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        不間斷電源UPS故障剖析

        2020-11-10 04:40:31邵長暖
        機(jī)電信息 2020年30期
        關(guān)鍵詞:防范措施故障檢查

        摘要:UPS即不間斷電源,是將蓄電池(多為鉛酸免維護(hù)蓄電池)與主機(jī)相連接,通過主機(jī)逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。某公司出現(xiàn)UPS電源故障,被迫切至手動維修旁路電源運行,現(xiàn)針對此故障進(jìn)行分析,并制定有效的防范措施。

        關(guān)鍵詞:UPS設(shè)備;故障;檢查;原因;防范措施

        1? ? UPS簡介及某繼電器室UPS設(shè)備規(guī)格

        (1)UPS即不間斷電源,是將蓄電池(多為鉛酸免維護(hù)蓄電池)與主機(jī)相連接,通過主機(jī)逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備[1]。當(dāng)市電輸入正常時,UPS將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用,同時它還向機(jī)內(nèi)電池充電;當(dāng)市電中斷(事故停電)時,UPS立即將電池的直流電能通過逆變器切換轉(zhuǎn)換成市電向負(fù)載繼續(xù)供電,使負(fù)載維持正常工作,并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。

        (2)UPS型號:PS31-30 kVA;容量:30 kVA;輸入:三相交流380 V、直流220 V;旁路電源輸入:交流380 V(兩相);輸出:220 V;制造廠家:以色列POWSYS。

        2? ? 事件經(jīng)過

        2018-09-28T10:12,某公司DCS發(fā)出AVC PT斷線報警,AVC退出運行,AGC指令停止刷新,廠網(wǎng)信息溝通平臺、OMS平臺通信中斷,NCS操作員站發(fā)出網(wǎng)控UPS主機(jī)柜內(nèi)部空氣溫度高報警。就地檢查一期網(wǎng)控UPS主機(jī)柜面板無顯示且無法開機(jī),饋線柜失電。10:40將網(wǎng)控UPS切至手動維修旁路電源運行,廠網(wǎng)信息平臺、OMS平臺通信恢復(fù)正常,AVC、AGC指令恢復(fù)正常,投入AVC、AGC功能正常。

        3? ? 檢查經(jīng)過

        3.1? ? 電源檢查

        UPS交流輸入電源開關(guān)QF1、旁路輸入電源開關(guān)QF3、直流輸入電源開關(guān)QF2、輸出電源開關(guān)QF5、旁路柜電源開關(guān)QF6均在合閘位置。測量UPS交流輸入電源、旁路輸入電源、直流輸入電源電壓均正常,測量UPS輸出電源無電壓。

        3.2? ? 現(xiàn)場工作情況檢查

        故障發(fā)生時UPS附近無作業(yè)人員工作,打開電纜溝蓋板檢查UPS電源及信號電纜無損傷情況(圖1)。

        3.3? ? UPS元器件檢查

        UPS故障后檢查整流器、逆變器、隔離變、靜態(tài)開關(guān)、逆止二極管等無燒損或放電痕跡,檢查回路中電容器無鼓脹、滲液等異常(圖2)。

        打開控制器板件護(hù)罩蓋板,有輕微焦糊味,拆下控制邏輯電源板,發(fā)現(xiàn)板件背部CR26器件擊穿(圖3)。

        測量溫度高報警繼電器電源回路并接的反向抑制二極管正、反向均導(dǎo)通,二極管擊穿。

        更換反向抑制二極管及控制邏輯電源板后UPS開機(jī)正常,操作面板恢復(fù)顯示;切換到服務(wù)模式,模擬旁路切至逆變供電切換失敗,面板顯示逆變故障。

        進(jìn)一步檢查信號板無明顯故障點,但信號板故障會造成切換邏輯錯誤,更換信號板后模擬旁路切至逆變供電模式切換正常,UPS故障消除。

        4? ? 原因分析

        (1)UPS主機(jī)柜內(nèi)部空氣溫度高報警原因:一是散熱風(fēng)扇故障導(dǎo)致溫度高;二是溫度高報警中間繼電器失電,報警接點閉合。因UPS溫度高報警先于冷卻系統(tǒng)故障報警且UPS上電正常后各散熱風(fēng)扇均運行良好,排除風(fēng)扇故障導(dǎo)致溫度高報警的原因;分析原因為溫度高報警中間繼電器線圈(24 V電源)并接的反向抑制二極管擊穿,短接繼電器線圈使得線圈失電,報警接點閉合,報警發(fā)出。

        (2)UPS主機(jī)柜冷卻系統(tǒng)故障原因:控制邏輯電源板故障導(dǎo)致主板失電,冷卻系統(tǒng)停運。

        (3)控制邏輯電源板、信號板故障原因:溫度高報警中間繼電器線圈(24 V電源)并接的反向抑制二極管擊穿,導(dǎo)致24 V電源回路短路,與之有電源聯(lián)系的控制邏輯電源板CR26器件擊穿、信號板故障。

        (4)反向抑制二極管擊穿可能的原因:一是24 V電源回路串入高電壓超過該二極管耐壓值(600 V)導(dǎo)致?lián)舸?二是二極管老化導(dǎo)致反向電阻逐漸下降,最終發(fā)展成短路擊穿。根據(jù)現(xiàn)場排查情況及更換板件后UPS調(diào)試情況排除24 V電源回路串入高電壓的可能性。

        5? ? 防范措施

        (1)取消一期網(wǎng)控UPS溫度高報警中間繼電器線圈(24 V電源)并接的反向抑制二極管,消除二極管擊穿導(dǎo)致電源回路短路造成回路中各板件故障的隱患。對主機(jī)UPS、脫硫UPS 24 V電源回路進(jìn)行排查,如存在同樣問題,則將該抑制二極管取消。

        注:線圈并聯(lián)的抑制二極管,主要用于頻繁快速動作的電感線圈,釋放在線圈失電的瞬間產(chǎn)生的反向電動勢,該溫度高報警繼電器僅在UPS溫度超限時動作,因此取消該繼電器線圈并聯(lián)二極管對回路無影響。

        (2)嚴(yán)格執(zhí)行電氣專業(yè)隱患排查細(xì)則中規(guī)定的UPS電源板、主控板、電容器6~8年的更換周期,UPS散熱風(fēng)扇5年的檢查更換周期[2]。

        (3)主機(jī)UPS利用大、小修機(jī)會做好灰塵清掃、電容器檢查測量、旁路和逆變模式的切換試驗等工作。網(wǎng)控、脫硫系統(tǒng)UPS執(zhí)行4年停機(jī)檢查、維護(hù)、試驗工作。

        (4)做好UPS的日常巡檢項目及定期工作,包括散熱風(fēng)扇的檢查、控制面板信息的檢查分析、UPS電源各電壓/電流情況、各報警信息及指示燈是否正常等[2]。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1] 水利電力部西北電力設(shè)計院.電力工程電氣設(shè)計手冊:電氣一次部分[M].北京:水利電力出版社,1990.

        [2] 周志敏,紀(jì)愛華.快速掌握UPS工程應(yīng)用及故障處理[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2013.

        收稿日期:2020-09-03

        作者簡介:邵長暖(1977—),男,山東沂水人,高級技師,從事電廠集控運行工作。

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