單元220V交流不間斷電源系統(tǒng)運行故障

1、安全技術單元220V交流不間斷電源系統(tǒng)運行故障1.溝通不間斷電源系統(tǒng)概述 撫順發(fā)電廠2號機為2021年6月投產(chǎn)的200MW采暖、凝汽兩用式汽輪發(fā)電機組。其單元220V不間斷電源系統(tǒng)選用由美國GUTOR公司生產(chǎn)，青島整流器廠經(jīng)銷的PEW1000型UPS系統(tǒng);該系統(tǒng)只供重要的調(diào)整、掌握、愛護儀表監(jiān)測和重要信號電源，不做一般負荷電源。 1.1 設備規(guī)范及特性 整流器額定輸入電壓：380V10%(三相電源) 旁路隔離變額定輸入電壓: 380V10%(二相電源) 逆變器額定輸入直流電壓：220V 額定容量：40KVA 額定輸出電流：182A 穩(wěn)態(tài)電壓特性：1% 動態(tài)電壓特性：波峰小于8%，穩(wěn)定時間小于4

2、0毫秒。 輸出頻率：與溝通輸入同步。 波形失真：小于5%。 1.2 運行方式 UPS正常運行時需三路輸入電源，其一為主市電;其二為備用市電;其三為蓄電池。當主市電中斷時，由電池經(jīng)逆變后向負載供電，電池放電終了或UPS故障時，UPS系統(tǒng)由備用市電供電。 1.2.1 UPS系統(tǒng)正常運行方式： UPS正常運行時，由主回路向UPS系統(tǒng)供電，以380V廠用母線為電源，經(jīng)自藕變壓器后輸入整流器(6脈沖晶閘管整流橋)將溝通電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，再經(jīng)濾波電抗器濾除直流電壓的諧波，輸入脈寬調(diào)制逆變器(TSM半導體開關組件和IGBT功率器件)轉(zhuǎn)換為溝通電壓，由濾波電抗器濾除來自逆變器輸出中的諧波電壓，以使逆變變壓器

3、輸出端電壓獲得低非線性失真的正弦波，再經(jīng)可選擇的靜態(tài)開關至Q050開關，將220V、50Hz溝通電送到UPS配電屏。 1.2.2 UPS系統(tǒng)蓄電池供電運行方式： 當系統(tǒng)停電或整流器輸入電壓超出允許范圍時，UPS由蓄電池供電，直流電經(jīng)直流隔離二極管(因我廠UPS系統(tǒng)未設置單獨的電池組)和電池扼流圈(以削減單相逆變器在電池中產(chǎn)生的脈動)，輸入脈寬調(diào)制逆變器完成向負載供電。 1.2.3 UPS系統(tǒng)自動旁路運行方式： 當主回路失電或逆變器故障時，可以由備用市電向UPS系統(tǒng)供電，備用市電經(jīng)隔離變壓器(初/次級變比為380/230)將系統(tǒng)輸出與電網(wǎng)完全隔離后，送到穩(wěn)壓調(diào)壓器后將輸出電壓自動、電動或手動調(diào)整

4、(調(diào)壓范圍：176264V，超壓：15%，超壓精度：220V10%，)，經(jīng)靜態(tài)旁路開關(由自然換相的三組反向并聯(lián)晶閘管組成)向負載供電。 1.2.4 UPS系統(tǒng)手動旁路運行方式： 當UPS系統(tǒng)整機需要脫離電網(wǎng)運行時，即可利用先合后分手動旁路開關(Q050)完成UPS整機退出電網(wǎng)，關斷備用市電至靜態(tài)旁路供電開關，拆除F021、F028保險以便于UPS檢修，同時旁路系統(tǒng)仍為負載供電。 2.故障發(fā)生及分析 2.1 發(fā)覺問題 2號機投產(chǎn)以來共發(fā)生UPS電源中斷事故三起，一次引起愛護動作跳閘停機，兩次造成機組被迫打閘停運;其故障性質(zhì)惡劣，嚴峻影響機組平安、穩(wěn)定運行。下面將對事故過程進行敘述、分析。 大事

5、1： 2021年7月29日14點37分，啟動2號給水泵時，UPS電源中斷，造成DCS系統(tǒng)及工業(yè)監(jiān)視器電源消逝;機組失去全部遠方監(jiān)視及掌握手段，遠方打閘不良，運行人員馬上就地打閘停機。到UPS室就地檢查時發(fā)覺不停電段電壓消逝，馬上手切Q050開關至BYPASS位置(手動旁路)，由備用市電經(jīng)手動旁路向負載供電。UPS系統(tǒng)恢復供電后，機組再次啟動;同時查UPS事故追憶，有以下報警： a.逆變器輸出熔斷或逆變器輸入開關斷開; b.系統(tǒng)一個或多個風扇故障; c.逆變器輸出電壓超限或逆變器單元溫度高。 緣由分析：由于2號給水泵電源取至6KVA段，而2號低工變(帶380V廠用B段運行)也取至6KVA 段，并

