淺析燃機(jī)公用UPS分電屏失電問題與解決措施

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某9F燃機(jī)電廠執(zhí)行#1機(jī)組保安段聯(lián)鎖試驗(yàn)時，在斷開保安段電源二聯(lián)啟#1柴油發(fā)電機(jī)，柴發(fā)運(yùn)行穩(wěn)定后，手動啟動#1機(jī)組緊急閉冷水泵，16S后燃機(jī)公用UPS分電屏失電，導(dǎo)致#1、#3燃機(jī)Mark VI電腦和監(jiān)視大屏同時失電，檢查發(fā)現(xiàn)#1燃機(jī)UPS分電屏、#3燃機(jī)UPS分電屏至燃機(jī)公用UPS分電屏空開和燃機(jī)公用UPS分電屏進(jìn)線電源空開均跳開。

一、系統(tǒng)介紹

燃機(jī)控制電腦電源均取自燃機(jī)公用UPS分電屏，燃機(jī)公用UPS分電屏電源正常由#1燃機(jī)UPS分電屏供電，#3燃機(jī)UPS分電屏作為其備用電源，#1、#3燃機(jī)UPS分電屏電源分別取自對應(yīng)機(jī)組的UPS屏和保安段，UPS屏作為燃機(jī)UPS分電屏主電源，保安段則為備用電源。

燃機(jī)公用UPS分電屏的雙電源切換裝置為深圳柏盛公司生產(chǎn)，型號為STS-030S，燃機(jī)UPS分電屏的雙電源切換裝置型號為STS-015S。

二、失電原因分析

經(jīng)查閱曲線發(fā)現(xiàn)燃機(jī)公用UPS分電屏在保安段聯(lián)鎖試驗(yàn)過程中發(fā)生多次主/備用電源切換，最終切換失敗，導(dǎo)致該分電屏失電。查閱該UPS分電屏的雙電源切換裝置的說明書，發(fā)現(xiàn)有兩種切換條件：1、自動轉(zhuǎn)換閾值電壓：220VAC±12.5%，回差±5V；2、自動轉(zhuǎn)換閾值頻率：50Hz±10%，回差±0.2Hz。當(dāng)執(zhí)行保安段聯(lián)鎖試驗(yàn)進(jìn)行保安段電源切換的瞬間，UPS裝置的頻率在短時間內(nèi)發(fā)生突變，在突變時，雙電源切換裝置就會由主路S1供電切至備用路S2供電。通過之后再次試驗(yàn)，觀察雙電源切換裝置發(fā)現(xiàn)當(dāng)雙電源切換裝置切至S2時，因?yàn)榇嬖谥髀穬?yōu)先，經(jīng)過約10S的檢測過程，若主路無異常，會自動切回S1供電。

通過曲線分析可知試驗(yàn)過程中UPS的輸出電壓并未有短暫失壓，不滿足失壓切換；在頻率瞬間出現(xiàn)突變的情況下發(fā)生雙電源切換，過程如下：

1.斷開保安段電源二后保安段電源一合閘，此時#1機(jī)組UPS的頻率突降，電壓未短暫失壓，#2機(jī)組UPS電流突增，雙電源切換裝置動作(如下圖)，公用UPS分電屏電源切至S2供電，幾秒后自動切回S1供電。

主路UPS頻率突降后短時間回升并保持穩(wěn)定，且頻率值在允許范圍內(nèi)，由于主路優(yōu)先供電，幾秒后雙電源切換裝置檢測主路正常，自動切至S1供電，所以#1機(jī)組UPS電流會有下降、增加過程。

2.斷開保安段電源一后保安段電源二合閘，此時#1機(jī)組UPS的頻率突降，電壓正常，#2機(jī)組UPS電流突增，雙電源切換裝置動作，公用UPS分電屏電源切至S2，幾秒后自動切回S1供電。

3.斷開保安段電源二(電源一就地打至斷開位)聯(lián)啟#1柴發(fā)這段時間內(nèi)，保安段失壓降至0，此時#1機(jī)組UPS由蓄電池供電，但柴發(fā)出口開關(guān)合上瞬間，#1機(jī)組UPS頻率由49.15Hz瞬間降至36.91Hz，電壓維持在220V左右，雙電源切換裝置動作，公用UPS分電屏電源切至S2，幾秒后自動切回S1供電。

4.緊急閉冷水泵由保安段供電，在#1機(jī)組UPS頻率降至36.91Hz后逐漸回升到工頻的過程中，柴發(fā)啟動后115S(UPS頻率為48.86Hz)啟動#1機(jī)組緊急閉冷水泵，導(dǎo)致頻率再次下降至47.74Hz。此時公用UPS分電屏雙電源切換裝置檢測到主路異常，動作切換至S2，電壓維持在220V左右，幾秒后自動切回S1供電。在#1機(jī)組UPS頻率回升至49.64Hz后，UPS頻率又突增至50.57Hz，公用UPS分電屏雙電源切換裝置檢測到主路異常，再次切換至S2供電，此時主后備電源短時并列期間出現(xiàn)了較大的環(huán)流，導(dǎo)致公用UPS分電屏主后備電源空開脫扣、UPS分電屏失電。

結(jié)合以上現(xiàn)象判斷#1、2機(jī)組UPS裝置輸出頻率異常的原因?yàn)閁PS主路頻率控制系統(tǒng)跟蹤UPS旁路的輸入頻率，在保安段電源切換至柴油機(jī)帶時，UPS旁路頻率變化較大，導(dǎo)致UPS輸出頻率波動，進(jìn)而導(dǎo)致燃機(jī)公用UPS分電屏電源切換失敗而失電。

三、解決措施

現(xiàn)場機(jī)組UPS系統(tǒng)兩路交流輸入(主路、旁路)電源設(shè)計均接在保安段上，當(dāng)保安段失電聯(lián)啟柴油機(jī)時，機(jī)組UPS兩路交流輸入電源由柴發(fā)供電。當(dāng)柴發(fā)進(jìn)行帶載時，主路電源因跟蹤旁路電源產(chǎn)生變化，當(dāng)旁路電源失去時，主路電源無跟蹤源，機(jī)組UPS系統(tǒng)頻率將維持在50Hz±2%范圍內(nèi)。因此，將機(jī)組UPS系統(tǒng)旁路電源從保安段改接至工作PC段，改造后經(jīng)試驗(yàn)不再出現(xiàn)公用UPS分電屏失電現(xiàn)象。

四、結(jié)語

UPS裝置的穩(wěn)定性對電廠來說至關(guān)重要，如果發(fā)生全廠失電或者機(jī)組運(yùn)行期間試驗(yàn)導(dǎo)致燃機(jī)控制電腦同時失電，將失去對燃機(jī)的監(jiān)控，給事故處理帶來極大不便，對機(jī)組安全運(yùn)行造成嚴(yán)重威脅，因此應(yīng)對此類情況及時排查整改。