電廠UPS故障分析和改進(jìn)方案

黃曉丹

摘要

在電廠運(yùn)行過程中，UPS系統(tǒng)發(fā)揮了重要作用，但是在該系統(tǒng)應(yīng)用過程中，也容易發(fā)生一些問題。基于對(duì)電廠UPS系統(tǒng)常見故障的了解與分析，本文指出在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用過程中的改進(jìn)方案，從而保證該系統(tǒng)能夠發(fā)揮應(yīng)有功能。

【關(guān)鍵詞】電廠 UPS系統(tǒng) 故障分析 系統(tǒng)改進(jìn)

UPS系統(tǒng)中主要包含的器件是蓄電池、轉(zhuǎn)換開關(guān)、整流器、逆變器以及靜態(tài)旁路等，在該系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，各類器件都可能由于一些原因?qū)е孪到y(tǒng)無法繼續(xù)正常工作。因此，需要保證能夠在發(fā)生故障的第一時(shí)間找到引發(fā)故障的原因，并在后續(xù)工作中，對(duì)引發(fā)問題的原因進(jìn)行深層次分析，并建設(shè)科學(xué)的改進(jìn)方案，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1 電廠UPS系統(tǒng)常見故障以及原因分析

1.1 主機(jī)死機(jī)問題

在UPS系統(tǒng)運(yùn)行過程中，當(dāng)出現(xiàn)主機(jī)死機(jī)問題時(shí)，會(huì)導(dǎo)致該系統(tǒng)中的相關(guān)開關(guān)無法及時(shí)進(jìn)行線路切換。通過對(duì)主機(jī)的研究可以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致該問題發(fā)生的主要因素為經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后，系統(tǒng)中的主機(jī)構(gòu)件發(fā)生老化，無法保持正常的運(yùn)行狀態(tài)。另外對(duì)于UPS系統(tǒng)的主機(jī)來說，控制中樞為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的CPU，而CPU對(duì)運(yùn)行環(huán)境的要求較為苛刻，當(dāng)CPU發(fā)生較大程度上的積灰問題后，會(huì)導(dǎo)致該構(gòu)件在運(yùn)行過程中產(chǎn)生過多熱量，這種現(xiàn)象也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)無法安全有效運(yùn)行。

1.2 蓄電池運(yùn)行不穩(wěn)定問題

UPS系統(tǒng)運(yùn)行過程中的核心構(gòu)件為蓄電池，要保證系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定發(fā)揮應(yīng)有作用，需要保證蓄電池能夠穩(wěn)定供電，蓄電池運(yùn)行存在不穩(wěn)定現(xiàn)象，會(huì)對(duì)電廠中的相關(guān)系統(tǒng)造成沖擊，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)中的設(shè)備大規(guī)模損壞。在蓄電池的應(yīng)用過程中，通常設(shè)計(jì)充電和放電兩個(gè)過程，并且對(duì)于蓄電池來說，對(duì)充電電壓有更高的要求，當(dāng)蓄電池的充電電壓過高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致蓄電池中產(chǎn)生過多氣體，導(dǎo)致蓄電池的質(zhì)量下降，另外在這種條件下，蓄電池的充電過程會(huì)產(chǎn)生更多熱量，降低了蓄電池的運(yùn)行壽命。而當(dāng)蓄電池的充電電壓過低時(shí)，會(huì)導(dǎo)致蓄電池中的活性物質(zhì)無法被全面激活，導(dǎo)致蓄電池產(chǎn)生的電壓無法達(dá)到電廠中相關(guān)系統(tǒng)的運(yùn)行要求。另外要進(jìn)行定期維護(hù)，保證其能夠正常運(yùn)行，當(dāng)維護(hù)間隔過長(zhǎng)或者維護(hù)不當(dāng)時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致蓄電池運(yùn)行的穩(wěn)定性下降。

1.3 電瓶故障問題

電瓶起到對(duì)蓄電池的充電作用，同時(shí)在蓄電池放電時(shí)，也需要通過該設(shè)備進(jìn)行電流調(diào)整。在UPS系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，電瓶將不可避免發(fā)生損耗現(xiàn)象，導(dǎo)致電瓶的性能下降，但是在電瓶運(yùn)行過程中，放電過量也會(huì)導(dǎo)致電瓶的性能下降，并且這兩種現(xiàn)象有極高的相似性，這導(dǎo)致工作人員往往無法確定電瓶的具體故障。通常情況下，當(dāng)UPS系統(tǒng)工作的時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，容易引發(fā)電瓶放電過量現(xiàn)象，另外當(dāng)系統(tǒng)中的電瓶同時(shí)進(jìn)行充電和放電時(shí)，也會(huì)加快電瓶的損耗，這些因素都是引發(fā)電瓶故障的重要因素。

