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UPS失电原因和处理

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UPS是一种交流不停电电源,是英文Uninterruptile Power Systerm的缩写,一般为单相或三相正玄波输出,为机组计算机控制、数据采集系统、重要机、炉、电保护、测量仪表及重要电磁阀等负荷,提供与系统隔离的防止干扰的可靠的不停电交流电源。这种电源具有稳压、稳频、滤波和防止电压浪涌的功能。随着发电厂单机容量的不断曾大和机组控制水平的不断提高,发电厂不间断供电负载和敏感负荷的数量逐渐增加,要求有较大容量的UPS系统。
一UPS配置和特点
1 UPS系统一般具有两路380V交流电源,一路直流220V输入电源,UPS系统由整流器、逆变器、静态开关和手动检修旁路开关、隔离变压器、调压变压器、本机液晶监视器、电池实时监测系统、本机故障诊断系统与计算计监控系统的通讯接口、调试、监视和维修专用通信口、负载功率因数测量及输入,输出滤波器、输入、输出贿赂开关或快速熔断器等元件组成。UPS装置具有一定的过负荷能力,并具有保护和限制功能以及自诊断功能。
2.根据供电对象不同,公司UPS系统分为集控UPS和网控UPS系统两部分。集控楼UPS供电对象有:机组集散控制系统(DCS)、锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)、汽机监视仪表(TSI)、汽轮机旁路系统(BPS)、主厂房就地IC负荷,火灾探测报警及控制系统集中报警控制组,电器测量变送、其他自动调节,监视和保护设备等。网络控制UPS系统供电对象:网络计算机和监控系统(NCS)主付控制层设备、全厂GPS时钟对时等设备。
3.UPS母线与馈线的基本要求:
(1)为了防止馈线故障影响母线电压,干扰其他用户的正常运行,每路馈线装设有快速断路器。
(2)为了使快速断路器能及时正确地切除故障点,UPS母线容量应足够大,能维持母线电压不致波动。因此UPS具有足够大的容量和较低的内部阻抗。
(3)UPS为不接地系统,因此保证计算机系统的正常运行。
(4)电磁阀和伺服电机等设备,在现场装设环境较差,易发生接地短路故障。应该单独设置一台UPS供电,以防止与重要负荷发生干扰。
二.UPS运行方式
正常运行方式:UPS系统由380V交流保安厂用电经整流器、逆变器和静态开关向负荷供电,同时,机组220V直流系统(蓄电池组)经逆止二极管介入作为逆变器的备用电源;当380V交流厂用电源失电或UPS整流器故障时,逆止二极管自动导通,逆变器无间断地由机组220V直流系统供电。
当逆变器故障或逆变器无输出时,静态切换开关能自动切换到旁路供电,以保护逆变器及为短路点提供足够的短路电源,确保保护装置能迅速地切除故障,故障切除后,静态开关能自动将负荷由旁路电源回路切到由逆变器供电。
当逆变器或静态开关退出运行时,由手动旁路开关切换到旁路不间断的向负荷供电,UPS输出电压可调且无暂态过程。
需要检修逆变器和静态转换开关时,可利用手动切换到旁路,实现无扰切换。
三.UPS失电原因分析
在认识和了解了UPS配置和运行方式后,我们不难发现UPS是一种非常可靠品质优良的交流电源,由于UPS供电负荷对电源要求高,当UPS电源品质变化或UPS失电时,对机组造成的影响是非常大的,有时使机组被迫停机,更为严重的后果是不能保证机组的安全停用。
UPS失电原因可分为两类型。第一种类型为外部系统故障,导致UPS失电,这种故障类型主要是指厂用电系统故障时如厂用电系统电压异常,厂用电全部失去短时无法恢复,蓄电池不能正常供电将可能导致UPS失电。第二种类型为内部故障导致的失电,这种情况主要是指UPS装置本身发生故障,包括整流器,逆变器,静态开关故障时失去功能,或者是母线馈线发生短路接地时导致UPS失电。
