淺析UPS系統(tǒng)旁路柜的異常處理與分析

許 震，郭 鈞

?

淺析UPS系統(tǒng)旁路柜的異常處理與分析

許 震，郭 鈞

（國(guó)電江蘇電力有限公司諫壁發(fā)電廠，蘇州鎮(zhèn)江 212006）

為了保證UPS系統(tǒng)旁路柜及整套UPS柜的安全正常運(yùn)行，文中結(jié)合某廠UPS系統(tǒng)旁路柜的配置及發(fā)生的異常情況，從故障現(xiàn)象及處理入手，分析了UPS系統(tǒng)旁路柜發(fā)生異常的相關(guān)原因及采取措施，并對(duì)UPS旁路柜裝置的穩(wěn)壓、市電方式的啟用切換作了進(jìn)行相關(guān)說明，以便相關(guān)單位在使用或處理相關(guān)異常時(shí)進(jìn)行借鑒參考，具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值。

UPS旁路柜

0 引言

某廠集控機(jī)組UPS系統(tǒng)及網(wǎng)控系統(tǒng)UPS系統(tǒng)均采用青島艾迪森科技有限公司的產(chǎn)品。機(jī)組配2套容量為80 kVA的UPS（2套UPS公用1套旁路系統(tǒng)），供電給單元機(jī)組計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、爐膛安全保護(hù)系統(tǒng)、汽機(jī)DEH、緊急跳機(jī)系統(tǒng)、發(fā)變組保護(hù)裝置、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、廠內(nèi)調(diào)度通信以及其他自動(dòng)和保護(hù)裝置等。500 kV網(wǎng)控系統(tǒng)配置1套容量為15 kVA的UPS，供電給500 kV升壓站區(qū)域的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備，變送器，儀表，遠(yuǎn)動(dòng)，保護(hù)設(shè)備等。

每套UPS正常時(shí)，均由主電源經(jīng)整流器、逆變器、靜態(tài)開關(guān)至配電柜，當(dāng)主電源或整流器故障時(shí)，則自動(dòng)切至直流側(cè)供電；而當(dāng)主電源、直流側(cè)均丟失或逆變器故障，則自動(dòng)無(wú)擾不停電切換至旁路側(cè)供電。UPS運(yùn)行方式如圖1所示。UPS系統(tǒng)的正常運(yùn)行方式為主回路帶負(fù)載（即交流輸入→整流器→逆變器→靜態(tài)開關(guān)→負(fù)載）。其中直流輸入為第一備用，旁路電源為第二備用。逆變器輸出電壓對(duì)旁路電壓進(jìn)行連續(xù)跟蹤，當(dāng)逆變器失去輸出或太大的沖擊負(fù)荷、過負(fù)荷及負(fù)荷側(cè)短路，超過了逆變器的能力時(shí)，靜態(tài)開關(guān)能自動(dòng)地將負(fù)荷從逆變器切換到旁路電源。所以UPS旁路柜的正常運(yùn)行，至關(guān)重要。

1 UPS系統(tǒng)旁路柜配置

集控機(jī)組及網(wǎng)控UPS旁路隔離穩(wěn)壓柜的具體參數(shù)如表1所示：UPS系統(tǒng)旁路由旁路電源隔離變壓器和旁路調(diào)壓器等設(shè)備回路構(gòu)成。

圖1 UPS運(yùn)行方式

表1 UPS旁路柜參數(shù)

旁路電源隔離變壓器為單相干式變壓器，容量為100 kVA（80 kVA UPS）、20 kVA（15 kVA UPS），絕緣等級(jí)為F級(jí)（溫升按B級(jí)考核），變比為380/230 V。旁路調(diào)壓器為單相230/230 V，80 kVA UPS調(diào)壓方式為機(jī)械、連續(xù)，可自動(dòng)或手動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，15 kVAUPS調(diào)壓方式為電子式、連續(xù)，可自動(dòng)或手動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。具體參數(shù)如表2所示：

表2 隔離變及調(diào)壓器參數(shù)

2 異常情況

現(xiàn)象：2015/5/26 23:02 某機(jī)組UPS正常運(yùn)行方式下，UPS A/B柜同時(shí)發(fā)來旁路柜輸入電壓異常信號(hào)，查UPS柜旁路柜輸出電壓為零，且旁路感調(diào)處于最上位置，接觸器跳。

處理：將旁路柜穩(wěn)壓方式切至“AC”側(cè)（市電位），輸出電壓正常；將自動(dòng)開機(jī)方式切至手動(dòng)方式；自動(dòng)調(diào)壓方式：切至手動(dòng)調(diào)壓；將旁路再回切至穩(wěn)壓側(cè)，通過手動(dòng)降壓方式，將感調(diào)位置下調(diào)，至其位置至一半稍上時(shí)，電壓指示約為230 V左右。進(jìn)一步查為旁路控制器異常，更換控制器后投運(yùn)自動(dòng)方式運(yùn)行正常。

分析：旁路柜在穩(wěn)壓自動(dòng)方式下自動(dòng)跟蹤主路電壓的輸出，在主路輸出電壓有變動(dòng)時(shí)，旁路柜穩(wěn)壓自動(dòng)方式下在線實(shí)時(shí)調(diào)整。此次是由于控制器異常導(dǎo)致越限保護(hù)動(dòng)作，斷開了穩(wěn)壓回路，處理時(shí)，可切至手動(dòng)方式下將調(diào)壓器調(diào)至正常位置，再進(jìn)行下一步處理。

