UPS安全可靠性分析

1.UPS的负载中大部分为热工 POS1 、 POS2 、 消防控制盘、机组电气量变送器电源、 DCS 系统电源、服务器 CRT 电源、给粉机 控制电源等，其中可以造成停机的负荷除 热工电源外，给粉机控制电源一旦消失也 将造成锅炉灭火，于是将给粉机控制电源 从UPS负载中移出，改为热工24V电源；热 工电源在负荷侧进行了回路改进，做到可 以自动切换。
2015-6-19
有下列情况之一时，UPS会经静态开关自 动将负载从逆变器通道切换自动调压器通 道供电，如果故障消除后UPS经过延时自动 转回到逆变通道供电，引起UPS从逆变器供 电至自动调压器供电的故障有： ⑴ UPS输出过载或短路； ⑵逆变器本身出现故障； ⑶冷却用风扇出故障。
2015-6-19
2015-6-19
2.设计院在 UPS系统设计时没有考虑到 UPS 输出静态开关故障或UPS内部控制系统故障 导致静态开关关闭，造成UPS全停的问题。 3.设计 UPS系统时没有考虑到 UPS退出运行 检修的供电方案。
2015-6-19
五.建议： 1. 我厂＃ 1 机组、＃ 2 机组每台机组用一套 UPS供电系统，两套UPS独立运行。在其中 一套UPS输出静态开关关断和旁路输出静态 开关同时关断时就会造成UPS全停，使机组 停机（UPS逻辑控制板故障就是其中一例）。 从机组安全角度出发，建议增加一套自动、 手动旁路系统（旁路系统另行设计）
2015-6-19
7.目前我厂UPS系统的结构，输入为三路电 源，第一路由厂用工作段 380V 供电，第二 路由单元动力蓄电池组直流供电，第三路 由保安段三相 380V 供电。其中任意一路发 生故障，都可以自动切换至另外两路供电， 安全系数较大。但无论那一路电源供电UPS 必须经过静态开关输出，当静态开关故障， 或控制静态开关的逻辑控制系统出现故障 时会造成UPS全停。
UPS内部集成 电路板
2015-6-19
三.技术分析： 经过此次事故，我们对UPS的负载情况进行 了分析,负载情况如下: l 220V热工总电源柜； l 热工DCS电源柜； l 单元电气控制盘； l 单元控制电子设备间＃1电源； l 单元控制电子设备间＃2电源； l 燃料增幅器； l 消防控制盘； l 热工控制柜POS1； l 热工控制柜POS2； l 给粉机1；给粉机2。 2015-6-19
2015-6-19
（1）停机按钮采用常闭触点，若发生接触 不良，可能造成事故停机； （ 2 ） UPS装置的逻辑控制板发生故障造成 事故停机。 针对这两种情况对UPS装置进行了如下处理： （ 1）在保证设备安全的前提下将紧急停机 按钮进行屏蔽； （2）更换逻辑 控制板。
2015-6-19
UPS控制面板
2015-6-19
8.为了避免一台UPS故障造成机组停机事故， 可以采用两台UPS（即＃1机、＃2机UPS） 并机运行，要实现并机运行需要在现有的 UPS中加装一块并机板，使得＃1、＃2机组 两台UPS输出的电压同频率、同幅值、同相 位。这样可以将两台UPS输出并联起来同时 向＃1机、＃2机的负载供电，当一台UPS故 障时另一台UPS可担负两台机组的负载供电。 其中最大的优点是可以做到无时限切换。 据有关资料统计，UPS并机运行方式比单机 运行方式的可靠性高4－5倍。
2015-6-19
2.UPS在故障前没有任何征兆，故障前 UPS 负载侧没有倒闸操作，负载中没有较大的 电感线圈、电动机负载，且负载没有突变， 可以排除负载突变产生干扰电压使UPS误动 的可能性。 3.故障前UPS的电源侧，上一级电源断路器 没有任何到闸操作，不存在电源波动使UPS 误动的可能性。
2015-6-19
确保 UPS 故障时由旁路系统供电 ( 切换时间 由继电器和接触器动作时间决定 ) ，另外可 在紧急情况和UPS检修时由旁路系统供电， 这种方案费用较低，较易实现，但不能做 到无时限切换。
2015-6-19
2015-6-19
2.增加两台40KVA的UPS装置并实现并机运 行，给其中一台机组供电，将现有的两台 UPS装置进行并机运行，给另一台机组供电， 这样当任何一台机组的任一台UPS装置故障， 另一台UPS装置均能实现无时限切换，提高 供电的可靠性，但这种方案的费用较高， 增加厂用电损耗，且须对现有的UPS供电系 统进行较大改动。 综上所述，究竟哪种方案更适合我厂实 际情况尚需进一步研讨。 2003.04.07
2015-6-19
设计供电方案如下图所示：
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输入分为三路供电：第一路由厂用工作段 380V 供电，第二路由单元动力蓄电池组直 流供电，第三路由保安段三相380V供电。 其中第一路电源为工作电源， 正常运行时由工作段三相 380V 供电，经 进线开关、隔离变压器、整流器转换为直 流电源，直流电源经逆变器、输出变压器、 静态开关、输出开关向负载送出稳定交流 电。
UPS安全可靠性分析
设备部
刘宏仁
中电国华北京热电分公司
2015-6-19
摘要：本文介绍了我厂 UPS不间 断电源的配置及在运行中发生的 不安全情况，并针对我厂发生的 不安全情况提出了改进建议。 关键词： UPS电源；可靠性；静 态开关
一.基本配置：我厂两台机组均采用力博特 公司生产的 7400－ 1型 UPS不间断供电系 统，每台机组用一套 UPS 供电系统，两 套 UPS 独立运行。主要设备有：输入隔 离变压器，整流器，逆变器，输出输出 变压器，静态开关，自动调压器
2015-6-19