2 電廠UPS系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中的改進(jìn)措施

2.1 加強(qiáng)對(duì)UPS系統(tǒng)的蓄電池維護(hù)工作

對(duì)于UPS系統(tǒng)來說，蓄電池發(fā)揮的作用最為重要，但是對(duì)于蓄電池來說，對(duì)運(yùn)行環(huán)境的要求較高，所以在電廠的運(yùn)行過程中，需要定期或不定期對(duì)蓄電池進(jìn)行檢修，保證各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)能夠滿足蓄電池的正常工作要求。另外通過上文分析可以發(fā)現(xiàn)，蓄電池對(duì)充電電壓要求很高，所以在對(duì)該系統(tǒng)的改進(jìn)過程中，一個(gè)重要的改進(jìn)防線為設(shè)置針對(duì)充電過程的智能化系統(tǒng)。例如在蓄電池的充電線路中安裝傳感器，以對(duì)充電電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這些傳感器與控制中樞相連，控制中樞可以應(yīng)用單片機(jī)，傳感器將檢測(cè)到的數(shù)值實(shí)時(shí)傳送到單片機(jī)中，當(dāng)單片機(jī)發(fā)現(xiàn)傳感器檢測(cè)到的數(shù)值超出設(shè)定值后，能夠控制動(dòng)作電路的運(yùn)行狀態(tài)，可以采用閉合或斷開電路中電阻開關(guān)的形式變更蓄電池的電壓，從而讓蓄電池的充電電壓能夠保持在設(shè)定范圍內(nèi)。

2.2 對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行定期檢修

在UPS系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，為了保證該系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定工作，電廠方面需要派遣專業(yè)人員對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行定期檢修，檢修的重點(diǎn)內(nèi)容為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的CPU，當(dāng)發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后CPU發(fā)生老化問題時(shí)，需要及時(shí)更換計(jì)算機(jī)硬件。另外對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的檢修過程中，需要對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的電路板進(jìn)行清灰，保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠始終處于正常的工作狀態(tài)下。需要注意的是，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的檢修過程中，需要應(yīng)用備用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)UPS系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，在全面檢修完成后，才可讓被檢修的系統(tǒng)繼續(xù)投入使用。

2.3 控制UPS系統(tǒng)的容量

UPS系統(tǒng)與其余電氣系統(tǒng)的最大區(qū)別在于，當(dāng)該系統(tǒng)長(zhǎng)期處于額定容量下，系統(tǒng)中的各構(gòu)件會(huì)加速老化，但是當(dāng)UPS系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)長(zhǎng)期低于額定功率值的一定范圍內(nèi)時(shí)，UPS系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和運(yùn)行狀態(tài)會(huì)下滑，所以在UPS系統(tǒng)的改進(jìn)過程中，需要保證系統(tǒng)容量在一定范圍內(nèi)。通過研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)UPS系統(tǒng)的容量在額定值的50%～80%范圍內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)能夠保持最佳的工作狀態(tài)，所以在具體的改進(jìn)過程中，可以通過容量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS系統(tǒng)容量的有效控制，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)UPS系統(tǒng)的容量在該范圍之外時(shí)，對(duì)UPS系統(tǒng)的充放電開關(guān)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)容量的有效調(diào)整。需要注意的是，在該過程中不可進(jìn)行同時(shí)充放電操作，防止對(duì)電瓶造成更大損耗。

2.4 落實(shí)UPS系統(tǒng)的開關(guān)機(jī)制度

對(duì)于UPS系統(tǒng)來說，由于系統(tǒng)中的各類電器件對(duì)電流和電壓的敏感性很高，所以需要保證系統(tǒng)開關(guān)機(jī)的步驟正確。在系統(tǒng)的開機(jī)過程中，為了防止開機(jī)瞬間系統(tǒng)中產(chǎn)生過大電流，此時(shí)需要保證電廠中的相關(guān)子系統(tǒng)處于不同的開啟狀態(tài)，在關(guān)機(jī)過程中，也需要按照用電系統(tǒng)負(fù)載由大到小的順序進(jìn)行關(guān)機(jī)操作。另外對(duì)于UPS系統(tǒng)來說，當(dāng)其被頻繁開關(guān)機(jī)時(shí)，容易導(dǎo)致系統(tǒng)中器件的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生紊亂現(xiàn)象，所以不可短時(shí)間內(nèi)頻繁進(jìn)行開關(guān)機(jī)操作，以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效保護(hù)。

3 結(jié)論

綜上所述，電廠UPS系統(tǒng)的主要故障為主機(jī)死機(jī)、電瓶故障和蓄電池運(yùn)行不穩(wěn)定等問題，這些問題的存在會(huì)導(dǎo)致UPS系統(tǒng)無法發(fā)揮應(yīng)有功能。要解決這些問題，可以通過遵循正確的系統(tǒng)開關(guān)機(jī)步驟、控制系統(tǒng)容量、加強(qiáng)對(duì)蓄電池的維護(hù)工作及進(jìn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)定期檢修達(dá)成目的，讓UPS系統(tǒng)能夠更好運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]李恩萍.貴港仙依灘電廠UPS故障分析和改進(jìn)方案[J].廣西電力，2015，38（04）：81-82+86.