和相位都是相同的)。在LTM開關(guān)的運行中，如果在5分鐘的時間內(nèi)、執(zhí)行切換操作的次數(shù)超過5次以上時，它就會進入“禁止自動返回”工作模式。

在此條件下，LTM開關(guān)將一直處在由“備用電源”向負載供電的狀態(tài)。除非同時滿足如下兩個條件：“優(yōu)先供電電源”能恢復到穩(wěn)定的正常工作狀態(tài); 操作人員執(zhí)行Reset操作。

5.5 “緊急切換”工作模式：

　為確保對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供電的連續(xù)性、防止因人為“誤操作”或設(shè)備“誤動作”而導致在負載自動切換開關(guān)(LTM)的后接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置中、出現(xiàn)的供電中斷的故障隱患。當LTM開關(guān)在其輸出端檢測到它的輸出電源”消失”時、它將會在5ms的時間間隔內(nèi)，無條件地自動執(zhí)行切換操作，從而將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備于同另一路正常工作的”備用電源”相接通的工作狀態(tài)之下。執(zhí)行這種緊急切Q操作的唯一限制條件是：不應(yīng)該在LTM開關(guān)的輸出端上、存在“短路”故障。

5.6 “維修旁路供電”工作模式：

　眾所周知：在UPS雙總線輸出供電系統(tǒng)中、配置負載自動切換開關(guān)的主要目的是：確保向網(wǎng)絡(luò)設(shè)置提供100%高可利用率的UPS電源。為此，在這種LTM開關(guān)中配置有如圖2所示的由CB1、CB4、CB3和CB2、CB5、CB3所分別組成的用“兩匙兩鎖”結(jié)構(gòu)設(shè)計的、帶“機、電互鎖”保護功能的兩條維修旁路供電通道，以便在需要對LTM開關(guān)執(zhí)行維修操作時、能確保在對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不間斷地提供“優(yōu)先供電電源”供電的同時，防止”備用電源”被誤連接到同一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的事故發(fā)生。例如：在輸入電源1被選定為LTM開關(guān)的“優(yōu)先供電電源”的條件下、當因故需要對這個LTM開關(guān)中的“STS1靜態(tài)開關(guān)”式功率切換模塊進行檢修時, 則可通過如下的操作步驟、將LTM開關(guān)從正常的”自動切換”工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變成“維修旁路供電”狀態(tài)：

　(1)　確認“優(yōu)先供電電源”(電源1)處于正常供電狀態(tài);
　(2)　從CB5斷路器開關(guān)的插孔中的取出“互鎖鑰匙”K3、并將該鑰匙K3插入CB4開關(guān)的鑰匙孔中;
　(3)　關(guān)斷”備用電源”(電源2)的輸入開關(guān)CB2;
　(4)　在CB2開關(guān)上、施轉(zhuǎn)并取出”互鎖鑰匙”K2;
　(5)　在將“互鎖鑰匙”K2插入CB4開關(guān)的“鑰匙孔”中后，再施轉(zhuǎn)這個“互鎖鑰匙”K2、直至將它的“鑰匙U”置于縮回到CB4開關(guān)的“鑰匙孔”中的狀態(tài)之下;
　(6)　閉合CB4開關(guān), 讓“優(yōu)先供電電源”直接地通過CB4開關(guān)向后接負載供電;
　(7)　關(guān)斷電源1的輸入開關(guān)CB1;
　(8)　從CB1開關(guān)的“鑰匙孔”中取出“互鎖鑰匙”K1、并將該鑰匙K1插入CB5開關(guān)的“鑰匙孔”中;
　(9)　關(guān)斷CB3開關(guān)。至此，電源1將直接經(jīng)過CB4開關(guān)向后接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供電;
　(10) 將處于“斷電”工作狀態(tài)下的“STS1靜態(tài)開關(guān)”功率模塊取出、并執(zhí)行“脫機”維修操作。

5.7 “手動切Q操作”工作模式：

　只要輸入到LTM開關(guān)上的兩路電源的電壓、頻率、相位差在所允許的范圍齲用戶都可按需在“優(yōu)先供電電源”和“備用供電電源”之間執(zhí)行“手動切Q”操作。例如：當需要緊急排除故障或要求在”不停電”的條件下執(zhí)行調(diào)機操作時，就需要執(zhí)行手動切Q操作。此時，如果遇到這兩路輸入電源之間的相位差的窗口較大時，則需要在LCD顯示屏上、通過菜單操作將輸入到LTM開關(guān)的兩路電源之間的相位差范圍擴大到±30ordm;。相反，在正常操作時，LTM開關(guān)所允許的相位差僅為±15ordm;。
　　
當我們在執(zhí)行“手動切換”操作時，根據(jù)兩路輸入電源是否能滿足“相互同步入鎖”條件的不同、而可能出現(xiàn)如下幾種截然不同的切換操作狀態(tài)：