稳压精度： 稳态：小于220V±1％ 动态：小于220V±5％ 过载能力：110％额定负载，60分钟 125％额定负载，10分钟 150％额定负载，1分钟 200％额定负载，3秒 总的谐波失真度： 小于2％（带线性负载） 小于5％（带峰值比为3：1的非线性负载） 运行温度：0－40℃。
2015-6-19
4.运行人员、检修人员对UPS无任何操作， 不存在误操作的可能性。 5.经技术人员检查确定为UPS控制板故障， 关断UPS输出静态开关同时关断旁路输出静 态开关，使UPS全停。 6. 力博特公司生产的 7400 － 1 型 UPS 不间断 供电系统是在 7400 型基础上专为电厂设计 的UPS不间断供电系统，设计中存在一定的 缺陷，更换逻辑控制板，屏蔽紧急停机按 钮后运行一直正常。
2015-6-19
但并机运行方式同样也有弊端：一旦UPS输 出母线故障，将影响两台机的安全运行。
2015-6-19
四.结论： 1. 力博特公司生产的 7400 － 1 型 UPS 不间断 供电系统是在 7400 型基础上专为电厂设计 的UPS不间断供电系统，设计中存在一定的 缺陷，由于UPS逻辑控制板故障，关断UPS 输出静态开关同时关断旁路输出静态开关， 使UPS全停。更换逻辑控制板、屏蔽紧急停 机按钮后UPS运行一直正常。其中逻辑控制 板质量较差，其稳定性还需继续考验。
2015-6-19
其中设备主要参数如下：



额定输出功率：80KVA 标称工作电压：380／220V 输入电压允许范围：＋15％,－20％ 抗短路电流能力：大于20KA 整流器输出特性： 输出电压：220V（直流）（－17％，＋20％） 182－264V 直流电源的波纹分量：小于1％ 逆变器输出特性：220V，单相，正弦波输出
2015-6-19
当工作电源故障或停电时，由第二路电 源动力直流蓄电池组供电，直流电源经逆 变器、隔离变压器、静态开关、输出开关 向负载送电。 当工作电源回路故障停电同时动力直流 蓄电池组回路故障时或逆变器故障，UPS自 动无时限的切换到旁路由第三路电源供电， 由保安段三相 380V 经过进线开关、自动调 压器、隔离变压器、静态开关、输出开关 向负载送电。
2015-6-19
感谢各位专家！
2015-6-19
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二.事故简介： 我厂一单元在 2002 年 5 月份曾因 UPS 装置故 障造成事故停机，故障经过如下：一单元 UPS 装置于 2002 年 5 月 24 日 17 ： 50 事故停机， 故障现象为：静态开关、逆变器、整流器 均关闭，直流进线空开跳闸。经过检查测 试UPS输入、输出电压正确，切换正常，仪 表指示正确，信号指示正确。 5月27日下午 协同力博特公司技术人员到现场再次进行 检查，当时UPS已恢复正常，处于空载运行 状态，