淺析燃機公用UPS分電屏失電問題與解決措施

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某9F燃機電廠執行#1機組保安段聯鎖試驗時，在斷開保安段電源二聯啟#1柴油發電機，柴發運行穩定后，手動啟動#1機組緊急閉冷水泵，16S后燃機公用UPS分電屏失電，導致#1、#3燃機Mark VI電腦和監視大屏同時失電，檢查發現#1燃機UPS分電屏、#3燃機UPS分電屏至燃機公用UPS分電屏空開和燃機公用UPS分電屏進線電源空開均跳開。

一、系統介紹

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

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

二、失電原因分析

經查閱曲線發現燃機公用UPS分電屏在保安段聯鎖試驗過程中發生多次主/備用電源切換，最終切換失敗，導致該分電屏失電。查閱該UPS分電屏的雙電源切換裝置的說明書，發現有兩種切換條件：1、自動轉換閾值電壓：220VAC±12.5%，回差±5V；2、自動轉換閾值頻率：50Hz±10%，回差±0.2Hz。當執行保安段聯鎖試驗進行保安段電源切換的瞬間，UPS裝置的頻率在短時間內發生突變，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，觀察雙電源切換裝置發現當雙電源切換裝置切至S2時，因為存在主路優先，經過約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；在頻率瞬間出現突變的情況下發生雙電源切換，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機組UPS的頻率突降，電壓未短暫失壓，#2機組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定，且頻率值在允許范圍內，由于主路優先供電，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機組UPS的頻率突降，電壓正常，#2機組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)聯啟#1柴發這段時間內，保安段失壓降至0，此時#1機組UPS由蓄電池供電，但柴發出口開關合上瞬間，#1機組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機組UPS頻率降至36.91Hz后逐漸回升到工頻的過程中，柴發啟動后115S(UPS頻率為48.86Hz)啟動#1機組緊急閉冷水泵，導致頻率再次下降至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了較大的環流，導致公用UPS分電屏主后備電源空開脫扣、UPS分電屏失電。

結合以上現象判斷#1、2機組UPS裝置輸出頻率異常的原因為UPS主路頻率控制系統跟蹤UPS旁路的輸入頻率，在保安段電源切換至柴油機帶時，UPS旁路頻率變化較大，導致UPS輸出頻率波動，進而導致燃機公用UPS分電屏電源切換失敗而失電。

三、解決措施

現場機組UPS系統兩路交流輸入(主路、旁路)電源設計均接在保安段上，當保安段失電聯啟柴油機時，機組UPS兩路交流輸入電源由柴發供電。當柴發進行帶載時，主路電源因跟蹤旁路電源產生變化，當旁路電源失去時，主路電源無跟蹤源，機組UPS系統頻率將維持在50Hz±2%范圍內。因此，將機組UPS系統旁路電源從保安段改接至工作PC段，改造后經試驗不再出現公用UPS分電屏失電現象。

四、結語

UPS裝置的穩定性對電廠來說至關重要，如果發生全廠失電或者機組運行期間試驗導致燃機控制電腦同時失電，將失去對燃機的監控，給事故處理帶來極大不便，對機組安全運行造成嚴重威脅，因此應對此類情況及時排查整改。