現(xiàn)象：2018/01/22 10:20 例行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)控UPS小室內(nèi)有絕緣燒焦味，查為UPS旁路柜內(nèi)調(diào)壓器絕緣故障。

處理：因UPS主機(jī)柜運(yùn)行正常，且調(diào)壓器暫時(shí)無(wú)備品更換，故運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)將旁路柜進(jìn)行了停用處理。

分析：將旁路柜停用后，則UPS系統(tǒng)將失去備用，特別是當(dāng)UPS的逆變器或輸出隔離變故障時(shí)，會(huì)引起UPS配電柜失電，從而將異常情況擴(kuò)大，直接影響機(jī)組及系統(tǒng)的安全運(yùn)行。而此時(shí)異常情況只為調(diào)壓器故障，可將旁路柜切至市電側(cè)，將調(diào)壓器與旁路柜脫開，其旁路柜仍可運(yùn)行，確保UPS系統(tǒng)有旁路備用電源可連續(xù)供電。后經(jīng)廠家確認(rèn)后，將UPS旁路切至市電側(cè)，以保證UPS系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

3 UPS旁路柜的運(yùn)維

3.1 UPS旁路柜穩(wěn)壓、市電方式切換實(shí)驗(yàn)

利用機(jī)組檢修機(jī)會(huì)，對(duì)機(jī)組UPS旁路柜的穩(wěn)壓、市電方式進(jìn)行切換帶載實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)前運(yùn)行方式：集控樓UPS（A柜）停用，旁路柜運(yùn)行穩(wěn)壓方式。試驗(yàn)步驟如下：

1）檢查UPS運(yùn)行正常，旁路柜運(yùn)行在穩(wěn)壓方式,其柜頂及調(diào)壓器處（底部）風(fēng)扇正常運(yùn)轉(zhuǎn)。旁路穩(wěn)壓方式下，實(shí)測(cè)以下數(shù)據(jù)：交流輸入電壓：399 V，隔離變輸出227 V，穩(wěn)壓器輸出232 V。

2）在旁路受電情況下（隔離變有輸出時(shí)），將旁路電壓方式切換開關(guān)由穩(wěn)壓切至市電方式，其回路接觸器斷開，其旁路柜頂及調(diào)壓器處（底部）風(fēng)扇停轉(zhuǎn)。（其風(fēng)扇電源取自穩(wěn)壓器輸出），實(shí)測(cè)以下數(shù)據(jù)：交流輸入電壓396 V，隔離變輸出227 V。

3）啟用UPS（A）旁路靜態(tài)開關(guān)，實(shí)測(cè)輸出電壓227 V，再合上配電柜進(jìn)線開關(guān)，啟用柜內(nèi)DCS電源1負(fù)載，實(shí)測(cè)輸出電流26 A，母線電電壓223 V。說明在旁路柜在市電方式可以帶載運(yùn)行，但需要加強(qiáng)旁路柜隔離變的冷卻,建議將旁路柜風(fēng)扇電源接至旁路輸出側(cè)。

3.2 UPS旁路柜的檢查

UPS正常運(yùn)行時(shí)，要檢查UPS旁路柜正常運(yùn)行，旁路輸入、輸出電壓正常，隔離調(diào)壓變壓器運(yùn)行正常，控制柜無(wú)異常報(bào)警。調(diào)壓變壓器兩對(duì)對(duì)稱滑動(dòng)的電刷運(yùn)行正常，能根據(jù)電壓變化進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。檢查UPS 周圍無(wú)雜物，保證其通風(fēng)順暢，柜內(nèi)各元件無(wú)異聲、異臭，無(wú)過熱現(xiàn)象。

4 結(jié)論

UPS電源設(shè)計(jì)旁路的作用是市電正常情況下，UPS電源的負(fù)載過重時(shí)或者UPS電源主機(jī)故障時(shí)，UPS會(huì)自動(dòng)切至旁路繼續(xù)給重要電氣設(shè)備提供電力供應(yīng)，提高接帶負(fù)載運(yùn)行的可靠性。同時(shí)UPS也設(shè)計(jì)了維修旁路，UPS主機(jī)故障時(shí)可將UPS切換到維修旁路，可以維修UPS的同時(shí)給重要電氣設(shè)備設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng)。所以在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，認(rèn)識(shí)UPS旁路柜的重要性，要加強(qiáng)檢查維護(hù)，結(jié)合機(jī)組停役，做好電源切換校驗(yàn)工作，確保UPS旁路柜始終處于良好備用狀態(tài)。給電子設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng)。

[1] 趙振華. 秦山核電廠4#UPS旁路故障原因分析及處理[J]. 儀器儀表用戶, 2017, (8).

[2] 越巍. 大機(jī)組UPS電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行及應(yīng)用研究[J]. 華北電力大學(xué)（河北）, 2008, (4).

[3] 鮑金春, 越巍. 大機(jī)組UPS系統(tǒng)若干問題探討[J]. 華北電力技術(shù), 2007, (5).

Analysis of the Abnormal Processing and Analysis of Bypass Cabinet in UPS System

Xu Zhen, Guo Jun

(Guodian Jiangsu Electric Power Co., Ltd. Jian Bi Power Plant, Zhenjiang 212006, Jiangsu, China)

TN86

A

1003-4862（2018）11-0049-03

2018-06-06

許震（1976-），男，高級(jí)技師。研究方向：發(fā)電廠機(jī)組運(yùn)行維護(hù)。E-mail: xly030930@163.com