王光恒 王慶韌

作者通聯(lián)：王慶韌 廣東惠州天然氣發(fā)電有限公司 廣東惠州大亞灣經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)石化工業(yè)園區(qū) 516082

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1.設(shè)備介紹

某發(fā)電廠UPS系統(tǒng)由主機(jī)柜、旁路柜和饋線柜（連接所有由UPS供電的負(fù)載）組成（圖1），主要向DCS、計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、繼電保護(hù)裝置等重要負(fù)荷供電。UPS系統(tǒng)額定容量為80kV·A，雙機(jī)分段配置，供熱380V工作A段向主回路供電，供熱380V工作B段向旁路供電，自帶蓄電池提供直流電。正常情況下，主回路輸入三相交流電經(jīng)整流器變成直流電，再由逆變器變換為220V更平穩(wěn)的交流電，經(jīng)饋線柜向負(fù)載供電。當(dāng)380V交流電源或整流器發(fā)生故障，UPS將自動（無延遲）轉(zhuǎn)由蓄電池組供電，交流電源或整流器恢復(fù)正常后，又自動轉(zhuǎn)為整流器供電。當(dāng)逆變器故障或輸入電壓過低且自動旁路工作正常時，UPS將自動轉(zhuǎn)由旁路電源向負(fù)載供電，逆變器恢復(fù)正常后，自動切換至逆變器向負(fù)載供電。當(dāng)旁路的補(bǔ)償變壓器和接觸器故障，則可以將旁路切換開關(guān)QN切換至市電繼續(xù)向負(fù)載供電。UPS檢修期間由旁路交流電源通過手動檢修旁路直接向負(fù)載供電。

圖1 發(fā)電廠UPS系統(tǒng)

2.故障及應(yīng)急處理

某鍋爐UPS主機(jī)柜本體顯示報警：“INV PHASE L3 FAULT”（逆變器缺相故障）和“MODULE NOTREADY”（模塊未準(zhǔn)備好），自動切至旁路供電。

運行人員將UPS轉(zhuǎn)至檢修旁路供電，并停運主機(jī)柜。隨后運行人員和檢修人員聯(lián)合處理故障，運行人員啟動UPS主機(jī)柜運行，顯示正常，并無報警。檢修人員查看主機(jī)柜面板上各項測量參數(shù)均正常，使用萬用表測量UPS主機(jī)柜整流輸出電壓正常，運行人員合上蓄電池輸出開關(guān)。檢修和運行人員協(xié)商后認(rèn)為UPS主機(jī)柜運行正常，遂將UPS切為主路運行，恢復(fù)正常運行方式。此時發(fā)現(xiàn)UPS饋線柜上電壓表指示為“0”V，緊急合上UPS檢修旁路電源開關(guān)，恢復(fù)供電，但是如此短暫斷電還是造成鍋爐發(fā)生滅火事故（就地輔助盤的當(dāng)前電源為UPS電源供電，UPS電源中斷后，由于輔助盤失電導(dǎo)致就地壓縮空氣跳閘閥以及爐膛入口之氣動燃料閥關(guān)閉，鍋爐主火焰喪失，主火焰保護(hù)動作，鍋爐滅火）。

3.故障處理

進(jìn)一步分析故障原因，由于主機(jī)柜顯示逆變器故障，因此更換逆變器電路板，但是帶上負(fù)載運行幾分鐘后，報警重現(xiàn)。使用萬用表檢測與逆變器相連的電容，發(fā)現(xiàn)1、3相電容存在嚴(yán)重問題，規(guī)定的電容額定值是250±5%μF，而實際測量值為1.87μF和1.75μF，無法起到穩(wěn)定波形的作用，造成設(shè)備報警。而現(xiàn)場應(yīng)急處理故障是臨時測試，未帶負(fù)載，對波形影響小，因此未發(fā)出報警而顯示主機(jī)柜正常。檢查主機(jī)柜發(fā)現(xiàn)蓄電池還存在問題，將蓄電池作為負(fù)載，其正負(fù)極接在智能蓄電池測試儀上，然后設(shè)定10A（10%In）的電流對蓄電池進(jìn)行放電實驗。每隔1h用電壓表分別測量每個蓄電池的電壓，并和規(guī)定比較，當(dāng)放電5h時發(fā)現(xiàn)有19塊電池的電壓已經(jīng)低于90%Un，放電10h后，只有幾塊電池電壓還能達(dá)到90%Un。此后，合上蓄電池開關(guān)對其充電，然后再放電檢測，未有改觀。

更換電容和蓄電池，設(shè)備故障消除。

4.故障總結(jié)及建議

初期故障判斷以及運行人員操作錯誤是故障進(jìn)一步擴(kuò)大的主要原因。檢修人員現(xiàn)場簡單試驗后即迅速判定為正常，沒有進(jìn)行充分、深層次分析，無視曾經(jīng)出現(xiàn)的報警。運行人員切換操作前對操作后的風(fēng)險認(rèn)識不足，未執(zhí)行工作票、操作票制度。為此，提出如下建議。

（1）在主機(jī)柜上粘貼具體操作流程，輔助指導(dǎo)現(xiàn)場檢查修理。

（2）圖1UPS系統(tǒng)中若總輸出開關(guān)QF2故障，則負(fù)荷將全部失電，存在安全隱患，可去掉QF2。

（3）在主路中增加隔離變壓器，當(dāng)外界發(fā)生短路故障時，保護(hù)其他裝置。

（4）更換、升級蓄電池柜，如增加智能監(jiān)測儀監(jiān)測、記錄電池充放電過程中的電壓，控制充電電流。

（5）輔助盤設(shè)計有UPS和APS兩路電源供電，但兩路電源由手動切換開關(guān)切換，不能達(dá)到不間斷供電要求，建議重新評估兩路電源的切換是否滿足正常運行需求和改造為快切裝置。