5.7.1 “同步入鎖”切換操作：

當兩路輸入電源的電壓、頻率、相位差都在LTM開關(guān)所允許的切換窗口范圍之內(nèi)時，LTM開關(guān)執(zhí)行自動切換的操作的時間1ms。

5.7.2 “異步差頻入鎖”切換操作：

當兩路輸入電源的電壓在LTM開關(guān)所允許的切換窗口范圍之內(nèi)、但頻率不相同的條件下運行時，此時兩個電源之間的相位差將會周期性地按照這兩路電源之間的差頻的節(jié)拍(注：它們之間相位差Δф從0ordm;逐漸增大到180ordm;、然后再從從180ordm;逐漸下降到0ordm;)而進入或離開LTM開關(guān)所允許的”入鎖切換”窗口的范圍之內(nèi)。這樣一來，LTM開關(guān)執(zhí)行自動切換操作的”時間延遲”的長短將會呈現(xiàn)出很大的隨機性。因為,此時的LTM開關(guān)需要花時間去等待Δф重新進入允許執(zhí)行”差頻入鎖”切換操作的窗口范圍。因此，在此條件下，有可能出LTM開關(guān)執(zhí)行”手動切換”操作所需的等待時間超過20ms的情況發(fā)生。在某些LTM開關(guān)的設(shè)計中，為防止LTM開關(guān)因執(zhí)行切換操作的”等待時間”過長而影響UPS供電系統(tǒng)的正常運行，往往會規(guī)定一個最長的等待時限(例如：3分鐘)。一旦，超過這個時限，LTM開關(guān)將進入”禁止切換”的鎖定工作狀態(tài)之下。

5.7.3 “同頻異相”禁止切換狀態(tài)：

當兩路輸入電源的電壓在LTM開關(guān)所允許的切換窗口范圍之內(nèi)、頻率相同，但相位差Δф超過LTM開關(guān)所允許的切換窗口范圍的條件下運行時，此時的LTM開關(guān)將會一直被鎖定在”禁止切換”的工作狀態(tài)之中。
　　
從上所述可知：為LTM開關(guān)創(chuàng)造出能順利地執(zhí)行”自動切換操作”的優(yōu)良運行環(huán)境，在兩套UPS供電系統(tǒng)之間配置負載同步控制器(LBS)是其必備的條件之一(有關(guān)LBS的工作原理、“異步差頻入鎖”調(diào)控及 “同頻異相入鎖”調(diào)控的分析請見：”雙總線輸出供電系統(tǒng)用負載同步控制器”的另一篇文章)。

5.8 可控硅故障保護工作模式

　在負載自動切Q開關(guān)的控制電路中、配置有如下功能完善的可控硅(SCR)保護電路：一旦發(fā)生SCR的“開路”或“短路”故障時，它可以_保在不間斷地向網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供電的條件下，自動檢測出“故障元件”、發(fā)出報警信號、并用相應(yīng)的“故障隔離”保護措施。

　(1)可控硅“短路故障”保護功能：LTM開關(guān)不停地監(jiān)測著它的各個SCR型靜態(tài)開關(guān)的實時運行狀態(tài)(見圖2)。當發(fā)生“短路故障”的STS1開關(guān)出現(xiàn)在“優(yōu)先供電通道”上時，負載自動切換開關(guān)就會在發(fā)出報警信號的同時，將處于“備用電供電通道”上的輸入斷路器開關(guān)CB2置于“脫扣跳閘”狀態(tài)，從而達到防止兩路交流輸入電源可能被直接地”接通的事故”發(fā)生的目的。反之，當發(fā)生“短路故障”的STS2開關(guān)出現(xiàn)在“備用電供電通道”上時，負載自動切換開關(guān)會在發(fā)出報警信號的同時，將處于“優(yōu)先供電通道”上的輸入斷路器開關(guān)CB1置于“脫扣跳閘”狀態(tài)。

　(2)可控硅“開路故障”保護功能：在LTM開關(guān)的運行中，如果遇到它的SCR型靜態(tài)開關(guān)發(fā)生開路故障時、在邏輯控制板的調(diào)控下，LTM開關(guān)會執(zhí)行如下操作：在發(fā)出故障報警信號的同時，通過自動執(zhí)行切換操作、將用戶的負載連接到另一路正常工作的輸入電源上。
　　
(3)可控硅開路/短路故障鎖定：當LTM開關(guān)在運行中、出現(xiàn)上述故障之一時，所有的報警信號將被”鎖存”在存A器內(nèi)。并且，只有在值班人員排除故障后，才有可能通過Reset復位操作來消除故障報警信號。