以某电厂为例,启动2号给水泵时,UPS电源中断,造成DCS系统及工业监视器电源消失;机组失去所有远方监视及控制手段,远方打闸不良,运行人员立即就地打闸停机。到UPS室就地检查时发现不停电段电压消失,立即手切旁路开关至BYPASS位置(手动旁路),由备用电源经手动旁路向负载供电。UPS系统恢复供电后,机组再次启动;同时查UPS事故追忆,有以下报警:
a. 逆变器输出熔断或逆变器输入开关断开;
b. 系统一个或多个风扇故障;
c. 逆变器输出电压超限或逆变器单元温度高。
原因分析:由于2号给水泵电源取至6KVⅡA段,而2号低工变(带380V厂用ⅡB段运行)也取至6KVⅡA 段,并且UPS主电源和保安段工作电源均取至380V厂用ⅡB段;所以在对6KV母线电压监视不足时,启动给水泵,因瞬间启动电流,而引起UPS系统输入端两路电源电压均大幅度降低,而转为蓄电池供电同时逆变器输出熔断器熔断,造成UPS供电中断。
例二,某厂380V厂用ⅡB段工作电源开关跳闸,备自投装置未动作造成380V厂用ⅡB段失电;保安段工作电源开关跳闸,备自投动作正确,保安段工作正常;而UPS系统母线电压降至177V造成DCS系统计算机死机,此时处在备用状态的EH油泵误启动,造成EH油泵出口油管路漏泄,EH油箱油位低,EH油泵跳闸,EH油压低保护动作机组跳闸。
原因分析:因为稳压调压器调压电机电源接于主回路,所以UPS系统处于自动控制方式工作,当稳压调压器输入电源突然中断时,控制系统即发出指令,使调压器输出自动降到下限值;并发出报警,等待电源再度恢复时,控制系统再度将调压器输出自动调节到整定值。而转为蓄电池供电同时逆变器输出熔断器再次熔断,由于电压波动较大致使静态开关自动关断,造成UPS供电中断。
四、失电处理
我们将厂用电系统比作人身体内的动脉血管,则UPS电源相当于人体心脏的冠状动脉,因此,UPS失电后对整个电厂来说无疑是致命的打击,在处理UPS失电时应把握两个原则:保证安全停机,尽快恢复供电。
UPS失电后一些重要负荷,如DCS,FSSS,TIS,DEH等系统将失电,机组将无法正常工作,此时保护也自动停机,否则立即就地打闸停机,并检查锅炉MFT动作,发电机系统解列。
针对第一种失电情况,还应进行如下列操作:
1、手启主机、小机直流油泵,保证润滑油压正常,手启密封油系统直流油泵,必要时紧急排氢。
2、尽快恢复保安电源的供电,因为保安电源所供负荷相对重要,且UPS主,备用电远为保安段不同母线上的负荷,故应尽快排除故障,尽快启动柴油发电机,使保安段有备用电源接带,恢复UPS主电源的供给.
3、UPS正常后,恢复对各负荷的供电,检查DCS,FSSS,TIS,DEH等系统工作状况,检查整个机组各系统工作情况。
4、逐渐恢复厂用6KV,380V系统。
5、恢复保安母线的正常供电.
针对第二种供电情况:
1、母线和馈线发生短路或接地时,应尽早查出短路点和解地点,恢复母线,馈线正常工作,恢复UPS的对外供电。
2、当UPS负荷短路超过了逆变器的能力是和逆变器受到太大的负荷冲击和逆变器无输出时,静态开关应切换到旁路供电,且旁路故障时,UPS便无输出,此时同样查找旁路故障原因,是否为隔离变调压变故障,原因查明尽快恢复UPS供电。
UPS作为交流不停电电源,有着很高的供电可靠性:在电厂中发生失电的情况很少,但失电后造成的损失非常大。因此,要防止这类事件发生,要从设备,运行,维护,各个环节做起:
1、UPS装置本身具有良好的工作可靠性,并且有一定过负荷能力,能适应外界负荷变化而本身输出保持稳定。
2、加强运行维护,在远行中,加强UPS装置个部件的检查,因为UPS电源装置出事几率小,人们往往略与检查,出现故障也不能及早发现和排除。
3、改善UPS装置工作环境,UPS装置应在温度适中,不潮湿,周围无腐蚀的工作环境下工作。环境变化较大,将会影响其寿命。