6、且UPS主回路市電和保安段工作電源均取至380V廠用B段;所以在對6KV母線電壓監(jiān)視不足時，啟動給水泵，因瞬間啟動電流，而引起UPS系統(tǒng)輸入端兩路電源電壓均大幅度降低，而轉(zhuǎn)為蓄電池供電同時逆變器輸出熔斷器F021熔斷，造成UPS供電中斷。 大事2： 2021年8月18日1點5分，380V廠用B段工作電源812B開關跳閘，備自投裝置未動作造成380V廠用B段失電;保安段工作電源052開關跳閘，備自投動作正確，保安段工作正常;而UPS系統(tǒng)母線電壓降至177V造成DCS系統(tǒng)計算機死機，此時處在備用狀態(tài)的EH油泵誤啟動，造成EH油泵出口油管路漏泄，EH油箱油位低，EH油泵跳閘，EH油壓低愛護動作機組跳

7、閘。 緣由分析：由于穩(wěn)壓調(diào)壓器調(diào)壓電機電源接于主回路，所以UPS系統(tǒng)處于"自動掌握'方式工作，當穩(wěn)壓調(diào)壓器輸入電源突然中斷時，掌握系統(tǒng)即發(fā)出指令，使調(diào)壓器輸出自動降到下限值;并發(fā)出報警，等待電源再度恢復時，掌握系統(tǒng)再度將調(diào)壓器輸出自動調(diào)整到整定值。而轉(zhuǎn)為蓄電池供電同時逆變器輸出熔斷器F021再次熔斷，由于電壓波動較大致使靜態(tài)開關自動關斷，造成UPS供電中斷。 大事3： 2021年5月23日6點18分，啟動2號給水泵時，UPS電源再次中斷，造成監(jiān)視與掌握系統(tǒng)斷電，運行人員失去監(jiān)控手段，遠方打閘不良，則就地打閘停機。 此次大事前，5月19日5點10分，UPS母線電壓下降至207V

8、，經(jīng)檢查發(fā)覺逆變器輸出熔斷器斷、逆變器輸出與旁路不同步、系統(tǒng)風扇故障報警，UPS自動由主回路切至靜態(tài)旁路供電，同時發(fā)覺旁路電壓調(diào)整裝置失靈，穩(wěn)壓調(diào)壓器手動、自動均不行調(diào)。 緣由分析： 由于主回路供電的故障和F021保險多次不正常的熔斷， 而保安段(即備用市電電源)由380V廠用B段供電，由于2號低工變(是380V廠用B段的工作電源)和2號給水泵都是6KVA段負荷，所以啟動2號給水泵造成6KV母線電壓下降，導致保安段電壓下降，而穩(wěn)壓調(diào)壓器調(diào)壓電機電源取至主回路，使穩(wěn)壓調(diào)壓器自動調(diào)壓失靈造成靜態(tài)旁路的可控硅靜態(tài)開關在電壓波動超過10%自動關斷，從而使UPS失電。 2.2 總結問題 經(jīng)過上述大事及對

9、系統(tǒng)工件原理分析，撫順發(fā)電廠2號機UPS系統(tǒng)運行問題總結如下： 第一，UPS供電中斷或故障，均發(fā)覺F021保險熔斷，并有UPS系統(tǒng)同步故障報警。F021為逆變器輸出熔斷器，只有當逆變器消失嚴峻故障時愛護負載，幾次就地測量旁路電壓和旁路與輸出間電壓及頻率均未超限;因而懷疑UPS主控板是否有故障或程序缺陷。 其次，一旦逆變器消失故障(即F021熔斷)，系統(tǒng)將轉(zhuǎn)換至靜態(tài)旁路運行，而靜態(tài)旁路供電穩(wěn)定性差的因素在此過程漸漸被暴露出來;由于穩(wěn)壓調(diào)壓器不能保證備用市電電壓在10%以內(nèi)波動，所以電壓超限后，靜態(tài)開關自動關斷。 第三，由穩(wěn)壓調(diào)壓器穩(wěn)壓精度與投產(chǎn)前試驗數(shù)據(jù)(如下表)比較結果證明穩(wěn)壓調(diào)壓器工作失穩(wěn)，

10、導致電壓波動不穩(wěn)定使靜態(tài)開關自動關斷;所以穩(wěn)壓調(diào)壓器需嚴格檢修、檢查。 2021年4月24日：穩(wěn)壓調(diào)壓器自動穩(wěn)壓性能測試： 第四，為防止穩(wěn)壓調(diào)壓器在"自動'方式下由于故障而失控，使調(diào)壓器輸出電壓遠離整定值，特設有過壓、欠壓愛護電路。當輸出電壓超出整定值10%時，愛護環(huán)節(jié)馬上切斷調(diào)壓電機電源，此時只可以手動調(diào)壓。 第五，當電池放電終了或UPS故障時，UPS向負載供電電源只有備用市電。若備電電壓超出標準，UPS拒絕切換，勢必造成供電中斷。因此備用市電的質(zhì)量對UPS系統(tǒng)來講是至關重要的。 第六，在閉合電池開關之前必需先將UPS主機的充電器開啟，待其輸出電壓升至額定值后，才能操作電池開關使其閉合。由于在UPS的直流回路中，有一組容量比較大的電解電容器，過高的電壓差，將使電容器的充電電流過大，一則可能使電容器損壞，二則可能使開關觸點燒壞，甚至傷及人體。 第七， Q050開關是先合后斷式，具有兩個位置，當開關處于位置"AUTO'(正常運行)時，負載由UPS系統(tǒng)供電(逆變器或靜態(tài)旁路);當開關處于位置"BYPASS&#