零線中斷導(dǎo)致UPS停機事故分析

張大鵬，張金浩，董建民，李存國，邢梅娟

（中石化中原油田石油化工總廠，濮陽 457165）

0 引言

我廠常減壓裝置UPS在一次例行的模擬實驗中發(fā)生突然停機事故，UPS輸出中斷，導(dǎo)致DCS黑屏，裝置切斷進料。

1 事故分析

1.1 設(shè)備概況

該UPS為Power ware 9155系列在線型UPS，容量15KVA。如圖1所示，雙電源自動切換系統(tǒng)ATS(Auto transform system)為UPS提供自動切換的兩路市電電源，采用一臺Power ware 公司的MBS（Manual bypass system）作為手動旁路切換控制箱。

1.2 事故經(jīng)過

按照UPS維護檢修規(guī)程要求，需要定期檢測UPS系統(tǒng)功能和進行活化操作。為了檢測晃電時UPS是否能順利地轉(zhuǎn)為電池供電模式，維修人員依次拉開UPS配電箱中的主電源及旁路電源QF1、QF2空氣開關(guān)，以模擬市電缺失狀態(tài)。當拉開QF2時，UPS瞬時發(fā)生停機事故，UPS輸出及液晶面板指示全無，DCS電源中斷，裝置緊急停車。

1.3 原因分析

首先懷疑負載過大，或負載發(fā)生短路、接地故障。因為按照正常狀態(tài)，當拉開QF1時，UPS會自動切換到QF2旁路供電，當切開QF2旁路時，UPS應(yīng)轉(zhuǎn)為電池供電模式，如果此時發(fā)生負載過大，或負載短路、接地等故障，UPS應(yīng)當切斷負載，但液晶面板應(yīng)該發(fā)出故障指示，而不是黑屏，因此這一原因暫時排除。那么是否UPS本身發(fā)生故障了呢？經(jīng)過仔細檢查UPS的主回路、控制板、緊急停車開關(guān)等各項功能模塊，均未發(fā)現(xiàn)異常，而且負載經(jīng)檢測也正常，可見不可能是這種故障。經(jīng)過重新上電，按正常UPS開機程序開機，UPS正常啟動，輸出電壓、充電電壓等各項指標均正常。這說明UPS本身及負載均沒有問題?，F(xiàn)在只剩UPS供電系統(tǒng)尚沒有檢測，但是UPS已經(jīng)正常開機，應(yīng)該說明供電系統(tǒng)是完好的，而且經(jīng)過測量，電壓、波形、頻率、電流都是正常的，整個UPS供電系統(tǒng)都是正常的，那么事故原因在哪里呢？事故分析陷入山重水復(fù)疑無路的地步。經(jīng)過細致分析，我們發(fā)現(xiàn)UPS零線由QF2雙極開關(guān)控制，當拉開QF2時，旁路電源和零線同時斷開，而零線在UPS中具有很重要的作用，它為主控板提供邏輯0電位，當零線斷開時，將導(dǎo)致主控板失去參考電位，引發(fā)強制關(guān)機。把QF2更換為單極開關(guān)，零線直接零母排，進行整個系統(tǒng)的功能測試，即逆變供電、旁路供電、電池供電、手動維修旁路供電等四種供電模式的切換試驗。當轉(zhuǎn)手動維修旁路供電模式時，需按以下操作步驟完成：1）UPS轉(zhuǎn)旁路供電模式。2）合S1。3）斷開S2。當進行到第三步時，UPS又發(fā)生了瞬時停機事故，故障現(xiàn)象和第一次一樣，幸虧DCS還沒有投用，沒有影響到生產(chǎn)，那么難道是事故原因分析錯了？我們重點對供電系統(tǒng)重新進行分析，很快，我們發(fā)現(xiàn)此次停機事故是由于S2斷開了系統(tǒng)零線所至，解決問題的途徑只有對MBS進行改造，即將S2更換為單極開關(guān)，將零線采用端子連接。改造后經(jīng)試驗所有功能正常。

2 經(jīng)驗與教訓(xùn)

1）我們以往忽視了UPS零線在系統(tǒng)中的重要作用，尤其在有些UPS中，輸入零線更是直接作為輸出零線，因此所有UPS供電系統(tǒng)的零線，在任何正常操作時都不應(yīng)該被斷開，這一點在今后UPS供電系統(tǒng)設(shè)計時要充分認識到。

2）盲目相信進口設(shè)備，在事故分析中忽視了對MBS的分析研究，總認為進口設(shè)備應(yīng)該不存在設(shè)計上的缺陷，事實證明應(yīng)用較為廣泛的此款MBS存在嚴重的設(shè)計缺陷，甚至當誤切斷S2時會發(fā)生整個UPS系統(tǒng)徹底停電的事故，其設(shè)備的容錯率為0，因此這點教訓(xùn)應(yīng)引起廣大技術(shù)人員的格外注意。